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5.3自然界中的碳循环
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．为建设“天蓝、地绿、水美”的哈尔滨，下列措施不合理的是
A． 垃圾分类回收处理 B． 污水集中处理后排放
C． 倡导市民低碳出行 D． 路边烧烤提升生活气息
2．如下图所示为自然界中的氧循环，下列分析判断错误的是

A．森林里空气的含氧量高于现在教室里空气的含氧量
B．动植物呼吸和矿物燃料燃烧都有氧气参与化学反应
C．教室中的某个氧分子有可能来自于远方的乡村田园
D．绿色植物的光合作用使自然界中的氧原子数目增加
3．化学观念是化学学科核心素养的重要内容。下列认知错误的是
A．变化观：在一定条件下，和可以相互转化
B．微粒观：氧气在加压后可装入钢瓶，因为增大压强，氧分子间的间隔变小
C．守恒观：16 g氢气与16 g氧气在点燃的条件下充分反应，生成32 g水
D．结构观：金刚石和石墨性质不同，因为它们的结构不同
4．化学世界的变化是丰富多彩的，下列有关化学实验现象的描述正确的是
A．红磷在氧气中燃烧：产生白色烟雾 B．硫在空气中燃烧：产生蓝紫色的火焰
C．木炭与氧化铜反应：黑色固体变红 D．镁条在空气中燃烧：生成白色的氧化镁
5．下列变化过程主要通过物理变化实现的是
A．水的天然循环 B．自然界中的氧循环
C．自然界中的碳循环用 D．食物在人体内的消化吸收
6．关于O2和CO2说法正确的是（　　）
A．性质：常温下均为气体，且都易溶于水
B．转化：在自然界中，O2和CO2可以相互转化
C．分类：都含有氧元素，都是氧化物
D．用途：氧气可作燃料，二氧化碳可作化工原料
7．对下列宏观事实的微观解释不合理的是
A．稀有气体可作保护气——稀有气体原子的最外层电子达到相对稳定结构
B．水通电分解生成氢气和氧气——化学变化中分子可以分，原子不能再分
C．6000 L氧气加压后可装入40 L钢瓶——氧气分子的体积大幅缩小
D．金刚石和石墨物理性质差异较大——碳原子排列方式不同
8．物质的性质决定物质的用途。下列物质的性质和用途对应关系不一致的是
A．焦炭用作冶金工业——氧化性 B．金刚石用于裁玻璃——硬度大
C．炭黑用于制作墨汁——常温下化学性质稳定 D．石墨用作电极——导电性
9．CO还原氧化铜的微型实验装置(夹持仪器等略)如图所示。已知：HCOOHH2O+CO↑，下列说法不正确的是
A．该实验中，制取CO的反应是分解反应
B．实验时先挤压胶头滴管，再点燃酒精灯
C．该实验中的现象为红色粉末逐渐变黑
D．此装置可节约试剂，污染小，现象明显
10．下列过程中，涉及化学变化的是
A．光合作用 B．石蜡熔化 C．酒精挥发 D．干冰升华
11．下图是自然界中碳、氧循环简图(X为H2CO3，Y为C6H12O6。)。下列说法不正确的是
A．图一中的转化1是酸雨形成的主要原因
B．图二中的转化1表示绿色植物通过光合作用，将太阳能转化成化学能
C．图一中的转化1和图二中的转化1对比可知，反应条件不同，生成物不同
D．碳循环和氧循环有利于维持大气中氧气和二氧化碳含量相对稳定
12．《天工开物》中有“凡水晶出深山穴内瀑流石罅之中”，水晶的主要成分是SiO2，其原子排列方式与金刚石类似，下列关于SiO2的说法错误的是
A．SiO2的硬度较大 B．SiO2易溶于水
C．SiO2的相对分子质量是60 D．SiO2是氧化物
二、填空题
13．空气中二氧化碳的来源主要有含碳燃料的燃烧、生物的呼吸作用等过程，请你写出一条产生二氧化碳的化学方程式___________。
14．A、B、C、D是初中化学中常见的四种物质且四种物质中总共只含有两种元素，A、D均为单质，A为黑色固体，C能使澄清石灰水变浑浊，C转化为D是自然界中最常见的反应，它们相互之间有如图所示关系。D物质的名称为___________，B物质的化学式为___________，写出实验室制备C的化学方程式___________。
15．“冰雪同梦，亚洲同心”，图中“雪花”A、B、C、D、E、F是初中化学常见的六种物质，其中A、C、D、F为氧化物，且A生成C或者D的同时，必然生成红色的B金属单质；又已知C是最常见的液体，F气体有毒。(其中“—”表示物质间能相互发生反应，“→”表示物质间能发生转化，图中部分反应及转化关系已省略)请回答：
(1)写出物质A的化学式___________。
(2)D、F化学性质不同的原因是___________。
(3)写出B和E反应的化学方程式___________。
16．阅读科普短文，回答下列问题。
石墨烯——改变世界的神奇新材料
2004年，科学家成功地从石墨中分离出单层的石墨片（有人称为石墨烯），其层内微观结构如图1。
石墨烯具有优良的性能，在纺织、电子等领域具有广泛应用。纺织领域是石墨烯应用的新兴领域，纺织面料掺入石墨烯后，在低温情况下、石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢。
科学家提出，给石墨烯“打上”许多特定大小的孔，制成单层纳米孔维薄膜，可进行海水淡化，其工作原理如图2所示。
石墨烯还可用于橡胶行业制成石墨烯橡胶复合材料，能提高导电、导热及力学性能。石墨烯用量对橡胶复合材料热导率的影响如图3。
(1)石墨烯是由______（填“分子”、“原子”或“离子”）构成的。
(2)从材料可知，石墨烯在纺织面料中的作用是______。
(3)石墨烯海水淡化膜允许______（填粒子名称）通过。
(4)由图3可知，石墨烯用量为______份时，热导率最强。
17．下列物质具有可燃性又有还原性的是___________。
A．氢气 B．氧气 C．二氧化碳 D．___________。
三、实验题
18．下图所示的是木炭还原氧化铜的实验装置图。
(1)实验前将木炭、氧化铜研细并混匀的目的是___________。
(2)木炭在该反应中体现___________(填“氧化性”或“还原性”)。
(3)根据化学方程式计算：80g氧化铜完全反应，理论上可制得铜的质量是多少？(写出计算过程)
四、综合应用题
19．空气质量日报是通过新闻媒体向社会发布的环境信息，能及时准确的反映空气质量状况，增强人们对环境的关注，提高环保意识。下表示某市连续两天的空气质量日报。
日期 污染物 空气质量指数 空气质量级别
可吸入颗粒物 二氧化氮 二氧化硫 一氧化碳
9月16日 76 67 84 7 83 二级
9月17日 21 12 14 7 20 一级
(1)表中未列出二氧化碳，原因是_____。
(2)______、_____与酸雨的形成有关。
(3)已知9月16号晚下了一场大雨，比较这两天的空气质量日报，发现含量变化不大的物质是_____。据此猜测该物质具有的物理性质是 _____。
(4)树立环保意识，践行环境友好生活方式，下列做法中，有利于环境保护的是 。
A．植树造林扩大绿化面积 B．减少自驾燃油汽车出行
C．开发利用氢能等新能源 D．进一步扩大燃煤发电
(5)如图是工业上利用分离液态空气的方法得到氧气的流程示意图：
①分离液态空气制氧气的过程主要发生_____（填“物理”或“化学”）变化。
②能利用上述方法分离氧气和氮气的依据空气中液氧和液氮的 _____不同，将液态空气升温最先逸出的物质主要是 _____。
③这样制得的“工业液氧”属于 _____（填“纯净物”或“混合物”）。
《5.3自然界中的碳循环》参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 D D C C A B C A C A
题号 11 12
答案 A B
1．D
【详解】A、垃圾分类回收，既能节约资源，又能保护环境，该选项措施合理；
B、污水处理后再排放，有利于保护水资源，该选项措施合理；
C、低碳出行，能减少二氧化碳的排放，有利于保护环境，该选项措施合理；
D、路边烧烤，会污染环境，该选项措施不合理。
故选D。
2．D
【详解】A、森林里含大量的绿色植物，绿色植物光合作用，放出氧气，而教室中呼吸作用，消耗氧气，故森林里空气的含氧量高于现在教室里空气的含氧量，不符合题意；
B、动植物呼吸和矿物燃料燃烧都消耗氧气，生成二氧化碳，不符合题意；
C、分子在不断运动，教室中的某个氧分子有可能来自于远方的乡村田园，不符合题意；
D、根据质量守恒定律，化学反应前后，原子的种类和数目不变，故绿色植物的光合作用不会使自然界中的氧原子数目增加，不符合题意。
故选D。
3．C
【详解】A、二氧化碳和氧气可以相互转化，例如植物光合作用将二氧化碳转化为氧气，含碳物质燃烧将氧气转化为二氧化碳，选项正确；
B、气体能被压缩，是因为增大压强时，分子间间隔减小，加压后氧气分子间隔变小，所以可以装入钢瓶，选项正确；
C、根据氢气燃烧的化学方程式，参加反应的氢气和氧气的质量比为。16g氧气完全反应只消耗2g氢气，生成18g水，氢气有剩余，因此不能生成32g水，选项错误；
D、金刚石和石墨中碳原子的排列方式不同（结构不同），因此二者物理性质差异较大，选项正确；
故选C。
4．C
【详解】A、红磷在氧气中燃烧产生大量白烟，而不是烟雾，说法错误，不符合题意；
B、硫在空气中燃烧产生淡蓝色火焰，硫在氧气中燃烧产生蓝紫色火焰，说法错误，不符合题意；
C、木炭与氧化铜在高温条件下反应生成铜和二氧化碳，实验现象为黑色固体变红，说法正确，符合题意；
D、镁条在空气中燃烧发出耀眼白光，放热，生成白色固体，生成氧化镁是实验结论而不是实验现象，说法错误，不符合题意。
故选：C。
5．A
【分析】没有新物质生成的变化是物理变化；有新物质生成的变化是化学变化，物理变化和化学变化的本质区别是有无新物质生成，据此判断。
【详解】A、水的天然循环，只是水的状态改变，没有新物质生成，属于物理变化，符合题意；
B、自然界中的氧循环，有氧气、二氧化碳等新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
C、自然界中的碳循环用主要是绿色植物的光合作用，消耗二氧化碳产生氧气等新物质，属于化学变化，不符合题意；
D、食物在人体内的消化吸收，食物转化为能量等有新物质生成，属于化学变化，不符合题意；
故选：A。
6．B
【详解】A．氧气不易溶于水，二氧化碳能溶于水，故选项A不正确；
B．在自然界通过燃料的燃烧、人和动物的呼吸等可将氧气转化为二氧化碳，通过植物的光合作用将二氧化碳转化为氧气，故选项B正确；
C．氧气和二氧化碳都含有氧元素，但氧气是单质，二氧化碳属于氧化物，故选项C不正确；
D．氧气具有助燃性而不具有可燃性，氧气不能作燃料，二氧化碳可作为生产碳酸氢铵、碳酸饮料等的化工原料，故选项D不正确。
故选B。
【点睛】此题主要考查二氧化碳和氧气的性质，主要是利用物质性质分析和解决有关问题，结合各方面的条件得出正确结论。
7．C
【详解】A、稀有气体原子的最外层电子达到相对稳定结构，因此稀有气体可作保护气，故选项微观解释正确。
B、水通电分解生成氢气和氧气，水分子分解成氢原子和氧原子，氢原子构成氢分子，氧原子构成氧分子，故选项微观解释正确；
C、氧气加压后可装入钢瓶，是因为压强增大，氧分子间的间隔变小，而分子大小不变，故选项微观解释不正确；
D、金刚石和石墨物理性质差异较大，原因是碳原子排列方式不同，故选项微观解释正确。
故选C。
8．A
【详解】A、焦炭用于冶金工业，是利用其还原性，可将金属氧化物中的金属还原出来，不是氧化性，故选项说法错误；
B、金刚石是天然存在的硬度最大的物质，可用于裁玻璃，故选项说法正确；
C、炭黑主要成分为碳，常温下碳的化学性质稳定，因此炭黑可制作墨汁，书写的内容能长期保存，故选项说法正确；
D、石墨具有良好的导电性，因此可以用作电池电极，故选项说法正确；
故选：A。
9．C
【详解】A、该实验中，制取CO的反应是，符合“一变多”的特点，属于分解反应，说法正确，不符合题意；
B、一氧化碳具有可燃性，与空气混合遇明火易发生爆炸，因此实验时先挤压胶头滴管，使产生的CO排尽装置中的空气，再点燃酒精灯进行加热，说法正确，不符合题意；
C、一氧化碳与氧化铜在加热条件下反应生成铜和二氧化碳，观察到玻璃管中黑色粉末逐渐变红，澄清石灰水变浑浊，说法错误，符合题意；
D、该“微型”实验装置，可节约药品，产生的污染物也较少，现象比较明显，说法正确，不符合题意。
故选：C。
10．A
【详解】A、光合作用将二氧化碳和水转化为葡萄糖和氧气，生成新物质，属于化学变化；
B、石蜡熔化仅是状态改变（固态→液态），无新物质生成，属于物理变化；
C、酒精挥发是液态→气态的状态变化，无新物质生成，属于物理变化；
D、干冰升华是固态二氧化碳直接变为气态，状态改变但无新物质生成，属于物理变化。
故选A。
11．A
【详解】A、图乙中转化1，水和二氧化碳发生的反应方程式是：H2O+CO2=H2CO3，该反应不是酸雨形成的主要原因，酸雨是由于二氧化硫、二氧化氮溶于水造成的。A错误；
B、绿色植物通过光合作用，可以将二氧化碳转化为氧气。该过程中，绿色植物利用化学能将其转化为化学能。B正确；
C、图一中的转化1是二氧化碳和水反应生成碳酸，图二中的转化1是二氧化碳和水在植物的叶绿体中生成葡萄糖和氧气。则可以分析出，反应条件不同，生成物也不同。C正确；
D、生物呼吸、物质燃烧消耗氧气，释放二氧化碳。植物光合作用吸收二氧化碳，释放氧气。碳循环和氧循环可以有效的维持大气中氧气和二氧化碳的相对稳定的含量。D正确。
故选A。
12．B
【详解】A.题干说明 原子排列方式与金刚石类似，金刚石硬度大，因此 硬度也较大，A正确。
B.难溶于水，题干提及其存在于瀑流中也能佐证其不溶于水的性质，B错误。
C.的相对分子质量为，C正确。
D.氧化物的定义是由两种元素组成、且其中一种为氧元素的化合物，由Si、O两种元素组成，属于氧化物，D正确。
13．（合理即可）
【详解】含碳燃料燃烧是二氧化碳的重要来源，以碳在氧气中充分燃烧为例，碳和氧气在点燃条件下反应生成二氧化碳，化学方程式为：（也可写甲烷燃烧：等，合理即可）。
14． 氧气
【分析】根据题意：“C能使澄清石灰水变浑浊，C转化为D是自然界中最常见的反应”，则推测C为二氧化碳，C转化为D是自然界中的光合作用，所以D为氧气；根据“A、B、C、D四种物质中共只含两种元素，A、D均为单质，其中A是黑色固体”，又因为C是二氧化碳，则推测A为碳，B为一氧化碳，通过以上分析，可判断确定转化关系图中的各种物质。
【详解】根据分析D是氧气。B是一氧化碳，化学式CO。
C是二氧化碳，实验室制取二氧化碳的原理是碳酸钙和盐酸反应生成氯化钙、水和二氧化碳，化学方程式为：。
15．(1)CuO
(2)分子构成不同
(3)
【分析】A、B、C、D、E、F是初中化学常见的六种物质，因B是红色的金属单质，可知B是铜单质；C是最常见的液体，可知C是水；F气体有毒，可知F是一氧化碳。因为A生成B(铜)，可知A为氧化铜。D与F(一氧化碳)可以互相转化，可知D是二氧化碳。E可与C(水)互相转换，也可与B(铜)相互反应，可知E是氧气。
【详解】（1）由分析可知，A的化学式为CuO。
（2）D为二氧化碳、F为一氧化碳，二氧化碳和一氧化碳的分子构成不同，则它们的化学性质不同。
（3）B为铜、E为氧气，铜和氧气反应生成氧化铜，反应的化学方程式为：。
16．(1)原子
(2)在低温情况下，石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢
(3)水分子
(4)2
【详解】（1）由题中信息可知，石墨烯是从石墨中分离出单层的石墨片（有人称为石墨烯），即石墨烯是由碳原子构成的。故填：原子。
（2）从材料可知，石墨烯在纺织面料中的作用是在低温情况下、石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢。故填：在低温情况下、石墨烯可将来自远红外线的热量传送给人体，改善人体微循环系统，促进新陈代谢。
（3）据图2可知，石墨烯海水淡化膜允许允许水分子通过。故填：水分子。
（4）由图3可知，石墨烯用量为2份时，热导率最强。故填：2。
17． A 一氧化碳/木炭
【详解】A、氢气既有可燃性又有还原性，此选项正确；
B、氧气具有助燃性而不具有可燃性，也没有还原性，此选项错误；
C、二氧化碳既没有可燃性又没有还原性，此选项错误；
D、一氧化碳和木炭都既有可燃性又有还原性。
故选A。
18．(1)增大反应物间的接触面积，使反应更快、更充分
(2)还原性
(3)解：设制得铜的质量为x。
，
答：制得铜的质量为64g。
【详解】（1）实验前需将木炭、氧化铜研细并混匀的目的是：增大反应物之间的接触面积，使反应更快更充分；
（2）该反应为碳和氧化铜在高温的条件下反应生成铜和二氧化碳，反应的化学方程式为，碳把氧化铜还原为铜，因此木炭在反应中体现还原性；
（3）见答案。
19．(1)二氧化碳不属于空气污染物
(2) 二氧化氮 二氧化硫
(3) 一氧化碳/CO 难溶于水
(4)ABC
(5) 物理 沸点 氮气/N2 混合物
【详解】（1）表中未列出二氧化碳，原因是二氧化碳不属于空气污染物；
（2）二氧化氮、二氧化硫与酸雨的形成有关；
（3）已知9月16号晚下了一场大雨，比较这两天的空气质量日报，发现含量变化不大的物质是一氧化碳，因为一氧化碳难溶于水，降水对空气中一氧化碳的含量变化影响不大，推测该物质具有的物理性质是难溶于水；
（4）A、植树造林扩大绿化面积，有利于改善环境质量，故A符合题意；
B、减少自驾燃油汽车出，行可以减少汽车尾气的排放，有利于改善环境质量，故B符合题意；
C、开发利用氢能等新能源，可以节约化石能源，减少污染物的排放，有利于改善环境质量，故C符合题意；
D、进一步扩大燃煤发电会增大空气污染物的产生，加重空气污染，故D不合题意；
故选AC；
（5）①分离液态空气制氧气的过程，是利用液氮和液氧沸点不同进行分离，过程中没有新物质生成，主要发生物理变化；
②能利用上述方法分离氧气和氮气的依据空气中液氧和液氮的沸点不同，氮气的沸点低于氧气的沸点，因此将液态空气升温最先逸出的物质主要是氮气；
③这样制得的“工业液氧”中含有氧气、稀有气体等多种物质，属于混合物。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
21世纪教育网(www.21cnjy.com)

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