第4章认识化学变化专题复习教案---2024-2025学年九年级化学沪教版（全国）(2024)上册

钢铁生产中的碳中和 ——认识化学反应专题复习 班级： 姓名： 一、学习目标 1．联系钢铁生产实际，科学的认识燃烧对人类社会发展的作用；认识灭火的原理和方法；形成防火防爆意识； 2．能用质量守恒定律解释常见化学反应中的质量关系，掌握化学方程式的书写及能运用化学方程式进行简单的计算； 3．领悟碳中和对于人类可持续发展所起的重要作用，树立节能减排意识。 二、学习重难点 能用质量守恒定律解释常见化学反应中的质量关系，掌握化学方程式的书写及能运用化学方程式进行简单的计算。 三、教学过程 【环节一】分析钢铁生产过程中煤炭的使用 资料1：焦炭是由煤在约1000℃的高温条件下隔绝空气经干馏而获得。主要成分为单质碳，着火点一般在650℃左右。焦炭的生产过程叫做炼焦。 资料2：高炉炼铁是将铁矿石（主要成分Fe2O3）、焦炭和石灰石同时从炉顶加入高炉，在高炉下部鼓入热空气并喷吹煤粉，通过煤粉燃烧为炉身下部提供高温，高温下焦炭与二氧化碳反应生成一氧化碳，一氧化碳跟氧化铁在高温下反应生成铁同时生成二氧化碳。 资料3：在高炉炉顶排除的气体中含有较高浓度CO，经除尘后回收，称为高炉煤气，用作加热炉、热风炉的燃料。 【自主学习】资料中涉及的化学反应有哪些？ ( 请写出画线部分反应的化学方程式: ) 【环节二】计算钢铁生产中的碳排放量 【小组互学】某钢铁厂，每年生铁产量约2500万吨，消耗含单质碳80%的煤炭资源1500万吨，若单质碳全部转化为CO2，则该钢铁厂每年排放CO2的质量为多少万吨。(C-12 O-16) 【环节三】探索钢铁生产的降碳路径 【合作研学1】寻找替代能源 资料4：天然气制氢技术具有高效率、较低的碳排放量、适用于大规模生产等优点，主要应用蒸汽重整法，在高温高压条件下，使用催化剂，将甲烷和水蒸气催化转化为氢气和一氧化碳。一种以“氢能炼铁”替代“焦炭炼铁”的工艺流程如图所示。 1． 工业上以甲烷为原料生产氢气，制取原理的微观结构如图所示，请将下图补充完整： 2． 反应前后未发生改变的微粒有 （填微粒符号）。 3． ( 一定条件 )某钢铁厂年生铁产量约2500万吨，单质铁含量98.56%，若全部采用天然气制氢生产（假设各步均反应完全），则该钢铁厂每年排放CO2的质量为 ______ 万吨？（可用总反应3CH4 + 4Fe2O3 Fe+3CO2 + 6H2O 进行计算 ）(H-1 C-12 O-16 Fe-56) 【合作研学2】捕集二氧化碳 资料5：一种二氧化碳的捕集方法是利用主要成分为Na2CO3的固体吸收剂在水蒸气存在下与二氧化碳反应生成NaHCO3，得到的NaHCO3在加热条件下可分解生成Na2CO3，实现吸收剂循环使用。同时得到高纯度的CO2，可用于其他工业生产。（已知：加热温度至270℃NaHCO3完全分解，酒精灯加热温度400-500℃，该温度范围内Na2CO3不分解） 1． 写出NaHCO3受热分解的化学方程式________________________________________。 2． 实验探究 实验目的 现有1g使用过的Na2CO3固体吸收剂（恒温50℃干燥），验证Na2CO3的固体吸收剂在二氧化碳的捕集过程中共吸收了多少克二氧化碳？ 实验步骤 注意事项 实验反思 实验改进 【课后反思】生活中我们可以从哪些方面助力碳中和？ 【练测评学】 1．下列说法与“珍爱地球，人与自然和谐共生”的理念不相符的是 （ ） A．要积极开发利用氢能、太阳能等新能源 B．对生活垃圾要分类，以便回收再利用 C．工业废水、生活污水排入水体不会引起污染 D．固定利用CO2有利于实现“碳中和” 2.甲烷是天然气的主要成分。利用太阳能可将甲烷在高温熔融盐环境中转化为H2，反应原理如图所示，下列说法正确的是 （ ） ( 一定条件 )A. 整个过程中，只有Zn的化合价发生变化 B. 过程①的化学反应为ZnO + CH4 Zn + H2 + CO C. 理论上过程①与过程②中产生H2的质量比为2：1 D. 当参加反应的CH4与H2O质量比为8：9时，理论上可不补充ZnO 3.二氧化碳的捕集和资源化利用是碳中和领域研究热点。 碳捕集捕捉烟气中CO，将其再释出可实现资源化利用，相关物质转化如下: ( 烟气 （含 CO 2 的废气） 捕捉室 颗粒反应室 煅烧炉 高浓度 CO 2 氢氧化钠溶液 石灰乳 [Ca(OH) 2 ] 溶液 X 氧化钙 ) （1）“颗粒反应室”中反应的化学方程式为 。 （2）上述流程中可循环使用的物质有 （填化学式）。 ( 第 1 页 ) 学科网（北京）股份有限公司 $$