第6单元 跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案-【宝典训练】2024-2025学年新教材九年级全册化学高效课堂(人教版2024)

宝典训练化学·九年级·全册() 跨学科实践活动5基于碳中和理念设计低碳行动方案 中学生是实现国家双碳目标的后备力量，“基于碳中和理念设计低碳行动方案”项目，是针对二氧化碳 过量排放导致气候变暖等环境问题所引发的社会性科学议题而设计的，项目涉及的学科有生物、地理、物 理和道德与法治等跨学科知识，学生经历了探究二氧化碳的来源及去路、寻找降低二氧化碳排放量及增加 二氧化碳吸收量的方案、分析方案的可行性等一系列项目活动，不断迭代改进项目作品“低碳行动方案”。 例1自然界存在着碳循环。当自然界的碳平衡被打破后，大气中的二氧化碳的含量增多，由此带来一系 列环境问题。我国积极采取低碳减排措施，力争在2060年实现碳中和。为践行碳中和理念，我校的化学 项目小组开展了“我为低碳做贡献”的跨学科实践活动。 大气中的二氧化碳 火山喷发 森林，草原 光合作用 化石然朴s烧 呼吸作用 溶解 光合作用 天然气石油 植物遗体岩石风化↓ 煤演变成煤石灰岩 天海底动植物演变成石油和天然气 自然界中的碳循环 任务1了解自然界中的碳循环 (1)从碳循环视角看，会导致大气中二氧化碳含量增加的过程有 (2)自然界中消耗二氧化碳的主要方式是 任务2探究吸收二氧化碳的途径 【作出猜想】有同学认为可用水吸收二氧化碳。 【进行实验】他进行了如右图所示的实验。向充满二氧化碳的软塑料瓶中加人一 定量的水，迅速拧紧瓶盖并振荡，软塑料瓶变瘪，请解释原因： C0: 【进行评价】根据上述实验，该同学认为自然界中的海水可以吸收大气中过多的二氧化碳，请你评估该观点的 问题或风险，并阐述理由： 任务3寻找捕集、利用二氧化碳的新途径 【搜集资料1】目前，CO,捕集技术的关键是将C),从排放物中分离出来。物理吸收法中的一种是用甲醇作 溶剂吸收：另一种是用活性炭，沸石等对C)进行吸附性吸收。用氨水(NH,·HO)作吸收剂时，控制温 度在30℃左右，用喷氨技术吸收CO生成碳酸氢铵（不稳定）。 【搜集资料2】我国科学家利用二氧化碳和电解水产生的氢气先合成甲醇，继而通过约10步反应合成淀 粉。与植物生产淀粉所需的60多步反应相比，明显降低了合成的复杂程度，提高了能源的利用效率。但 从经济角度看，要与农业种植竞争，电能利用效率和淀粉合成速率还需要提高数倍」 【交流讨论】(1)活性炭、沸石等可作吸附剂吸收CO,则它们可能具备的结构特点是 。 用喷 氨技术吸收C),控制温度在30℃左右，温度不宜太高的原因可能是 (2)某同学推测，二氧化碳和氢气在一定条件下合成甲醇(CHOH)的同时有水生成，该反应的化学方程式为 ,他这样推测的原因可能是 请结合资料2信息，从理论意义和现实挑战的角度对“二氧化碳合成淀粉”进行评述： ●>128 第六单元碳和碳的氧化物 任务4制定低碳行动方案 低碳行动需要每一位公民的努力，请完成下列低碳行动方案。 碳中和：二氧化碳排放量=二氧化碳吸收量 名词 碳排放 碳吸收 个人生活 参加植树造林活动，在家多种花草 发电方式变革，多用风力、水力发电，使用清 国家 洁能源 积极研究吸收大气中CO,的技术手段，各国 国际 加强国家之间交流合作 合作共同发展 收集与超埋分桥 实现2030年碳达峰、2060年碳中和，是我国政府对国际社会的重要承诺。为此某小组对二氧化碳的来 源、吸收、转化以及低碳措施产生兴趣，开启了“低碳行动”项目化学习探究之旅。 任务一：探究家庭中二氯化碳的来源 【设计并进行实验】同学们走进厨房，用两个相同的塑料瓶分别收集了燃气灶炒菜前后灶台旁的气体。设 计如图甲所示的实验，放在阳光下照射，观察水柱的移动情况。 红墨水 旋紧瓶塞，振荡 取释 二氧化碳 炒菜前 妙菜后 石 溶液 图甲 图乙 【实验现象】 (1)红墨水水柱向 (填“左”或“右”)边移动。 【实验结论】炒菜后空气中二氧化碳含量增多，说明燃气燃烧产生了二氧化碳。 任务二：实验室模拟吸收二氧化碳的原理 (2)【设计实验】 实验步骤 实验现象 实验结论 I,如图乙所示：向充满二氧化碳的软塑料瓶中注 二氧化碳的物理性质 软塑料瓶变瘪 入约三分之一体积的蒸馏水，立即旋紧瓶盖，振荡 是 Ⅱ，继续向试管中滴加紫色石蕊溶液，振荡 二氧化碳能与水反应 【反思评价】 (3)实验中发生反应的化学方程式为 ●》129● 宝典训练化学·九年级·全册() (4)周爽同学认为步骤Ⅱ不能证明二氧化碳与水发生了化学反应，还有待完善，请你补充一个对比实验 (描 述实验过程及现象)。 任务三：迈向碳中和 【查阅资料】工业上高炉炼铁副产品有炉渣、炉尘和煤气，煤气中C0含量可达30%。 【设计方案】为了减少工业炼铁中CO、CO的排放，小组同学基于碳中和理念设计了一个低碳行动方案，方 案流程示意图如下： 赤铁矿，焦炭、石灰石(CCO) 高护煤气中的COCO Fe0t3c0高温2Fe+3C0, 反应3 石灰浆 C4c0高温2c0 反应2 co C+0,高遥c0, 反应1 wE: 用作建筑材料等 热空气 (5)石灰浆[主要成分为Ca(OH):]吸收CO的化学方程式： (6)工业用含FeO,480t的赤铁矿为原料炼铁，则反应3中最多得到Fe t。 【评价交流】 (7)上述方案中的CO重新通入高炉后，起的主要作用是 (8)该方案的优点是除C)外，还可实现 (填物质化学式)的部分或全部循环利用。 (9)工业炼铁需消耗大量的焦炭，请写出一种在生活生产实际中能替代含碳燃料的新能源： 任务四：制定低碳行动方案 (10)通过该项目的探究，小组同学对低碳行动有了新的认识，请补充完整。 低碳途径 低碳行动具体措施 减少二氧化碳的排放 请举出一种具体做法： (任写一条) 促进二氧化碳的吸收 植树造林，利用绿色植物光合作用吸收大气中的CO2 二氧化碳的转化和封存 用二氧化碳做原料合成一些化工产品 项目之旅结束了，同学们决定立刻行动起来，助力“双碳”目标早日实现！ ●>130《高效课堂宝典训练》·化学（九年级全册）/R (5)红 化学性质稳定（合理即可） 跨学科实践活动5 第六单元《碳和碳的氧化物》整理与提升 基于碳中和理念设计低碳行动方案 任务1 【单元知识框架图】 例1.(1)火山喷发，化石燃料的燃烧等 碳原子的排列方式不同 (2)光合作用 CaCO,2HCI--CaCl+H:O+CO. 任务2 3c0+Fe,0,高温2Fe+3C0, 【进行实验】 二氧化碳能溶于水，且与水反应，会使软塑料瓶中气压减 分子的构成不同 小，使软塑料瓶变瘪 【重点知识突破】 【进行评价】 1.C2.D3.C4.C5.D6.C7.B8.A9.A 二氧化碳在水中的溶解能力是有限的，且较多二氧化碳 10.C11.D12.B13.D14.B 溶于水会使海水酸化 【易错点集训】 任务3 1.(1)×(2)× (3)×(4)√(5)×(6)× 【交流讨论】 (7)×(8)/ (1)蔬松多孔温度太高，碳酸氢铵易分解 2,(1)金刚石碳原子排列方式不同 (2C0+3H-定条件CH.OH+H0 (2C+0.点☏c0 化学反应前后元素的种类，质量不变 (3)①hg:bede「②黑色周体变成红色 从理论上讲实现了零的突破，提高了能源的利用效率：从 ③CO+Ca(OH).一-CaC0),￥+HO 现实上说还有很大进步空间，要与农业种植竞争，电能利 3.(1)3.3 用效率和淀粉合成速率还需要提高数倍 (2)解：设参加反应的碳酸钙的质量为x。 任务4 CaCO +2HCI--CaCl +H,0+CO. 节约用电（或减少纸张浪费、出行多使用公共交通工 100 44 具等) x 3.3g 发展碳捕捉技术 100 44 【收集与整理分析】 3.3gr=7.5g (1)左(2)1.二氧化碳能溶于水Ⅱ.溶液变红 CaC0,⅓=7.5g×100%=75% 10g (3)CO+HO=H,CO 答：该品牌钙片中含碳酸钙的质量分数为75%。 (4)将用紫色石蕊溶液染成紫色并干燥的纸花放人干燥 能源的合理利用与开发 的二氧化碳气体中，紫色石蕊纸花不变色 第七单元 (5)CO+Ca(OH)=CaCO+H:O 课题1燃料的燃烧 (6)336(7)使未反应的氧化铁继续反应 (8)CaC(),(9)风能，水能、潮汐能等 第1课时 燃烧的条件燃料燃烧的调控 (10)开发利用清洁能源 化学语言循环练： 专项训练3碳及其化合物知识小结 ①4P+50,点槛2P,0 ②C0+0,点燃2C0 1.B2.D3.A4.D5.C6.C7.C 【课前导读】 8.(1)分子问的间隔变大了吸热 1,(1)放热氧化反应 (2)燃着的蜡烛从下到上依次熄灭 (2)可燃物氧气（或空气） 着火点 不能燃烧也不支持燃烧 2.空气（氧气）接触面积 (3)石灰水变浑浊，试管内液面上升 3.清除或隔离 隔绝温度降到 CO:+Ca(OH):-CaCO,+H:O 【课中导学】 (4)①装置内的压强先变大后变小，最终小于加水前的 例1.C1.D2.D例2.C3.C4.C5.A6.A 压强②振荡③不会 7.A8.C9.D10.D11.A12.D13.B 14