2025年中考化学一轮跨学科活动复习课件跨学科活动 五：基于碳中和理念设计低碳行动方案

五、基于碳中和理念设计低碳行动方案 项目活动目标 1. 基于碳中和理念，结合生物学、地理、物理等课程的学习，从物质的性质和转化角度认识二氧化碳的排放和吸收，理解低碳行动原理。 2. 设计并评价低碳行动方案，从个人、国家和国际层面体会低碳行动的意义和价值。 项目设计与实施 任务一　了解相关概念，聚焦核心物质 【交流讨论】 （1）二氧化碳含量过高会对地球造成的影响有____________________ _________________________。 （2）请写出一种生活中践行低碳行动的做法：____________________ ______________________________________。 温室效应加剧（或海 平面升高 ，合理即可） 或积极植树造林 ，等等 ，合理即可） 节约用电（或绿色出行， 任务二　测定不同环境中二氧化碳的含量 【提出问题】在一个门窗紧闭且刚上完课的教室内空气中的二氧化碳的含量与操场上空气中二氧化碳的含量有什么不同？ 【查阅资料】《中小学教室换气卫生标准》规定 ，教室内空气中二氧化碳最高允许浓度为0.15%。在人群数量较多并且较为密闭的空间中，二氧化碳的浓度会高于空气中的浓度。高浓度的二氧化碳会导致中毒，症状包括头痛、头晕、注意力不集中、记忆力减退等。 【进行实验】同学们设计如下实验方案并进行了实验。 实验操作 实验现象 实验结论 用排水法分别收集相同体积教室内空气和操场上的空气于两个集气瓶中，向其中滴加相同滴数、等浓度的___________，振荡 盛有教室内空气的集气瓶中____________________；盛有操场上的空气的集气瓶中___________________ 教室内空气中二氧化碳含量比操场空气中高 澄清石灰水 澄清石灰水变浑浊 澄清石灰水不变浑浊 【反思评价】 （1）实验过程中发生的化学方程式为___________________________ _______。 （2）本实验方法能否实现自然环境中不同区域二氧化碳含量的测量，请说明原因：_________________________________________________ ___________________________。 （3）正常空气中二氧化碳的体积分数约为_________，根据实验结果，在教室时我们应注意：_____________________。 Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3↓ + H2O 变化太小，实验现象不明显 不能 ，自然界中二氧化碳浓度虽然存在差异 ，但数值 0.03% 开窗通风（合理即可） 任务三　梳理自然界中的碳循环 【交流讨论】 （1）根据示意图中信息，归纳产生二氧化碳的途径有哪些，并写出对应的化学方程式：____________________________________________ ______________________________________________________________________。 化石燃料的燃烧 、动植物的呼吸等 ；C + O2 CO2（或CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O）、C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O （2）人类活动对碳循环过程的影响有___________________________ ________________________________________________（写一个）。 使得排入大气中的二氧化碳越来越多（合理即可） 人类消耗的化石燃料急剧增加， 任务四　设计低碳行动方案 方案 1：减少碳排放 【分析思考】减少碳排放要从源头上控制二氧化碳的产生，从而减少二氧化碳的排放。请结合上图任选一个行业，写出我们可采取的减少碳排放的措施：_______________________________________________ _____________________________（写一条）。 风能等清洁能源 ，合理即可） 能源行业可减少化石能源的使用（或大力发展太阳能、 方案 2：增加碳吸收 【查阅资料】对于不得不排放的二氧化碳就要加大力度促进二氧化碳的吸收和转化。比如通过植树造林提高植物的光合作用，通过人工方法对二氧化碳进行捕集、利用与封存（包括海洋封存、陆地封存、矿石碳化、地质利用、化工利用、生物利用等）。 【知识回顾】结合“自然界中的碳循环示意图（部分）”，分析二氧化碳的吸收措施：_____________________________________________ ________________________________________________________。 碳 ，或利用植物的光合作用吸收二氧化碳 ，合理即可） 利用海水吸收二氧化碳（或利用碱溶液吸收二氧化 【教师指导】“液态阳光”技术将二氧化碳和水，在催化剂作用下合成液体燃料甲醇，以替代化石能源，实现碳的循环利用（如下图）。 【交流讨论】 （1）“液态阳光生产”利用的可再生能源是________________（写一种）。 （2）液态阳光合成甲醇使用的原料是________和 CO2。 （3）相比氢气，液体燃料甲醇的优点有__________________________ ___________________。 太阳能（或风能） H2O 便于储存和运输（或安全性 高 ，合理即可） 经过本次跨学科交流实践，全班达成共识，形成了一套低碳行动方案，并且在社区制作展板、开展讲座。请你帮助他们设计一条宣传标语：_______________________________________________________。 展示与交流 选择低碳，选择绿色，让我们共享生态文明的美好（合理即可） 1. 阅读分析，解决问题： 在“碳达峰、碳中和”的大背景下，CO2地质封存技术作为当前缓解CO2释放的有效措施，将成为影响“碳中和”进度的关键。地质封存是通过管道将CO2注入油气田、咸水层或不可采煤层的密闭地质构造中，形成长时间或者永久性对CO2的封存。三种碳封存途径中，煤层CO2封存技术成本更低，同时可提高煤层气（主要含CH4）采出率，增加经济效益，符合国家绿色发展理念。 素养专练 典型煤层CO2封存过程如图甲所示，主要包含注入和采出两大系统。烟气注入煤层后，由于煤对气体的吸附能力为CO2>CH4>N2，CH4和N2逐渐被CO2驱替并脱附，再通过采出井抽出。研究人员对不同的煤在相同条件下的吸附能力进行研究，结果如图乙所示。然而，煤层CO2封存也涉及多种安全风险。如CO2注入后，易引发地质体结构失稳，导致CO2泄漏，使土壤、水酸化，破坏周围的生态环境，对人类健康产生影响。 （1）CO2地质封存的途径主要有_________________________________ ________（写一点）。 （2）图甲中，通常是先将 CO2 由气态压缩成介于气态和液态之间的密度高、流动快的超临界状态再注入，这一过程中发生的变化是________（填“物理变化”或“化学变化”）。 （3）烟气注入煤层后，煤对气体的吸附能力最强的是________。 （4）分析图乙，可得出的结论是________________________________ ______________________________________________________。 （5）CO2能使水酸化的原因是____________________（用化学方程式表示）。 （6）写出煤层采出气甲烷的一种用途：_____________________。 煤层封存（或油气田封存 ，或咸水层 封存） 物理变化 CO2 条件相同时 ，吸附 CO2 能力最强的是无烟煤（合理即可） 在实验研究的压强范围内 ，压强等 CO2 + H2O = H2CO3 作燃料（合理即可） 2. 近年来，全球气候变暖趋势日益严峻，碳排放问题成为全世界共同面临的挑战。化学兴趣小组以“助力碳中和”为主题，设计并开展了如下项目式探究活动。 任务一：探究温室效应产生原因 【查阅资料】 （1）CO2、CH4等气体能产生温室效应。 （2）相同条件下，阳光照射时，温室气体含量越高，环境升温越快。 【进行实验】 （1）小组同学利用厨房用品中的纯碱和________ 反应制 CO2，并用塑料瓶A收集；再用相同的塑料瓶B，收集一瓶使用天然气前厨房中的空气样品，按图 1 连接装置（气密性良好）。 （2）标记塑料管内红墨水停留的位置，将装置移至室外，置于阳光下照射一段时间后，观察到红墨水处于标记位置的_______（填“左”或“右”）侧。 食醋 右 任务二：研究厨房中的温室效应 【实践研究】将上述装置拿回厨房，点燃天然气一段时间后，用排尽 CO2的塑料瓶A收集炉灶周围的空气。冷却至室温后连接装置，重复（2）实验，观察到相同的现象。 【分析讨论】部分同学认为一定是天然气燃烧产生的CO2增强了厨房中的温室效应。有同学认为该说法不严谨，理由是___________________ _____________________________________。 是甲烷 ，也能增强厨房中的温室效应 天然气的主要成分 任务三：探究使用不同物质吸收 CO2 的可行性 【进行实验】同学们分别使用等体积的H2O、Ca(OH)2饱和溶液和溶质质量分数为40%的NaOH溶液，利用图2装置分别进行3次实验，测得瓶内压强随时间变化的曲线如图3所示。 【交流分享】 （1）CO2与 NaOH 溶液反应的化学方程式为______________________ _________________。 （2）结合图 3 数据分析，实验使用的三种物质中，对 CO2吸收效果最好的是________________。 Na2CO3 + H2O CO2 + 2NaOH = NaOH 溶液 【反思评价】 （1）有同学提出，反应中的能量变化也会导致压强变化。于是，小组同学将压强传感器更换为温度传感器，重新进行了部分实验，实验数据如图4所示。由数据可知，CO2与NaOH溶液的反应是_____________ （填“吸热反应”或“放热反应”）。 放热反应 （2）结合图 4 数据综合分析，图 3 中 NaOH 溶液对应曲线在 100 s～300 s 内压强变化的原因是_______________________________________ ___________________。 CO2与 NaOH 溶液反应，二氧化碳逐渐减少， 装置内压强减小 任务四：研讨低碳行动方案 【分析讨论】小组同学认为过量排放的CO2难以回收。我们可以通过低碳生活的方式减少CO2的排放，生活中你可以做到的是__________ ______________________。 【成果分享】同学们将本次项目式学习的成果在学校与同学们进行了交流和分享，同学们都受益匪浅，认识到碳中和是实现社会经济与环境可持续发展、走向人与自然和谐共生的生态文明的迫切需要。 少使用一次 性塑料袋（合理即可） $$