跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案-2024-2025学年九年级化学上册教学资源包（人教版2024）

科学实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案 【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。 2. 理解低碳行动原理。设计并评价低碳行动方案， 3. 从个人、国家和国际层面体会低碳行动的意义和价值。 【项目策划】 ▶项目导引：碳中和的提出 面对气候变化等全球性危机和挑战，中国秉持人类命运共同体理念，提出了新主张。中国力争二氧化碳排放于 2030 年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。 “碳达峰”是指年度二氧化碳排放量达到历史最高值，然后经历平台期进入持续下降的过程，是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点。实现碳达峰意味着一个国家或地区的经济增长不再以增加碳排放为代价，因此被认为是一个经济体绿色低碳转型过程中的标志性事件。 “碳中和”是指在一定时间内，通过植树造林、节能减排等途径，抵消自身所产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。这意味着产生碳排放的实体，从地球的大气中消除同等数量的二氧化碳，这需要采取多种措施，包括能效举措、可再生能源转型、碳消除和碳补偿项目。碳中和举措有助于将温室气体总排放量减少到接近于零。 ▶项目活动一：自然界的碳循环 左图为碳在自然界循环示意图： （1） 归纳两个把O2转化为CO2的途径： 。 （2） 自然界中把CO2转化为O2的途径： 。 ▶项目活动二：CO2的增多对环境的影响 因自然界中存在碳氧循环，所以CO2含量基本保持稳定。但随着人们对能源的需求量不断增大，化石燃料的燃烧和工厂排放的废气的增加，打破了这个平衡。二氧化碳的增加可能带来的影响有： 。 ▶项目活动三：实现“碳中和”的途径 途径一：减少碳排放 右图为碳中和思路框架，请结合如图任选一个行业，分析我们可采取的减少碳排放的具体措施有哪些。（写2条） （1） 。 （2） 。 途径二：增加碳吸收 二氧化碳的捕集、利用与封存是指将排放源产生的二氧化碳捕获、压缩后，作为工业原料利用，或输送到选定地点长期封存，而不是释放到大气中。 （1）二氧化碳的捕集利用，可以采用化学吸收法。利用碱性物质吸收剂与二氧化碳反应生成不稳定的物质，将该物质在一定条件下可发生分解，重新释放二氧化碳，从而实现二氧化碳的捕集和利用。 ❶用碱液捕集二氧化碳的化学方程式是： 。 ❷用海水捕集二氧化碳的化学方程式是： 。 （2） 二氧化碳的封存主要是将捕集的二氧化碳封存于地层深处或海底。 2021年，我国首个海上二氧化碳封存示范项目启动。将在南海海底永久封存超过146万吨二氧化碳。 （3） 我们还可以利用植物的 吸收二氧化碳。 ▶项目活动四：付诸实践，践行低碳 制作“碳中和”宣传栏 “碳中和”关系你我他 “碳中和”途径 生活中的具体措施 减少CO2的排放   促进CO2的吸收   【练习】（2023太原一模试题） 1. 近年来，温室气体过量排放导致的气候异常，已经成为人类社会最大的生态难题。二氧化碳的捕集、利用与封存技术（简称为CCUS技术）是应对全球气候变化的关键技术之一。请运用所学化学知识就相关问题表达观点，完成第（1）～（4）题。 （1）二氧化碳是空气的一种成分，其体积约占空气总体积的 。日常生活、生产中排放的过量二氧化碳主要来自 。空气中过量二氧化碳导致的气候异常现象是 （写一种）。 （2）捕集二氧化碳的方法主要有：吸收法、吸附法、膜分离法及低温分离法。用吸收法从燃烧产生的烟气中捕集二氧化碳时，可以使用 溶液。用膜分离法捕集二氧化碳（如图Ⅰ）的过程所发生的变化属于 。 （3）将捕集的二氧化碳液化后进行运输，液化二氧化碳时发生变化的微观实质是 。二氧化碳的封存方式包括地质封存与海洋封存，用海洋封存二氧化碳时，一部分二氧化碳被海水吸收，有关反应的化学方程式为 。 （4）二氧化碳的转化利用是近年来科学家研究的热点。用光催化水氧化法转化二氧化碳的反应为CO2 ＋ 2H2O CH4 ＋ 2X，其中X的化学式为 。除此以外，以二氧化碳和其他物质为原料，还可以生产 （写一种）。 2. 我国科研人员研制出一种新型催化剂，在这种催化剂下二氧化碳可以转化为汽油，主要转化过程如下图所示。 （1）计算碳氢元素的质量比为 （相对原子质量C：12，H：1） （2）x是一种单质，x的化学式为: 。 （3）在一定条件下，I中反应生成的另一种物质为生活中常见的氧化物。请写出该反应的化学方程式： 。 （4）这项研究成果的重要意义是什么？ （5）从中你能得到什么启示？ 3. 中国科学院天津工业生物技术研究所联合大连化物所等单位，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工全合成。合成过程如下： 这意味着未来可能不需要通过传统农业种植来生产淀粉，从而节省大量土地和水资源，有助于解决全球粮食安全。此外，该技术对环境贡献是什么。 — 1 — 学科网（北京）股份有限公司 $$ 科学实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案 【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。 2.理解低碳行动原理。设计并评价低碳行动方案， 3.从个人、国家和国际层面体会低碳行动的意义和价值。 【项目策划】 ▶项目导引：碳中和的提出 面对气候变化等全球性危机和挑战，中国秉持人类命运共同体理念，提出了新主张。中国力争二氧化碳排放于 2030 年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。 “碳达峰”是指年度二氧化碳排放量达到历史最高值，然后经历平台期进入持续下降的过程，是二氧化碳排放量由增转降的历史拐点。实现碳达峰意味着一个国家或地区的经济增长不再以增加碳排放为代价，因此被认为是一个经济体绿色低碳转型过程中的标志性事件。 “碳中和”是指在一定时间内，通过植树造林、节能减排等途径，抵消自身所产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。这意味着产生碳排放的实体，从地球的大气中消除同等数量的二氧化碳，这需要采取多种措施，包括能效举措、可再生能源转型、碳消除和碳补偿项目。碳中和举措有助于将温室气体总排放量减少到接近于零。 ▶项目活动一：自然界的碳循环 左图为碳在自然界循环示意图： （1） 归纳两个把O2转化为CO2的途径： 化石燃料的燃烧 / 呼吸作用 / 海水释放 。 （2） 自然界中把CO2转化为O2的途径： 植物的光合作用 。 ▶项目活动二：CO2的增多对环境的影响 因自然界中存在碳氧循环，所以CO2含量基本保持稳定。但随着人们对能源的需求量不断增大，化石燃料的燃烧和工厂排放的废气的增加，打破了这个平衡。二氧化碳的增加可能带来的影响有： 全球气候变暖、土壤沙漠化、冰川融化海平面升高、极端恶劣天气等 。 ▶项目活动三：实现“碳中和”的途径 途径一：减少碳排放 右图为碳中和思路框架，请结合如图任选一个行业，分析我们可采取的减少碳排放的具体措施有哪些。（写2条） （1）能源行业可减少化石能源的使用 / 大力发展太阳能等清洁能源。 （2）交通行业推广电动车。 途径二：增加碳吸收 二氧化碳的捕集、利用与封存是指将排放源产生的二氧化碳捕获、压缩后，作为工业原料利用，或输送到选定地点长期封存，而不是释放到大气中。 （1）二氧化碳的捕集利用，可以采用化学吸收法。利用碱性物质吸收剂与二氧化碳反应生成不稳定的物质，将该物质在一定条件下可发生分解，重新释放二氧化碳，从而实现二氧化碳的捕集和利用。 ❶用碱液捕集二氧化碳的化学方程式是： Ca(OH)2＋CO2 ＝ CaCO3↓＋H2O / 2NaOH＋CO2 ＝ Na2CO3＋H2O 。 ❷用海水捕集二氧化碳的化学方程式是：CO2＋H2O ＝ H2CO3 （2） 二氧化碳的封存主要是将捕集的二氧化碳封存于地层深处或海底。 2021年，我国首个海上二氧化碳封存示范项目启动。将在南海海底永久封存超过146万吨二氧化碳。 （3） 我们还可以利用植物的光合作用吸收二氧化碳。 ▶项目活动四：付诸实践，践行低碳 制作“碳中和”宣传栏 “碳中和”关系你我他 “碳中和”途径 生活中的具体措施 减少CO2的排放   减少化石能源的使用/节约用电 ⁠ 促进CO2的吸收  　 多植树造林　/ 节约用纸 / 少使用一次性筷子 ⁠ 【练习】 1.（2023太原一模试题） 近年来，温室气体过量排放导致的气候异常，已经成为人类社会最大的生态难题。二氧化碳的捕集、利用与封存技术（简称为CCUS技术）是应对全球气候变化的关键技术之一。请运用所学化学知识就相关问题表达观点，完成第（1）～（4）题。 （1）二氧化碳是空气的一种成分，其体积约占空气总体积的 0.03 ％ 。日常生活、生产中排放的过量二氧化碳主要来自 化石燃料的燃烧 。空气中过量二氧化碳导致的气候异常现象是 热浪 （写一种）。 （2）捕集二氧化碳的方法主要有：吸收法、吸附法、膜分离法及低温分离法。用吸收法从燃烧产生的烟气中捕集二氧化碳时，可以使用 NaOH 溶液。用膜分离法捕集二氧化碳（如图Ⅰ）的过程所发生的变化属于 物理变化 。 （3）将捕集的二氧化碳液化后进行运输，液化二氧化碳时发生变化的微观实质是二氧化碳分子间隔减小。二氧化碳的封存方式包括地质封存与海洋封存，用海洋封存二氧化碳时，一部分二氧化碳被海水吸收，有关反应的化学方程式为CO2＋H2O ＝ H2CO3 。 （4）二氧化碳的转化利用是近年来科学家研究的热点。用光催化水氧化法转化二氧化碳的反应为CO2 ＋ 2H2O CH4 ＋ 2X，其中X的化学式为 O2 。除此以外，以二氧化碳和其他物质为原料，还可以生产 CaCO3 （写一种）。 2. 我国科研人员研制出一种新型催化剂，在这种催化剂下二氧化碳可以转化为汽油，主要转化过程如下图所示。 （1）计算碳氢元素的质量比为 6 ：1 （相对原子质量C：12，H：1） （2）x是一种单质，x的化学式为: H2 。 （3）在一定条件下，I中反应生成的另一种物质为生活中常见的氧化物。请写出该反应的化学方程式： CO2 + H2 CO + H2O。 （4）这项研究成果的重要意义是什么？ 消耗CO2 ，可以减缓温室效应加剧，利于“碳中和” 或制造汽油，节约石油资源。 （5）从中你能得到什么启示？ 化学可更好的服务于人类 ，化学会使人类生活更美好。 3. 中国科学院天津工业生物技术研究所联合大连化物所等单位，在国际上首次实现了二氧化碳到淀粉的人工全合成。合成过程如下： 这意味着未来可能不需要通过传统农业种植来生产淀粉，从而节省大量土地和水资源，有助于解决全球粮食安全。此外，该技术对环境贡献是什么。 1.利用太阳能，转化过程中无污染， 2.消耗CO2 ，可以减缓温室效应加剧，利于“碳中和” — 1 — 学科网（北京）股份有限公司 $$