第三节 碳达峰与碳中和 第1课时（教学课件）化学新教材鲁教版九年级上册

该初中化学课件聚焦“碳循环与二氧化碳性质”，以电影《后天》及海平面上升案例导入“双碳”目标，通过分析碳循环的产生与吸收途径，搭建从宏观环境问题到微观物质性质的学习支架，衔接二氧化碳物理和化学性质的系统探究。 其亮点是以“双碳”目标为情境主线，通过“二氧化碳溶于水使瓶变瘪”“与石灰水反应变浑浊”等实验培养科学探究与实践能力，结合碳循环示意图分析强化科学思维中的证据推理。“理·核心要点”梳理性质与用途的联系，帮助学生建立“物质性质决定用途”的化学观念，增强科学态度与责任，教师可直接用于情境教学和实验指导，提升课堂效率。

第六元 控制燃烧 第三节 碳达峰与碳中和 第1课时 二氧化碳的性质 九年级化学 上册·鲁教版2024 学习内容导览 认识二氧化碳 2 自然界中的碳循环 1 2 明·学习目标 1.理解自然界中碳循环的过程，掌握二氧化碳的物理性质和化学性质，明确二氧化碳在碳循环及 “双碳” 目标中的作用。 2.通过分析碳循环示意图和实验现象，培养证据推理与模型认知能力，通过 “二氧化碳溶于水” 等实验探究，掌握实验操作技能，学会设计实验、观察现象、分析结论，提升科学探究能力。 3.结合碳达峰、碳中和的社会热点，树立环保意识和社会责任感，理解化学学科在解决环境问题中的重要作用。 3 引·新课导入 电影《后天》用科幻的镜头，让我们看到了一个极端的未来：海水冲破堤坝、淹没街道、吞噬城市，曾经繁华的文明在自然之力前不堪一击。 近 40 年来，中国沿海海平面正以每年 3.5 毫米的速度加速上升，2023 年的海平面已处于有观测记录以来的高位。太平洋岛国图瓦卢因平均海拔不足两米，早已面临 "举国搬迁" 的困境；印度尼西亚为了躲避海平面上升，甚至启动了迁都计划。这些真实发生的事情告诉我们：电影里的危机，正在以缓慢却坚定的步伐向我们逼近。 4 引·新课导入 而这一切连锁反应的起点，藏着一种我们既熟悉又陌生的气体 —— 二氧化碳。它如何像 "无形的暖房" 包裹地球，引发温室效应？人类活动又怎样打破了碳循环的平衡，让全球变暖愈演愈烈？更重要的是，面对海平面上升的威胁，我国提出的 "2030 年前碳达峰、2060 年前碳中和" 目标，背后藏着怎样的化学智慧？ 我国提出的‘碳达峰’和‘碳中和’目标。‘碳’主要指的是二氧化碳，那二氧化碳在自然界中是如何循环的？人类活动又如何影响了这个循环？今天我们就来探究这些问题。 自然界中的碳循环 01 探·知识奥秘 一、自然界中的碳循环 了解自然界中的碳循环 化石燃料在人类社会的发展进程中发挥了巨大的作用。然而，随着人类对化石燃料大规模的开采和利用，大气中二氧化碳的含量持续升高，由此引发全球气候变化。 近1000年大气中CO2浓度变化 碳达峰与碳中和是全世界为应对过量碳排放带来的全球气候挑战达成的共识。其中，“碳”指的主要是二氧化碳。实现“双碳”目标，需要追根溯源，厘清“碳”从哪里来，又可以往哪里去，在此基础上找准问题解决的方向，开展积极行动。 7 探·知识奥秘 了解自然界中的碳循环 一、自然界中的碳循环 碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。二氧化碳是含碳的主要气体，也是碳元素参与物质循环的主要形式之一。 观察图片中内容(图中数字表示通过不同途径产生或消耗碳量的相对值),思考并讨论： 1.二氧化碳的产生途径有哪些?二氧化碳的吸收途径又有哪些? 2.二氧化碳的循环对自然界和人类社会有什么重要意义? 3.从碳循环的角度分析，造成大气中二氧化碳含量增加的主要原因是什么? 8 探·知识奥秘 一、自然界中的碳循环 了解自然界中的碳循环 自然界中产生二氧化碳的途径 生物的呼吸作用 生物体被微生物分解 海水中的弱酸分解 化石燃料的燃烧 火山喷发碳酸盐分解 9 探·知识奥秘 一、自然界中的碳循环 了解自然界中的碳循环 自然界中吸收二氧化碳的途径 绿色植物的光合作用 江河湖海等水体溶解二氧化碳 溶解的二氧化碳转化为碳酸盐 二氧化碳循环的重要意义 维持生态平衡：为植物光合作用提供原料，支撑食物链基础，保障生物生存。 调节气候：大气中适量二氧化碳能保温，维持地球适宜的温度环境。 支撑海洋生态：水体吸收二氧化碳形成的碳酸盐，是海洋生物（如珊瑚、贝类）构建外壳的重要原料。 保障人类生存：间接为人类提供食物（植物生产）和稳定的生存环境。 10 探·知识奥秘 一、自然界中的碳循环 了解自然界中的碳循环 造成大气中二氧化碳含量增加的主要原因是什么? 排放端大幅增加：人类大量燃烧化石燃料，短时间内释放远超自然循环承载能力的二氧化碳。 吸收端能力下降：森林砍伐、植被破坏导致光合作用吸收二氧化碳的能力减弱。 自然循环失衡：自然产生与吸收本应平衡，但人类活动打破了这种平衡，排放速度远快于自然吸收速度。 二氧化碳吸收减弱 二氧化碳排放增加 碳循环失衡 而二氧化碳的产生与吸收，都与二氧化碳的性质有关，要想解决碳循环失衡的问题，要先了解二氧化碳的性质。 11 理·核心要点 碳循环的 概念 碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。二氧化碳是含碳的主要气体，也是碳元素参与物质循环的主要形式之一。 二氧化碳的产生途径 生物的呼吸作用 生物体被微生物分解 海水中的弱酸分解 化石燃料的燃烧 二氧化碳的吸收途径 维持生态平衡：为植物光合作用提供原料，支撑食物链基础，保障生物生存。 调节气候：大气中适量二氧化碳能保温，维持地球适宜的温度环境。 支撑海洋生态：水体吸收二氧化碳形成的碳酸盐，是海洋生物（如珊瑚、贝类）构建外壳的重要原料。 保障人类生存：间接为人类提供食物（植物生产）和稳定的生存环境。好 了解自然界中的碳循环 碳循环的意义 绿色植物吸收大气中的二氧化碳，通过光合作用产生碳水化合物 江河湖海的水体也会溶解二氧化碳 一部分最终转化为碳酸盐 12 1．绘制碳循环简图（如右图）。下列有关说法错误的是（ ） A．绿色植物通过光合作用吸收CO2 B．化石燃料完全燃烧转化为CO2 C．海水吸收CO2生成稳定的碳酸 D．大气层的CO2能产生温室效应 析·典型范例 C 2．自然界中存在着“水循环”“碳循环”“氧循环”三大循环。下列说法错误的是（ ） A．三种循环都伴随着能量的变化，碳循环中的“碳”是指碳元素 B．水的天然循环既实现了水的自身净化，又完成了水资源的重新分配 C．三大循环过程中元素守恒，且元素化合价不变 D．水的天然循环是通过其三态变化实现的，而碳循环、氧循环过程中均有化学变化发生 析·典型范例 C 认识二氧化碳 02 探·知识奥秘 二、认识二氧化碳 探究思路 结合O2性质的探究过程，说一说应该从哪些方面来认识CO2的性质？ 物理性质 化学性质 观察集气瓶中的二氧化碳，并结合科普文章中给出的数据和你的生活经验，归纳二氧化碳的物理性质。 小组内交流讨论一下。 二氧化碳的物理性质，赋予它丰富的用途。​ 常温常压下，它是无色无味的气体，密度约为空气的 1.5 倍，能像液体般 “覆盖” 燃烧物隔绝氧气，因此常作灭火剂。它还能溶于水，1 体积水约溶 1 体积二氧化碳，这正是汽水冒泡的秘密。​ 加压降温时，二氧化碳会变成雪花状的 “干冰”。它常温下不熔化、直接升华，还会吸收大量热，所以可作制冷剂，用于食品保鲜、人工降雨和舞台造雾。其升华时体积剧增的特性，也能用于工业设备清洁，避免化学污染。​ 这些应用都基于它的物理性质，既便利生活，也体现了性质与用途的紧密关联。 16 探·知识奥秘 二氧化碳的物理性质 颜色 气味 状态 密度 溶解性 沸点 熔点 无味 气体 比空气大 能溶于水 -78.5℃ -56.5℃ 无色 通常状况下，二氧化碳是一种无色、无味的气体，密度约为空气的1.5倍。二氧化碳气体在一定压强和低温条件下能够变成白色块状或片状固体，俗称干冰。 干冰在升华时会吸收大量的热，是一种环保型制冷剂，可用于人工降雨、食物储运、制造舞台烟雾效果等。 性质 用途 决 定 二、认识二氧化碳 17 探·知识奥秘 实验探究二氧化碳的性质 二氧化碳溶于水 1.如图所示，向一个集满二氧化碳气体的矿泉水瓶中加入约1/3体积的水，立即拧紧瓶盖，振荡，观察现象。 2.取一支试管，从矿泉水瓶中向试管中倒入适量的二氧化碳水溶液。然后向试管中滴加几滴紫色石蕊试液，振荡，观察现象。将试管加热，观察现象。 二氧化碳的溶解性 小资料：紫色石蕊试液 紫色石蕊试液是常用酸碱指示剂，由石蕊粉末溶于水制成。它遇酸性溶液会变红，遇碱性溶液会变蓝，遇中性溶液（如纯水）仍呈紫色，常用于实验室快速判断溶液酸碱性，操作简便且现象明显。 二、认识二氧化碳 18 探·知识奥秘 实验探究二氧化碳的性质 现象 分析 结论 塑料瓶变瘪 部分CO2溶于水使瓶内气体减少，气压变小，大气压强使瓶子变瘪。 CO2能溶于水 二、认识二氧化碳 19 探·知识奥秘 实验探究二氧化碳的性质 现象 分析 结论 溶液由紫色→红色 溶解在水中的部分CO2跟水反应，生成了酸性物质 CO2能与水反应 二、认识二氧化碳 20 探·知识奥秘 现象 分析 结论 加热后溶液由红色→紫色 生成的酸性物质不稳定，加热时分解 碳酸（H2CO3）不稳定，加热时分解成了二氧化碳和水。 实验探究二氧化碳的性质 二氧化碳能溶于水。通常情况下，1体积水大约能溶解1体积的二氧化碳，增大压强会溶解得更多。溶于水后，部分二氧化碳和水反应，生成了碳酸。碳酸能使紫色石蕊试液变红色。 CO2+H2O = H2CO3 碳酸不稳定，常温下很容易分解为二氧化碳和水。 H2CO3 = CO2↑ +H2O 二、认识二氧化碳 21 探·知识奥秘 实验探究二氧化碳的性质 向一装有两支燃着的高低蜡烛的烧杯中倾倒二氧化碳，观察现象。 现象：蜡烛自下而上依次熄灭 二、认识二氧化碳 22 探·知识奥秘 实验探究二氧化碳的性质 现象 结论 两支蜡烛自下而上，依次熄灭 CO2的密度比空气大，不能燃烧，也不支持燃烧 这一性质在生活中有哪些用途？ 密度比空气大：二氧化碳密度比空气大，覆盖在可燃物表面隔绝氧气。 不燃烧也不支持燃烧：二氧化碳不燃烧也不支持燃烧，可以达到灭火的目的。 二、认识二氧化碳 23 探·知识奥秘 实验探究二氧化碳的性质 将二氧化碳通入装有澄清石灰水的试管中，观察并记录现象。 现象 分析 结论 澄清石灰水变浑浊 CO2能与氢氧化钙的水溶液(俗称石灰水)反应，生成白色沉淀，使澄清石灰水变浑浊 CO2能与Ca(OH)2溶液反应生成白色的碳酸钙沉淀 化学方程式： Ca(OH)2+CO2===CaCO3 ↓+H2O 在实验室中常用澄清石灰水检验二氧化碳的存在。 二、认识二氧化碳 24 探·知识奥秘 实验探究二氧化碳的性质 小组合作，总结二氧化碳具有哪些性质？在生活中有哪些用途？ 物理性质 化学性质 （1）无色无味的气体， （2）密度比空气大， （3）能溶于水，通常状况下，1体积的水能溶解约1体积的二氧化碳，增加压强会溶解更多。 （4）在高压低温下可得固体——干冰。 （1）二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。 （2）不能供给呼吸。 （3）与水反应：CO2 + H2O === H2CO3 （4）与澄清石灰水反应： 二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊： Ca(OH)2 + CO2 ==== CaCO3 ↓+ H2O 该反应用于检验CO2气体：将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则为二氧化碳气体。 （5）与灼热的碳反应： C + CO2==== 2CO（已学） 高温 二、认识二氧化碳 25 探·知识奥秘 二氧化碳的用途 性质 用途 决 定 干冰制冷保鲜 干冰人工降雨 干冰制造舞台效果 二氧化碳灭火 二氧化碳做气体肥料 二氧化碳做碳酸饮料 二、认识二氧化碳 26 理·核心要点 二氧化碳的性质 二氧化碳的物理性质 二氧化碳的化学性质 （1）二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。 （2）不能供给呼吸。 （3）与水反应：CO2 + H2O === H2CO3 （4）与澄清石灰水反应：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊： Ca(OH)2 + CO2 ==== CaCO3 ↓+ H2O该反应用于检验CO2气体：将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则为二氧化碳气体。 （5）与灼热的碳反应： C + CO2==== 2CO （1）无色无味的气体， （2）密度比空气大， （3）能溶于水，通常状况下，1体积的水能溶解约1体积的二氧化碳，增加压强会溶解更多。 （4）在高压低温下可得固体——干冰。 二氧化碳的用途 （1）固体二氧化碳（干冰）的用途：①制冷剂②用于人工增雨③制造舞台烟雾效果。 （2）灭火（3）农业生产中的气体肥料 （4）工业生产中制作碳酸饮料（利用二氧化碳能溶于水）、纯碱、化肥、医药产品等的重要原料。 高温 27 1．下列关于二氧化碳的说法正确的是（ ） A．二氧化碳有毒，进入深井或地窖要做灯火实验 B．温度越低，压强越大，二氧化碳在水中的溶解性越强 C．二氧化碳过多排放是导致酸雨的主要原因 D．二氧化碳不可燃、不助燃，因此任何火灾都可以用二氧化碳灭火 析·典型范例 B 2．在甲、乙两个等体积的软塑料瓶中，分别盛有等体积的滴有紫色石蕊溶液的水，用图示两种方法收集满二氧化碳后，旋紧瓶盖振荡，则观察到的现象是（ ） A．甲瓶没有任何变化，乙瓶紫色石蕊溶液变红 B．甲、乙两瓶紫色石蕊溶液均变红，乙瓶变瘪 C．甲、乙两瓶紫色石蕊溶液均变红，甲瓶变瘪 D．甲瓶变瘪，乙瓶紫色石蕊溶液变红 析·典型范例 C 理·核心要点 二氧化碳的性质 自然界中的碳循环 认识二氧化碳 碳循环的 概念 碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。二氧化碳是含碳的主要气体，也是碳元素参与物质循环的主要形式之一。 二氧化碳的产生途径 生物的呼吸作用、生物体被微生物分解 海水中的弱酸分解、化石燃料的燃烧 二氧化碳的吸收途径 绿色植物吸收大气中的二氧化碳，通过光合作用产生碳水化合物 江河湖海的水体也会溶解二氧化碳，一部分最终转化为碳酸盐 二氧化碳的物理性质 （1）无色无味的气体（2）密度比空气大，（3）能溶于水，通常状况下，1体积的水能溶解约1体积的二氧化碳，增加压强会溶解更多。（4）在高压低温下可得固体——干冰。 二氧化碳的化学性质 （1）二氧化碳不能燃烧，也不支持燃烧。（2）不能供给呼吸。 （3）与水反应：CO2 + H2O === H2CO3 （4）与澄清石灰水反应：二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊： Ca(OH)2 + CO2 ==== CaCO3 ↓+ H2O该反应用于检验CO2气体：将气体通入澄清石灰水，若石灰水变浑浊，则为二氧化碳气体。 （5）与灼热的碳反应： C + CO2==== 2CO 高温 二氧化碳的用途 （1）固体二氧化碳（干冰）的用途①制冷剂②用于人工增雨③制造舞台效果（2）灭火（3）农业生产中的气体肥料（4）工业生产中制作碳酸饮料（利用二氧化碳能溶于水）、纯碱、化肥、医药产品等的重要原料。 30 1．已知二氧化碳的化学式为CO2，下列说法中不正确的是（ ） A．二氧化碳是由碳元素和氧元素两种元素组成 B．二氧化碳是由一个碳原子和二个氧原子构成的 C．二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊 D．能使燃着的木条熄灭的气体可能是二氧化碳气体 析·典型范例 B 2．向一定量澄清石灰水中缓慢通入少量二氧化碳气体，反应过程中始终保持不变的是（ ） A．瓶内物质中氢元素的总质量 B．瓶内白色沉淀的质量 C．瓶内物质的总质量 D．瓶内水的质量加环保清洁 析·典型范例 A THANKS! 谢谢观看 九年级化学 上册·鲁教版2024 $