5.3自然界中的碳循环导学案--2026-2027学年九年级化学沪教版(2024)上册

第3节 自然界中的碳循环 【基础梳理】 一、自然界中的二氧化碳 1、自然界中碳循环 （1）产生途径： 、 等。 （2）消耗途径：植物的 ，海水吸收二氧化碳。 2、二氧化碳对人体健康的影响 空气中二氧化碳的体积分数 对人体的影响 1%  气闷、头晕、心悸 4%∼5%  气喘、头痛、眩晕 8% 以上 神志不清，呼吸逐渐停止，以致死亡 二氧化碳本身 毒性，但空气中的二氧化碳超过正常含量时，会使人窒息死亡。例如，久未开启的菜窖和深井中二氧化碳含量可能较高，人在进入之前要检测其中的二氧化碳含量。人群密集的地方，应注意 。 3、二氧化碳对环境的影响 (1)有利的方面：促进绿色植物进行 ； (2)不利的方面：当空气中的二氧化碳含量过高，会引起 。 【即练1】碳达峰碳中和绿色发展论坛，让人们切身体会到了双碳理念的重要性。自然界中碳循环、氧循环如图所示，下列说法正确的是（ ） A．植物呼吸作用放出氧气 B．氧元素未参与自然界中的碳循环过程 C．光合作用可将大气中的CO2全部吸收 D．碳、氧循环失衡会导致人类生存环境恶化 【即练2】我国提出努力争取2060年前实现碳中和，充分体现了解决气候问题的大国担当，兴趣小组以“助力碳中和”为主题，设计并开展了如下项目式学习。 (1)“碳”循环。从碳循环视角看，会导致大气中二氧化碳含量增多的原因有______（写1个）。 (2)“碳”转化。如图2是生产二氧化碳并利用，最终进行捕获吸收的转化关系图（部分生成物略去）。 ①在过程Ⅱ中消耗CO2和生成CO的分子个数比为1：2，则X的化学式为 。 ②过程Ⅲ中发生反应的化学方程式为 。 二、碳达峰碳中和目标的实现 1．“双碳”目标： 和 两个目标，合称为“双碳”目标，二氧化碳排放力争2030年前达到 ,努力争取2060年前实现 。  2．碳中和是通过 、循环利用，以及用技术手段对二氧化碳进行 与 等，以抵消人类经济社会活动产生的二氧化碳或温室气体排放量，达到相对“零排放”。 【即练3】资源、能源利用和环境保护是人类共同关注的问题。下列说法错误的是（ ） A．化工厂可通过加高烟囱排放废气达到环保目的 B．煤、石油、天然气是不可再生的化石能源 C．将CO2作为资源进一步利用是实现碳中和的有效方法 D．氢气是一种清洁高能燃料 【即练4】为应对全球气候危机，中国宣布将提高“国家自主贡献”力度，力争2030年前二氧化碳排放达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。 ⑴我国科研人员研制出一种新型多功能复合催化剂，在这种催化剂作用下，二氧化碳可以转化为汽油，转化过程如下图所示。 已知X是一种单质，在一定条件下，I中反应生成的另外一种物质为生活中常见的氧化物，则X是_____(填化学式)。 ⑵碳中和必须做好“加减法”，一手减少二氧化碳等温室气体排放。一手发展碳捕集和封存技术等，实现排放量和吸收量的平衡。碳捕捉技术(CCUS)常用NaOH溶液来捕捉二氧化碳，工艺流程如图所示(部分条件及物质未标出)。 上述转化关系中可以循环使用的物质是____ 、_____（填化学式） 【巩固练习】 1．设计低碳行动方案。以下方案不合理的是（ ） A．禁止使用化石能源 B．大力提倡植树造林 C．推广使用节能家电 D．开发低成本碳捕集技术 2．碳捕集利用与封存技术是实现“碳中和”的有效方式。湖南积极参与国家CCUS(碳捕集利用与封存)标准体系建设，2026年7月1日起将实施一批新的CCUS国家标准，涵盖捕集、输送、封存等环节。下列说法正确的是（ ） A．二氧化碳是一种空气污染物 B．捕集二氧化碳后可以有效减少酸雨形成 C．自然界消耗二氧化碳的途径有动植物的呼吸作用 D．二氧化碳能用作气体肥料 3．小组同学设计了水草鱼缸的二氧化碳自动补给装置如图所示。下列说法错误的是（ ） A．乙瓶中的水既可以净化二氧化碳，也可以观察二氧化碳的产生速率 B．乙瓶中液体滴加紫色石蕊溶液后会变成红色 C．为使水草更好地生长，导管口应置于水草鱼缸内“2”处 D．在光照下，水草鱼缸内能实现动植物生存所需要的碳氧循环 4．下列图示操作正确的是 A．检验CO2 B．检查装置气密性 C．加热固体 D．铁丝在氧气中燃烧 5．下列图像不能正确反映对应变化关系的是 A．电解水一段时间 B．分解等量等浓度的过氧化氢溶液 C．加热一定量的高锰酸钾固体 D．实验室制二氧化碳时往石灰石中加入少量稀盐酸 6．正确选择实验仪器是实验成功的关键，下列仪器常用于实验室制取气体，请根据装置回答问题。 (1)写出仪器a的名称：___________。 (2)实验室需要纯净的氧气用于铁丝燃烧实验，从A～E中应选择的发生和收集装置组合是_______(填字母)。 (3)为探究CO2的性质，同学们制取并收集了一瓶二氧化碳气体，应选择的试剂是大理石和________(填名称)。 (4)若要用装置F检验CO2，气体应从___________(填“b”或“c”)端通入，发生反应的化学方程式为___________。 7．化学实验是进行科学探究的重要方式。 (1)选择合适仪器并组装后，制备气体步骤的第一步是_____。 (2)写出用装置A制取氧气的化学方程式：_______。 (3)在上述制取气体装置中，反应过程中可以添加液体试剂的装置是______（填字母序号）。 (4)溶液中自由移动离子的浓度越大，电导率越大。某化学小组进行图1实验，测得烧杯中溶液电导率变化如图2所示。已知：CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2，Ca(HCO3)2易溶于水。 ①饱和NaHCO3溶液的作用为_____。 ②用化学方程式解释AB段电导率下降的原因____。 ③从微观角度解释BC段电导率上升的原因______。 8．二氧化碳的捕集和资源化利用，对实现可持续发展具有重要意义。中科院大连化学物理研究所科研团队研发的“液态太阳燃料合成”项目的工艺流程如图1所示： 已知：“CO2捕集”发生的反应为： 回答下列问题： (1)“电解”步骤涉及的能量形式转化为：太阳能→电能→________能。 (2)“合成”所发生反应的化学方程式为________（注明“一定条件”）。 (3)流程中可循环利用的物质有________。 (4)流程中体现可持续发展理念的内容有________（写出1点）。 (5)实验发现，用一定量CaO吸收CO2，其它条件不变，从t1时刻开始，CaO的消耗速率逐渐减慢，最后CaO基本失效（如图2），推测失效的可能原因是________。 第3节 自然界中的碳循环答案 【基础梳理】 一、自然界中的二氧化碳 1、自然界中碳循环 （1）化石燃料的燃烧 动植物的呼吸作用 （2）光合作用 2、二氧化碳对人体健康的影响 没有 通风换气 3、二氧化碳对环境的影响 (1)光合作用；(2)温室效应 【即练1】D 【即练2】(1)化石燃料的燃烧 (2)① ② 二、碳达峰碳中和目标的实现 1．碳达峰 碳中和 峰值 碳中和  2．植树造林 捕获 封存 【即练3】A 【即练4】⑴H2 ⑵NaOH CaO 【巩固练习】 1．A 2．D 3．C 4．B 5．C 6．(1)长颈漏斗 (2)AE或BE (3)稀盐酸 (4)c Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O 7．(1)检查装置的气密性 (2)2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 +O2↑ △ (3)C或D (4)①除去氯化氢气体 ②Ca(OH)2+CO2=CaCO3↓+H2O ③碳酸钙与水、过量的二氧化碳反应生成易溶于水的碳酸氢钙，碳酸氢钙解离出自由移动的钙离子和碳酸氢根离子，溶液中自由移动离子的浓度越大，电导率越大。 8．(1)化学 (2) (3)CaO、H2O (4)使用太阳能等清洁能源 (5)生成的碳酸钙覆盖在氧化钙表面，阻止其与二氧化碳进一步反应 学科网（北京）股份有限公司 $