5.3 自然界中的碳循环（第二课时）导学案 --2026-2027学年九年级化学沪教版上册

该初中化学导学案围绕自然界碳循环第二课时展开，核心知识点包括碳循环主要途径、二氧化碳产生与消耗方式、人类活动对碳循环的影响及双碳目标。通过课前预习案（基础填空、选择、思考题）初步梳理碳循环组成与二氧化碳途径，为课堂探究奠定基础，课中探究案以路径梳理、人类活动分析、双碳实践、真题训练深化理解，形成完整学习支架。 以问题驱动和跨学科融合为特色，利用碳循环动态示意图、温室效应科普视频等资源直观呈现，分层习题兼顾不同学生需求。通过辨析题、实践探究题培养科学思维与知识迁移能力，落实化学观念（物质循环平衡观）和科学态度与责任（绿色低碳意识），助力学生构建知识体系并践行社会责任。

初中化学“导·学·练”课堂导学案 年级 九年级 科目 化学 周次 设计者 序号 班级 主题与课时 第 3 节 自然界中的碳循环 - 第二课时 课型 新授 审核人 学校审核 姓名 课标要求 认识自然界中碳循环的核心途径，掌握二氧化碳的产生与消耗主要方式，明晰碳循环的动态平衡特征。了解人类活动对碳循环的干扰及温室效应的成因与危害，知晓碳中和、碳达峰基本内涵。能结合化学知识分析碳循环与生态环境的关联，树立绿色低碳、保护环境的化学应用意识与社会责任意识。 学习目标 化学观念：建立碳元素循环转化的物质观、平衡观。 科学思维：通过梳理循环路径，培养归纳推理、辩证分析问题的能力。 科学探究与实践：依托习题探究、情境分析，提升知识应用与问题探究能力。 科学态度与责任：认识低碳环保的重要性，树立可持续发展理念，养成绿色低碳的生活与行为习惯。 重难点 重点：掌握自然界碳循环的主要途径，明确二氧化碳产生与消耗的核心方式，理解碳循环的生态意义。 难点：辩证分析人类活动对碳循环平衡的影响，厘清温室效应加剧的成因，结合化学知识提出科学的低碳减排措施，建立物质循环与生态平衡的关联思维。 资源与 建议 教学资源：依托沪教版新教材核心内容，搭配自然界碳循环动态示意图、温室效应科普视频、双碳政策科普资料、典型例题习题集。利用多媒体课件直观呈现碳的转化路径，结合生活、社会热点创设教学情境。 教学建议：以问题驱动贯穿全程，课前依托预习案夯实基础，课中以探究题突破重难点。注重跨学科融合，结合生物、地理知识解读碳循环，联系生活实际引导学生践行低碳理念，分层设计习题，兼顾不同层次学生的学习需求，强化知识迁移应用。 学习过程 （一）课前预习案 预习目标：初步梳理自然界碳循环的基本组成，识别二氧化碳的自然产生与消耗途径，简单了解温室效应的相关知识，为课堂深度探究奠定基础。 基础填空题 1. 自然界中存在广泛的碳循环，碳元素主要以________、________、有机物等形式在大气、生物、水体和岩石中不断转化。 2. 大气中二氧化碳的自然产生途径主要有三类，分别是动植物的________、微生物的分解作用、________的燃烧。 3. 大气中二氧化碳最主要的消耗途径是绿色植物的________，该过程将二氧化碳和水转化为有机物和氧气。 4. 少量二氧化碳会溶于江河湖海的水中，与水反应生成________，实现大气中二氧化碳的消耗。 5. 正常情况下，自然界碳循环处于________状态，大气中二氧化碳含量相对稳定。 6. 大气中二氧化碳等气体含量过高，会导致________加剧，引发全球气候变暖、冰川融化等环境问题。 基础选择题 1. 下列不属于大气中二氧化碳产生途径的是（ ） A. 动物呼吸作用 B. 植物光合作用 C. 煤炭燃烧 D. 枯枝落叶腐烂分解 2. 自然界中消耗二氧化碳的最主要途径是（ ） A. 海水溶解吸收 B. 植物光合作用 C. 人工吸收处理 D. 岩石风化反应 3. 下列关于碳循环的说法，正确的是（ ） A. 碳循环只在大气和植物之间进行 B. 碳元素不会发生形态转化 C. 碳循环是动态的循环过程 D. 人类活动不会影响碳循环 简单思考题 1. 结合生活常识，列举两种人类日常活动会增加大气中二氧化碳含量的行为。 2. 简要说说大气中二氧化碳含量过高，可能会对地球环境造成哪些影响？ 3. 绿色植物在碳循环中起到了什么核心作用？ （二）课中探究案 探究目标：深度掌握碳循环的完整路径，精准区分自然与人为碳循环途径，分析碳循环失衡的原因、危害，掌握低碳减排的科学措施，实现知识的理解、辨析与应用。 探究一：深度梳理自然界碳循环的完整路径 结合沪教版新教材本节内容，完成下列问题，系统构建碳循环知识体系。 1. 完善碳循环路径填空，精准对应物质转化过程： （1）生物呼吸：动植物体内的有机物缓慢氧化，消耗________，释放________，回归大气。 （2）微生物分解：动植物遗体、粪便、枯枝落叶等有机物，经微生物分解，转化为________，完成碳的释放。 （3）化石燃料燃烧：煤、石油、天然气等化石燃料是远古生物遗体演变而来，燃烧时消耗氧气，生成大量________，是人为碳排放的主要来源。 （4）植物光合作用：绿色植物利用光能，将大气中的________和土壤、水体中的水转化为有机物，储存能量，释放________。 （5）水体吸收：大气中的二氧化碳溶于水，部分与水反应生成碳酸，碳酸不稳定易分解，部分会与水体中的矿物质反应，最终形成碳酸盐，储存于水体和岩石中，实现碳的固定。 2. 辨析题，判断正误并说明理由： （1）自然界中碳循环的过程是单向不可逆的。（ ）理由：________________ （2）所有的碳循环途径都会增加大气中二氧化碳含量。（ ）理由：________________ （3）植物只消耗二氧化碳，不会释放二氧化碳。（ ）理由：________________ 3. 综合简答题：完整描述自然界碳循环的动态平衡过程，说明为何自然状态下大气中二氧化碳含量能保持相对稳定。 ________________________________________________________________________ 探究二：人类活动对碳循环的影响与碳循环失衡问题 新教材重点强调人类活动对生态碳循环的干预，结合教材案例与生活实际，完成系列探究习题，突破教学难点。 1. 对比填空题：区分自然碳循环与人为碳循环差异 （1）自然碳循环速率________，碳排放与碳消耗基本持平，生态系统可自我调节。 （2）人类大量燃烧化石燃料，会________碳排放速率，同时乱砍滥伐森林，会________植被的光合作用能力，减少二氧化碳消耗，最终打破碳循环平衡。 2. 选择题（多选）：下列人类活动会破坏碳循环平衡的是（ ） A. 大规模砍伐森林、开垦荒地 B. 推广新能源汽车，减少燃油车使用 C. 工业生产大量燃烧煤炭、石油 D. 肆意焚烧秸秆、生活垃圾 3. 深度思考题：结合教材内容，分析温室效应加剧的完整成因。为何二氧化碳含量升高会导致全球气候变暖？ ________________________________________________________________________ 4. 拓展分析题：碳循环失衡除了引发全球变暖，还会带来哪些连锁环境问题？请结合化学、生物知识列举两点并简要分析。 ________________________________________________________________________ 探究三：双碳理念与低碳减排的实践应用 沪教版新教材新增碳中和、碳达峰相关内容，聚焦化学学科的社会价值，通过习题探究，落实核心素养。 1. 概念填空题 （1）碳达峰是指二氧化碳的排放量达到历史最高值，之后逐步________。 （2）碳中和是指通过植树造林、节能减排、碳捕捉等方式，抵消人为产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳________。 2. 分类题：将下列措施按“减少碳排放”和“增加碳消耗”两类分类（填序号） ①植树种草、退耕还林 ②开发太阳能、风能等新能源 ③节约用电、低碳出行 ④工业废气二氧化碳捕捉回收 ⑤减少化石燃料的使用 ⑥保护湿地生态系统 减少碳排放：________________ 增加碳消耗：________________ 3. 辨析问答题：有人认为“只要减少化石燃料燃烧，就能完全解决碳循环失衡问题”，该说法是否正确？请说明理由。 ________________________________________________________________________ 4. 实践探究题：结合校园、家庭生活实际，列举三条可落地的低碳生活方式，并分别说明其对维持碳循环平衡的意义。 ________________________________________________________________________ 探究四：综合真题变式训练（当堂巩固） 1. 综合填空题：如图为自然界碳循环简易示意图（结合教材插图），完成填空。 （1）过程①代表绿色植物的________作用，是碳消耗的核心途径。 （2）过程②③代表动植物的________作用，过程④代表微生物的分解作用。 （3）过程⑤代表________的燃烧，是人为碳排放的主要途径。 （4）维持碳循环平衡的关键是________（填“增大碳排放”“增大碳消耗”“碳排放与碳消耗均衡”）。 2. 逻辑推理题：近年来，我国大力推行植树造林、退耕还林工程，请从碳循环的角度分析该工程的生态意义。 ________________________________________________________________________ 3. 创新应用题：工业上可采用氢氧化钠溶液捕捉二氧化碳，实现碳回收利用，请写出该反应的文字表达式，并说明该技术对缓解碳循环失衡的作用。 ________________________________________________________________________ 4. 材料分析题：阅读教材配套材料，回答问题。材料：正常大气中二氧化碳体积分数约为0.03%，工业革命后，人类活动使二氧化碳含量持续上升，引发温室效应加剧，导致极端天气增多、海平面上升等问题。我国提出2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和的战略目标。 （1）结合材料分析，工业革命后大气中二氧化碳含量上升的主要人为原因是什么？ ________________________________________________________________________ （2）从化学学科角度，说说实现双碳目标的重要意义。 ________________________________________________________________________ （3）作为中学生，你能为实现双碳目标做出哪些力所能及的贡献？ ________________________________________________________________________ 课堂深度拓展思考 1. 为什么说碳循环是维系地球生态平衡的核心循环之一？结合物质转化和生态环境综合分析。 ________________________________________________________________________ 2. 自然碳循环具有自我调节能力，为何人类活动会彻底打破这种平衡？ ________________________________________________________________________ 3. 除了二氧化碳，还有哪些温室气体？为何二氧化碳是影响碳循环和温室效应的核心气体？ ________________________________________________________________________ 板书设计 5.3 自然界中的碳循环（第二课时） 一、碳循环核心途径（动态平衡） 1. 产生途径：动植物呼吸、微生物分解、化石燃料燃烧 2. 消耗途径：植物光合作用、水体溶解吸收、岩石固化 二、碳循环失衡：温室效应加剧 1. 成因：人为碳排放激增、植被碳消耗减少 2. 危害：全球变暖、冰川融化、极端天气、生态破坏 三、双碳目标与低碳实践 1. 核心概念：碳达峰、碳中和 2. 应对措施：节能减排、开发新能源、植树造林、碳捕捉 3. 个人践行：绿色低碳生活，守护生态平衡 参考答案 （一）课前预习案答案 基础填空题 1. 二氧化碳、碳酸盐 2. 呼吸作用、化石燃料 3. 光合作用 4. 碳酸 5. 动态平衡 6. 温室效应 基础选择题 1. B 2. B 3. C 简单思考题 1. 私家车出行、焚烧垃圾、过度使用电器、燃烧煤炭取暖等（合理即可）。 2. 引发全球气候变暖、冰川融化、海平面上升、极端天气频发、生态系统失衡等（合理即可）。 3. 绿色植物通过光合作用消耗大气中的二氧化碳，释放氧气，是自然界最主要的碳消耗途径，维系碳循环平衡和大气成分稳定。 （二）课中探究案答案 探究一 1.（1）氧气、二氧化碳 （2）二氧化碳 （3）二氧化碳 （4）二氧化碳、氧气 2.（1）× 理由：碳循环是双向、循环往复的动态过程，碳元素在不同物质形态、不同圈层间不断转化。（2）× 理由：光合作用、水体吸收等途径会消耗二氧化碳，降低大气中二氧化碳含量。（3）× 理由：植物白天进行光合作用消耗二氧化碳，全天进行呼吸作用释放二氧化碳。 3. 自然状态下，动植物呼吸、微生物分解、少量化石燃料自然释放等途径产生二氧化碳，绿色植物光合作用、水体吸收等途径消耗二氧化碳，二氧化碳的产生量与消耗量基本相等，形成动态平衡，因此大气中二氧化碳含量保持相对稳定。 探究二 1.（1）缓慢 （2）加快、降低 2. ACD 3. 成因：人类大量燃烧化石燃料，大幅增加二氧化碳排放；乱砍滥伐破坏植被，减少二氧化碳消耗，导致大气中二氧化碳含量持续升高。原理：二氧化碳属于温室气体，能吸收地面反射的热量，阻止热量散失到宇宙空间，导致大气温度升高，引发全球变暖。 4. 示例：①海水酸化，二氧化碳溶于海水生成碳酸，导致海水酸性增强，危害海洋生物生存；②生态系统破坏，气候变暖改变动植物生存环境，导致生物多样性减少（合理即可）。 探究三 1.（1）下降 （2）收支平衡（零排放） 2. 减少碳排放：②③⑤ 增加碳消耗：①④⑥ 3. 不正确。理由：碳循环失衡的原因不仅是化石燃料燃烧，还有植被破坏、工业碳排放、生活垃圾焚烧等多种因素，仅减少化石燃料燃烧，无法彻底解决碳循环失衡问题，需结合植树造林、节能减排、碳捕捉等多种措施综合治理。 4. 示例：①节约纸张，减少树木砍伐，保护植被，保障光合作用固碳能力；②低碳出行，步行、骑行上学，减少机动车燃油碳排放；③节约用电，减少火电燃煤消耗，降低碳排放（合理即可）。 探究四 1.（1）光合 （2）呼吸 （3）化石燃料 （4）碳排放与碳消耗均衡 2. 植树造林可增加绿色植被面积，增强植物光合作用，大幅增加二氧化碳的消耗量，弥补人为碳排放带来的失衡，降低大气中二氧化碳含量，缓解温室效应，维系碳循环和生态平衡。 3. 文字表达式：二氧化碳+氢氧化钠→碳酸钠+水；作用：通过化学方法捕捉工业排放的二氧化碳，减少大气中二氧化碳积累，人工干预碳循环，缓解碳失衡和温室效应问题。 4.（1）人类大规模燃烧化石燃料，大量排放二氧化碳；植被破坏，二氧化碳消耗减少。（2）减少温室气体积累，缓解全球变暖，保护生态环境，实现人与自然和谐共生，推动可持续发展。（3）节约水电、绿色出行、垃圾分类、宣传低碳理念、爱护花草树木等（合理即可）。 课堂深度拓展思考 1. 碳元素是构成有机物、生命体的核心元素，碳循环连接大气、生物、水体、岩石四大圈层，维系大气成分稳定、植物生长、生态系统物质和能量循环，是所有生物生存和生态系统稳定的基础。 2. 自然碳循环的调节速率缓慢且平衡稳定，而人类活动碳排放强度大、速率快，远超生态系统的自我调节能力，同时破坏碳消耗途径，双重干预下彻底打破自然平衡。 3. 甲烷、一氧化二氮等均为温室气体；二氧化碳排放量最大、存在周期长，是人为活动影响最显著、对碳循环平衡起决定性作用的温室气体，因此是核心影响气体。 ( 1 / 3 ) 目标领航 任务驱动 评价镶嵌 赢在课堂 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $