第六单元 跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案 课件-2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学课件聚焦碳和碳的氧化物，围绕碳中和理念，通过查阅资料了解碳达峰与碳中和概念，实验测定教室与花园CO₂含量，梳理自然界碳循环，构建从概念认知到实践应用的学习支架，帮助学生理解CO₂排放吸收原理及低碳行动意义。 其亮点在于跨学科实践与科学探究结合，如结合生物、地理知识分析碳循环，通过排水法收集气体并监测CO₂浓度，设计个人到国际层面低碳方案并社区宣讲，体现科学探究与实践、科学态度与责任素养。学生在实验与方案设计中提升探究能力和环保意识，教师可依托丰富活动与测评资源优化教学。

第六单元 碳和碳的氧化物 跨学科实践活动5 基于碳中和理念设计低碳行动方案 1 【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。 2 【活动设计与实施】 任务一 了解相关概念，聚焦核心物质 1.查阅资料，了解低碳行动、碳达峰和碳中和等概念的含义。 碳达峰：指某个地区或行业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。 碳中和：指排出的二氧化碳排放量与吸收量相抵消。 2.低碳行动的意义与低碳做法 3 （1）低碳行动的意义 能控制大气中二氧化碳的含量，防止温室效应进一步增强，实现人类社会可持续发展。 （2）低碳做法 ①绿色出行，使用清洁能源交通工具；②节能减排，合理使用电器，安装节能灯具、节能空调等；③减少使用一次性产品，拒绝一次性餐具，减少塑料袋使用；④植树造林，参加植树活动等。 4 任务二 测定不同环境中的含量 测定教室与花园中<m></m>的含量，并分析人类活动对空气中<m></m>含量的影响 （1）将两个相同体积的集气瓶装满水，盖上玻璃片，分别带到教室和花园中，将水倒掉，然后用橡胶塞塞紧瓶口（排水法收集气体）。 （2）用<m></m>浓度监测仪测定两瓶气体中<m></m>的含量。 （3）对比分析结果：教室中人口密集，人类的呼吸作用会消耗氧气，产生<m></m>，导致室内空气中<m></m>含量升高。 5 任务三 梳理自然界中的碳循环 1.回顾自然界的碳循环，梳理<m></m>在大气圈、岩石圈、水圈和生物圈间的转化关系。 自然界碳循环，见图36-1。#1.1 6 图36-1 <m></m>的排放途径有：燃料燃烧、碳酸分解、动植物呼吸。 <m></m>的吸收途径有：绿色植物光合作用、海水吸收、化学吸收。#1.1.3 2.从<m></m>的排放和吸收的角度，涉及的反应汇总。 表<m></m> 涉及反应的化学方程式 <m></m>的排放 燃料燃烧 <m></m> 碳酸分解 <m></m> 动植物呼吸 8 <m></m>的吸收 海水吸收 <m></m> 化学吸收 <m></m> 续表 任务三 设计低碳行动方案 1.减少<m></m>的排放： ①衣——尽可能选择环保的面料； ②食——提倡光盘行动，降低食物垃圾的产生和处理等； ③住——及时关闭待机电源，使用节能家电等； ④行——选择乘坐公共交通工具，短途出行尽量步行或骑自行车等。 2.植树造林促进<m></m>的吸收。 10 3.捕集<m></m>的方法： 表<m></m>#3.1 方法 原理 化学吸收法 利用多种类型的胺（如一级胺、二级胺和三级胺）与<m></m>反应生成碳酸胺，这种碳酸胺在一定温度作用下可以重新分解成胺和<m></m> 固体吸附法 固体吸附剂（如活性炭、分子筛、负载胺、硅酸盐、碳酸盐等）从混合气中分离<m></m> 11 方法 原理 物理吸收法 利用二氧化碳在某些溶剂（如甲醇、<m></m>甲基吡咯酮:聚乙二醇二甲醚等）中的溶解度随压力而改变的原理来吸收、分离<m></m>。通常，温度越低、压力越高溶剂对二氧化碳的吸收效果就越好 续表 12 方法 原理 膜分离法 微孔膜上的微孔足够大，允许膜一侧的二氧化碳分子穿过微孔膜到达膜另一侧，并被另一侧的吸收液吸收 其他方法 燃烧前捕集技术:基于煤气化或整体煤气化联合循环<m></m>的燃烧前捕集技术 续表 【展示与交流】 1.展示小组形成的低碳行动方案，经全班讨论形成评价标准。 2.以小组为单位，优化低碳行动方案，制作展板或开展讲座，在学校和社区等地宣讲并践行低碳行动。 14 自主研学 任务一 认识“碳达峰”和“碳中和” 1.【科普阅读】阅读科普短文，回答下列问题： 当人类大量燃烧石油、煤炭等燃料时，就像给地球裹上了看不见的 “棉被”，让全球气温持续升高。碳达峰就像给地球温度计设置警戒线，要求某个地区二氧化碳排放量只降不升。碳中和就像玩跷跷板游戏—让二氧化碳的排放量和吸收量刚好平衡。 15 要实现这些目标，化学知识就是我们的武器：研发碳捕捉技术，就像用特殊 “海绵”吸走工厂废气中的二氧化碳；培育速生林进行光合作用，把二氧化碳变成氧气等物质。这些化学反应的巧妙运用，正在编织一张保护地球的绿色大网。 从实验室的烧杯到工厂的烟囱，从校园的花坛到城市的森林，每个人都能参与这场化学魔法秀。让我们用知识作钥匙，共同解开给地球“退烧”的碳密码！ 你是否想过，为什么地球温度似乎逐年升高？这主要与温室效应有关。大气中的<m></m>、甲烷<m></m>、臭氧<m></m>等气体就像温室的玻璃顶棚，能吸收并锁住热量。工业革命以来，人类大量燃烧化石燃料，过度砍伐森林，导致大气中<m></m>浓度急剧增加，温室效应增强，引发全球变暖、冰川融化等一系列环境问题。#1.4 图36-1 为了应对这一挑战，国际社会提出了“碳达峰”和“碳中和”两个重要目标。碳达峰，是指一个国家或地区的二氧化碳排放量达到历史最高值，之后逐 步回落。碳中和，则是指通过植树造林、节能减排等方式，将人为排放的二氧化碳吸收或抵消掉，实现“净零排放”（如图36-1）。 18 中国承诺力争于2030年前实现“碳达峰”，2060年前实现“碳中和”。这不仅是国家战略，更需要我们每个人的行动。 （1）温室效应过强带来全球气温持续升高，引起温室效应的物质有_____（填序号）。 ACD A.<m></m> B.C C.<m></m> D.<m></m> （2）“碳达峰”和“碳中和”的“碳”指的是__________（填“碳元素”或“二氧化碳”）。 （3）碳中和理念是指<m></m>的净排放量（排放量减去吸收量） ___（填“<m></m> ”“<m></m> ”或“<m></m>”）0。 二氧化碳 20 共学精练 任务二 分析碳排放和碳吸收的途径 【活动一】分析碳排放的主要途径 2.（1）燃料燃烧：①木炭完全燃烧_ _____________；②一氧化碳燃烧__________________；③天然气（主要成分为<m></m>）燃烧生成二氧化碳和水_ ________________________。 21 （2）农业生产：收割完稻谷后，焚烧秸秆[主要成分是纤维素<m></m>，可杀灭害虫卵，为土壤提供部分营养元素，但同时排放<m></m>。纤维素属于________（填“化合物”或“氧化物”），其中碳、氧元素的原子个数比为_____，碳、氢元素的质量比为______。 化合物 （3）工业生产：①煅烧石灰石可大量制取<m></m> _ _____________________（写化学方程式，下同）；②炼铁过程中，可用<m></m>还原氧化铁：__________________________。 22 【活动二】分析碳吸收与转化的途径 3.【科普阅读】阅读科普短文，回答下列问题： 在碳中和背景下，<m></m>地质封存技术是当前缓解<m></m>排放的有效措施。<m></m>地质封存通常将<m></m>由气态压缩成超临界液体后，通过管道注入油气田、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<m></m>的封存。 三种碳封存途径中，煤层<m></m>封存技术成本更低，同时可提高煤层气（主要含<m></m>）采出率，增加经济效益，符合国家 23 绿色发展理念。典型煤层<m></m>封存过程是将烟气注入煤层后，利用煤对<m></m>、<m></m>、<m></m>三种气体的吸附能力差异，实现分离。 然而，煤层<m></m>封存也涉及多种安全风险。如<m></m>注入后，易引发地质体结构失稳，导致<m></m>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。#1.3 （1）<m></m>地质封存的途径主要有煤层封存、____________、____________。 （2）将<m></m>由气态压缩成超临界液体，从微观角度看<m></m>_____________发生改变。 （3）煤层<m></m>封存技术的优点是__________________________________________________（写一条）。 油气田封存 咸水层封存 分子间间隔 成本更低（或可提高煤层气采出率或可增加经济效益） 25 （4）自然界中，植物通过光合作用吸收<m></m>同时释放<m></m>；海洋也可吸收<m></m>，但当吸收量过多时，由于发生化学反应 ____________________，导致海洋酸化，破坏生态。 （5）可人为通过化学吸收剂吸收<m></m>，如澄清石灰水可吸收<m></m>，可观察到__________________，发生反应的化学方程式为_______________________________。 澄清石灰水变浑浊 26 （6）我国科学家用<m></m>和<m></m>在一定条件下反应生成淀粉<m></m>和<m></m>，若用<m></m>合成淀粉，根据质量守恒定律，理论上可制得淀粉的质量为____<m></m>。（相对分子质量：<m></m>、<m></m>、<m></m>） 27 27 4.实验室中，如何简单比较<m></m>、<m></m>溶液、<m></m>溶液三种试剂吸收<m></m>的效果？ （1）实验思路：<m></m>被吸收后，气体______发生明显变化，可将其转化为明显的实验现象。 体积 （2）实验方案：将等______（填“体积”或“质量”）的<m></m>、<m></m>溶液、<m></m>溶液分别倒入充满<m></m>的相同____（填“软”或“硬”）塑料瓶中，盖上瓶盖振荡并观察现象。 体积 软 28 （3）实验现象：加入___________［填“<m></m>”“<m></m>溶液”或“<m></m>溶液”］的塑料瓶最瘪，该试剂吸收<m></m>的效果最佳。 溶液 （4）实验反思：只设计<m></m>与<m></m>溶液反应一组实验能证明<m></m>被吸收吗？为什么？___________________________________________________________________。 不能，若只做单一实验无法排除水是否能溶于水、能与二氧化碳发生反应 29 【活动三】基于碳中和理念设计低碳行动方案 5.基于碳中和理念，可以从多种途径开展低碳行动。 （1）个人生活：我们可以做到光盘行动、减纸减塑、______________（写一条）。 （2）<m></m>自然封存：通过植物__________、海洋封存等吸收一定量<m></m>。 乘公交出行等 光合作用 （3）<m></m>的物理利用：主要利用<m></m>的物理性质。干冰可用于冷藏保鲜、__________等，利用的是干冰__________的性质。该途径______（填“能”或“不能”）减少<m></m>的排放量。 人工增雨 升华吸热 不能 30 （4）<m></m>的化学利用：可人工将<m></m>转化成含碳元素的燃料或化工原料等物质进行再利用，如淀粉、甲醇<m></m>、____________等，有助于缓解能源危机。 甲烷 31 总结提炼 32 课堂测评 1.我国争取2060年前实现碳中和。倡导碳中和有利于解决的环境问题是( ) C A.水土流失 B.臭氧层空洞 C.温室效应 D.白色污染 2.中国承诺努力在2060年前实现碳中和目标。下列做法与该目标不符的是( ) D A.绿色出行 B.植树造林 C.开发新能源 D.大量使用天然气 1 2 3 4 5 33 3.碳达峰和碳中和都与<m></m>有关。下列有关<m></m>的说法正确的是( ) B A.难溶于水 B.能使紫色石蕊溶液变红 C.<m></m>可用于冶金工业 D.能用于灭火只利用了它的化学性质 1 2 3 4 5 34 4.下列有关碳中和的说法不合理的是( ) D A.排放与吸收转化的<m></m>质量相等 B.排放与吸收转化过程中元素种类不变 C.排放与吸收转化过程中原子数目不变 D.实现碳中和后空气中不再含有<m></m> 1 2 3 4 5 35 5.如图36-2是碳循环的部分过程。下列说法正确的是( ) 图36-2 1 2 3 4 5 36 A.自然界中，参与①过程的生物包括动物、植物、微生物 B.在自然界的碳循环过程中，②的主要途径是绿色植物的呼吸作用 C.工业发展需要大量燃烧化石燃料，增强③过程不会打破碳循环的平衡 D.自然界中的碳循环与氧循环是相互独立、互不影响的 √ 1 2 3 4 5 37 易错特训 “双碳”即碳达峰与碳中和的简称，是指我国力争2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和。某学习小组进行基于“双碳”理念的跨学科实践活动。请完成<m></m>题。 1.下列有关碳达峰、碳中和的说法中，错误的是( ) A A.植树造林有助于减少<m></m>排放 B.践行低碳行动，有助于实现碳达峰目标 C.<m></m>捕集和封存技术是实现碳中和的有效手段 D.2030年我国实现碳达峰目标后，<m></m>排放量会平稳下降 1 2 3 4 5 6 7 38 2.“双碳”中“碳”是指二氧化碳。下列关于<m></m>的说法错误的是( ) B A.由碳、氧两种元素组成 B.由1个碳原子和2个氧原子构成 C.过度排放会导致温室效应增强 D.固态二氧化碳可用作制冷剂 1 2 3 4 5 6 7 39 3.我国科学家研制出一种新型催化剂，可将<m></m>转化为汽油，主要转化过程如图36-1所示。下列说法错误的是( ) 图36-1 1 2 3 4 5 6 7 40 A.若<m></m>是一种单质，可能是<m></m> B.<m></m>与甲烷中碳、氢元素质量比相同 C.该转化为“碳中和”提供了新途径 D.反应Ⅰ的化学方程式为<m></m> √ 1 2 3 4 5 6 7 41 4.利用<m></m>溶液喷淋捕捉空气中的<m></m>，反应过程如图36-2所示。下列说法错误的是( ) D 图36-2 A.环节<m></m>中涉及过滤 B.捕捉室中<m></m>溶液喷成雾状有利于吸收<m></m> C.<m></m>可循环利用 D.高温反应炉中发生了化合反应 1 2 3 4 5 6 7 42 5.碳循环是自然界中物质和能量循环的重要组成部分。如图为自然界中的“碳循环”示意图，下列说法正确的是( ) 图36-3 1 2 3 4 5 6 7 43 A.碳循环会使大气中的<m></m>含量不断升高 B.化石燃料燃烧排放出的<m></m>会引起酸雨 C.途径①表示植物的光合作用，会消耗<m></m> D.途径②会使海水酸化是因为<m></m>易溶于水 √ 1 2 3 4 5 6 7 44 进阶突破 图36-4 6.（6分）我国向世界承诺，努力争取在2060年前实现“碳中和”<m></m>排放量和转化量相等，达到零排放，为人类社会的可持续发展贡献中国力量。 1 2 3 4 5 6 7 45 （1）空气中<m></m>含量增加的原因有很多，你认为有________________________________________________（写一种即可）。 大量使用化石燃料（或大量砍伐树木等，合理即可） （2）<m></m>的封存主要是将捕集到的<m></m>压缩后封存到地层深处或海底。从微观的角度分析，<m></m>被压缩成液态（或固态）的实质是________________。 分子间间隔变小 （3）利用化学方法吸收<m></m>是“碳捕获”的方法之一，若用石灰乳（主要成分是氢氧化钙）“捕获”<m></m>，反应的化学方程式为 _______________________________。 1 2 3 4 5 6 7 46 （4）图36-4是地球表面温度和<m></m>浓度的变化趋势示意图。图中可作为“<m></m>排放增加会导致地球表面温度上升”证据的是___________________________________________________________________。 气温与排放量均有上升的趋势（或气温与排放量呈正相关等） （5）要推断“<m></m>排放增加会导致地球表面温度上升”，还需维持大气层内其他影响温室效应的因素不变，写出其中一种因素：________________________________________________。 甲烷等其他温室气体的含量（或空气中的水蒸气等） 1 2 3 4 5 6 7 47 7.（7分）2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和，是我国政府对国际社会的重要承诺。为此某小组对二氧化碳的来源、吸收以及低碳措施产生了兴趣，开启了“低碳行动”项目化学习探究之旅。#1 1 2 3 4 5 6 7 48 （1）任务一：探究家庭中二氧化碳的来源 【设计并进行实验】同学们走进厨房，用两个相同的塑料瓶分别收集了燃气灶炒菜前后灶台旁的气体设计如图36-5所示实验，放在阳光下照射，观察水柱的移动情况。#1.1.1 1 2 3 4 5 6 7 49 【实验现象】 红墨水水柱向____（填“左”或“右”）边移动。 左 【实验结论】炒菜后空气中<m></m>含量增多，说明燃气燃烧产生了<m></m>。 1 2 3 4 5 6 7 50 （2）任务二：实验室模拟吸收<m></m>的原理 【设计实验】 表<m></m> 实验步骤 实验现象 实验结论 Ⅰ.如图36-6所示，向充满二氧化碳的软塑料瓶中注入约三分之一体积的蒸馏水，立即旋紧瓶盖后，振荡 软塑料瓶变瘪 二氧化碳的物理性质是______________ 能溶于水 1 2 3 4 5 6 7 51 实验步骤 实验现象 实验结论 Ⅱ.取少量软塑料瓶中的液体于试管中，向试管中滴加紫色石蕊溶液，振荡 __________ 二氧化碳能与水反应 溶液变红 续表 1 2 3 4 5 6 7 52 【反思评价】 ①实验中发生反应的化学方程式为____________________。 ②甲同学认为步骤Ⅱ不能证明二氧化碳与水发生了化学反应，请你补充一个对比实验：________________________________________________________________________________________________________________（简述实验过程及现象）。 将用紫色石蕊溶液染成紫色并干燥的纸花放入干燥的气体中，紫色石蕊纸花不变色，说明不能使紫色石蕊纸花变色 1 2 3 4 5 6 7 53 （3）任务三：设计低碳行动方案 从减少二氧化碳排放的角度，我们可以采取的具体行动措施是________________________________。 减少开私家车等（答案合理即可） 1 2 3 4 5 6 7 54 $