6.3碳循环与碳中和教学设计--2026-2027学年九年级化学仁爱科普版上册

单元 6 探秘碳的世界 课题 3 碳循环与碳中和仁爱科普版九年级上册教学设计 承接课题 1 碳单质、课题 2 二氧化碳性质，本课题从单一物质上升到自然界元素循环，融合生物、地理跨学科内容，落实元素守恒、平衡思想，渗透我国双碳战略。 一、教材分析 本课题是第六单元收尾课，是碳单元知识的整合与升华。前面学习了碳单质、CO₂的性质，本课构建自然界碳循环模型，分析大气中 CO₂来源和消耗途径，解释碳平衡被打破带来的温室效应，引出碳达峰、碳中和概念，介绍实现碳中和的途径，引导学生设计低碳行动方案。 本课突出跨学科融合，将化学的物质转化、元素守恒，和生物光合作用、生态环境、国家发展战略相结合，重点落实变化观念与平衡思想、科学态度与社会责任化学核心素养。 二、学情分析 学生已经掌握碳单质、CO₂的性质，会书写碳燃烧、CO₂和水、石灰水反应方程式；生物课学过光合作用、呼吸作用，对温室效应、低碳生活有初步耳闻。 学生现存难点： 分不清碳循环中 CO₂的产生途径和消耗途径； 容易把碳中和理解为 “不排放二氧化碳”，不知道是排放总量 = 吸收总量的动态平衡； 难以用化学方程式解释碳循环里物质转化； 缺少从化学角度分析减排、固碳技术的思路。 三、教学目标 1. 知识与技能 （1）认识自然界碳循环的主要途径，能说出二氧化碳产生和消耗的主要方式，写出对应转化的化学方程式。 （2）理解碳循环的意义，知道人类活动（化石燃料大量燃烧、乱砍滥伐）打破碳平衡，加剧温室效应。 （3）理解碳达峰、碳中和的科学含义；了解实现碳中和的四类路径：碳减排、碳替代、碳封存、碳增汇。 （4）能结合化学知识提出低碳、固碳的可行方案。 2. 过程与方法 （1）通过绘制碳循环示意图，建立模型认知，梳理含碳物质之间的转化关系。 （2）小组讨论分析碳平衡被破坏的原因，从 “减少排放、增加吸收” 两个角度寻找解决办法。 （3）开展跨学科探究，设计校园低碳行动方案，学会运用化学知识解决真实社会问题。 3. 情感态度与价值观 （1）认识碳循环对地球生命的重要意义，建立人与自然和谐共生的观念。 （2）了解我国 “双碳” 目标，增强民族自信与社会责任感。 （3）树立低碳理念，从个人、校园、家庭层面践行低碳生活。 四、教学重难点 1.重点 自然界碳循环的产生、消耗途径； 碳平衡破坏与温室效应； 碳达峰、碳中和的概念，实现碳中和的基本途径。 2.难点 理解碳循环是动态平衡，从元素守恒视角分析碳元素的转化； 理解碳中和不是零排放，是排放与吸收达到平衡； 运用所学化学原理，分析固碳、减排方案。 五、教学准备 多媒体：碳循环动态示意图、温室效应短视频、碳中和科普短片； 学习任务单、白纸彩笔（小组绘制碳循环图）。 六、课时安排：1 课时（45 分钟） （一）情境导入（5min） 【视频片段】全球变暖、冰川融化图片，结合提问导入。 教师：前面我们学习碳单质、二氧化碳的性质。大气中的二氧化碳会不会无限增多？自然界有一套自我调节系统 ——碳循环。但近百年来全球变暖，这个平衡被打破。我国提出碳达峰、碳中和目标。 引出课题：课题 3 碳循环与碳中和 板书课题 （二）新知探究 任务 1：探秘自然界的碳循环（18min） 教师引导：碳元素在生物圈、大气、海洋、岩石之间不断循环，核心载体是二氧化碳。 分组活动：小组合作，阅读教材，找出大气中 CO₂产生途径和消耗途径，并写出对应化学方程式。 ✅ 二氧化碳的产生来源 动植物的呼吸作用：有机物与氧气反应，释放 CO₂（生物学科） 化石燃料燃烧（煤、石油、天然气，含碳物质燃烧） 微生物分解动植物遗体，释放二氧化碳 岩石、碳酸盐缓慢分解 ✅ 二氧化碳的消耗途径 绿色植物光合作用（最主要途径）：吸收 CO₂和水，合成有机物，释放氧气。 2. 海水溶解吸收二氧化碳，部分转化为碳酸盐 小组展示：上台画出碳循环简易模型图。 教师总结：自然状态下，CO₂产生总量≈消耗总量，维持碳平衡。 追问：是什么让碳平衡被打破？ 学生回答：大量开采燃烧化石燃料，急剧增加 CO₂排放；乱砍滥伐，森林减少，光合作用吸收 CO₂变少。 结论：大气 CO₂浓度升高，加剧温室效应。 拓展：温室效应危害：全球气温上升，冰川融化、海平面升高，极端天气增多。 辨析：CO₂不是空气污染物，适量 CO₂维持地球温度；过量才带来环境问题。 任务 2：认识碳达峰与碳中和（14min） 教师讲解概念（重点区分，突破误区） 碳达峰：二氧化碳的排放量达到历史最高值，之后不再继续增长，逐步下降。我国目标：2030 年前实现碳达峰。 碳中和：一定时间内，人类活动产生的 CO₂总量，通过植树造林、碳捕获封存、技术转化等方式，将排放的 CO₂全部抵消，实现排放量 = 吸收量，不是完全不排放 CO₂。我国目标：2060 年前实现碳中和。 小组讨论：实现碳中和有哪些主要策略？ 师生归纳四条路径： ① 碳减排：节约能源，减少化石燃料使用； ② 碳替代：使用清洁能源（太阳能、风能、水能）替代化石能源； ③ 碳增汇：植树造林，保护植被，利用植物光合作用固定碳； ④ 碳封存（碳捕集）：用化学方法捕获工厂排放 CO₂，封存地下或转化为碳酸盐。 拓展化学视角的碳捕集：利用石灰乳、氢氧化钠溶液吸收二氧化碳。 【项目式小任务】小组设计：校园低碳行动方案 提示角度：节约用电、绿色出行、节约纸张、垃圾分类、爱护绿植。 每组简短展示 1 条方案，全班互评方案可行性。 （三）课堂小结（4min） 师生共同梳理： 碳循环：CO₂的产生途径、消耗途径，自然碳平衡； 人类活动打破平衡→温室效应； 碳达峰、碳中和含义；减排、替代、增汇、封存四条途径； 践行低碳生活，化学助力双碳目标。 （四）课堂检测（3min） 1.自然界消耗二氧化碳最主要途径是________。 2.碳中和是指（） A. 完全不排放 CO₂ B. CO₂排放总量与吸收总量相等 C. 把空气中 CO₂全部除去 参考答案： 1.绿色植物光合作用；2.B （五）作业布置 整理碳循环涉及的化学方程式； 完善 “家庭低碳行动方案”； 单元知识梳理，绘制单元思维导图（碳单质、CO₂、碳循环）。 七、板书设计 课题 3 碳循环与碳中和 一、)自然界碳循环 CO₂产生：呼吸、化石燃料燃烧、微生物分解 CO₂消耗：光合作用（最主要）、海水吸收 ✅自然状态：动态碳平衡 ✅人类活动→CO₂增多→温室效应 CO₂不属于空气污染物 二、)碳达峰、碳中和 碳达峰：2030 年前，排放峰值后下降 碳中和：排放总量 = 吸收抵消总量（不是零排放） 实现途径：碳减排、碳替代、碳增汇（植树）、碳封存 三、)低碳行动：从我做起 节约能源、绿色出行、保护植被 八、教学反思（课后填写） 本课跨学科特点明显，光合作用方程式学生记忆难度较大，只要求了解转化关系，不强制默写。 学生最容易误区：认为碳中和 = 零排放，课堂要用案例反复纠正。 绘制碳循环模型活动，能很好培养模型认知能力；小组设计低碳方案，学生参与热情高，落实社会责任素养。 可以结合单元大概念，串联课题 1、课题 2 的含碳物质转化，为单元复习铺垫。 注意把握深浅，碳捕集技术只做简单科普，不深挖复杂工业反应。 易错警示 ① 光合作用条件：光照、叶绿体； ② 碳中和≠不排放二氧化碳，是排放和吸收抵消； ③ CO₂不是空气污染物，过量才造成温室效应。 学科网（北京）股份有限公司 $