百年学典 中考风向标 化学 跨学科综合实践专题4 基于碳中和理念设计低碳行动方案

第10页实践活动（五）基于碳中和理念设计低碳行动方案活动分析“碳达峰”是指某个地区或行业，年度碳排放量达到历史最高值，是碳排放量由增转降的历史拐点，标志着经济发展由高能耗、高排放向清洁的低能耗模式转变。“碳中和”是指某个地区在一定时间内，人类活动直接和间接排放的碳总量，与通过植树造林、工业固碳等方式吸收的碳总量相互抵消，实现碳“净零排放”。该实践活动以“碳中和”为载体运用项目化学习方式，引导学生了解什么是碳中和以及实现碳中和的四种主要途径：碳捕集、碳循环、碳替代、碳封存。探讨碳循环及二氧化碳为核心的物质转化过程以及气候、环境和碳循环的关系。引导学生从个人做起，制定低碳行动方案；了解碳中和的技术展望，提高认识化学学科价值，培育科学态度与社会责任担当。活动内容活动一空气中二氧化碳含量与二氧化碳对人类生活和自然环境的影响阅读下面的材料，回答问题

二氧化碳对人体健康的影响空气中二氧化碳的体积分数%对人体健康的影响1使人感到气闷、头昏、心悸4~5使人感到气喘、头痛、眩晕10使人神态不清、呼吸停止，以致死亡

在日常生活中，我们每一个人都应该传播“低碳”理念，倡导“低碳”生活。让我们积极行动起来，从一点一滴做起，努力减少二氧化碳等温室气体的排放，为保护地球尽一份责任。

（1)二氧化碳毒性（填“有”或“无”）

(2)对比上面的材料可以得到的信息是。

(3）二氧化碳造成的环境问题是；造成此环境污染的主要原因是

，请写出对应的治理措施为

。

（4）材料中的“低碳”指。【解析】（1）二氧化碳虽不能供给呼吸，但无毒性。（2）对比上面的材料可以得到的信息是：二氧化碳是一把双刃剑，既有利又有害的两个方面。（3）二氧化碳造成的环境问题是温室效应，造成此环境污染的主要原因是化石燃料的大量燃烧，对应的治理措施为：减少化石燃料的使用或使用清洁能源等等。（4）“低碳”指低的二氧化碳的排放量。【答案】（1）无（2）二氧化碳是一把双刃剑

（3）温室效应

化石燃料的大量燃烧

减少化石燃料的使用或使用清洁能源等等

（4）低的二氧化碳的排放量

活动二掌握二氧化碳的性质，充分利用好二氧化碳自然界中O2、CO2的循环过程如图1所示：

(1)吸收大气中CO2产生O2的途径是，该化学反应(填“是”或“不是”)氧化反应。

(2)由于人类消耗化石燃料的增加和森林的乱砍滥伐，使空气中CO2的含量上升，阻止地球表面的热量向外散发，使地球表面的平均气温增高，这就是所谓的“

效应”，请写出请写出一条因气候变暖给人类生存环境带来影响的情况。

(3)科学家研究得到：海洋是吸收大量CO2的地方。如果工业生产产生的CO2排放量继续以目前速度增加，海洋将成为“酸化的海洋”。请写出酸化原因的化学方程式。

(4)科学家目前正在研究将空气中过量的二氧化碳和氢气在催化剂和一定条件下转化成液态甲醇(一种清洁能源)和水，请写出该反应的文字表达式。

(5)甲同学学完二氧化碳的性质后，用Y型导管和紫色石蕊试纸设计了如图实验：图2中Y形导管平放于桌面，实验中可观察到的现象，用化学方程式解释现象：；若把Y形导管固定在铁架台上(如图3)。a管位于上方，b管位于下方，两石蕊试纸均湿润，可观察到管中试纸变色明显，原因是。

(6)乙同学学完二氧化碳的性质后，设计了一组趣味实验(如图4)：假设装置内空气足以维持实验过程中小白鼠的生命活动，瓶口密封，忽略水蒸气和温度变化对压强的影响，经数小时后，能观察到的两条现象是

，

。请写出盛有石灰水的烧杯中发生反应的化学方程式：。请你猜想在这数小时中，在左侧的密闭空间内氮气的体积分数怎么变化并说明理由

。

【答案】(1)光合作用

不是

(2)温室

冰山融化(3)CO2

+H2O=H2CO3(4)

二氧化碳+氢气→一定条件催化剂甲醇+水(5)湿润的紫色石蕊试纸变红色，干燥的试纸不变色CO2

+H2O=H2CO3

b

二氧化碳的密度比空气大

(6)澄清的石灰水变浑浊

左侧液面升高，右侧液面降低CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O【解析】(1)吸收大气中CO2产生O2的途径是光合作用，该化学反应是由二氧化碳和水反应生成有机物和氧气，不是氧化反应。故填：光合作用；不是；(2)由于人类消耗化石燃料的增加和森林的乱砍滥伐，使空气中CO2的含量上升，阻止地球表面的热量向外散发，使地球表面的平均气温增高，这就是所谓的“温室效应”，因气候变暖给人类生存环境带来影响有冰山融化、海平面上升；故填：温室；冰山融化；(3)二氧化碳和水反应生成碳酸；故填：CO2

+H2O=H2CO3(4)二氧化碳和氢气在催化剂和一定条件下转化成液态甲醇和水；故填：二氧化碳+氢气→一定条件催化剂甲醇+水；

(5)湿润的试纸上的水和二氧化碳反应生成碳酸，碳酸能使紫色的石蕊试液变红色，而干燥的试纸不变色；二氧化碳的密度比空气大，所以观察到图3中的b处的试纸先变红色；故填：湿润的紫色石蕊试纸变红色，干燥的试纸不变色；CO2

+H2O=H2CO3;b；二氧化碳的密度比空气大；

(6)根据图示的装置可知：氧气被小白鼠吸入，呼出的二氧化碳被氢氧化钙溶液吸收生成碳酸钙沉淀，澄清的石灰水变浑浊，导致体系压强变小，左侧液面升高，右侧液面降低；因为氮气不参加化学反应且难溶于水，由于呼吸作用消耗氧气且生成的二氧化碳被石灰水吸收，在此过程中瓶内气体的总体积不断减少，故氮气的体积分数会增大；故填：澄清的石灰水变浑浊；左侧液面升高，右侧液面降低；

CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O；变大，氮气不参加化学反应且难溶于水，由于呼吸作用消耗氧气且生成的二氧化碳被石灰水吸收，在此过程中瓶内气体的总体积不断减少，故氮气的体积分数会增大。

活动三为了保护地球的生态环境，我国向全世界庄严宣告，争取2060年前实现“碳中和”的目标（“碳中和”是指在规定时期内实现排放多少CO2就做多少抵消措施来达到平衡，实现CO2净零排放）。如图是“碳中和”部分过程示意图。请回答下列问题：（1）大气中CO2含量的不断上升，从而导致效应增强，使全球气候变暖。（2）生物固碳：绿色植物光合作用的主要化学反应原理为6CO2+6H2OC6H12O6（葡萄糖）+6O2该过程中将太阳能转化为能。（3）化学固碳；以CO2和NH3为原料生产尿素[CO（NH2）2）]是实现“碳中和”范例之一，其中合成的尿素在农业生产中常用作肥（填“氮”“磷”或“钾”）。（4）减少CO2排放：氢气是21世纪正在开发利用的一种新能源。使用氢能源能有效减少CO2的排放。我国科学家研究的一种储氢、释氢材料为AlH3，其中释放氢能原理是利用AlH3与H2O发生反应生成Al（OH）3和H2，其反应的化学方程式是。（5）为了控制大气中CO2的含量相对稳定，下列采取的措施可行的是。A.积极开展绿化国土的行动，建立绿色家园B.提高煤炭产量，增加火力发电在电力生产中的比例C.鼓励使用电动汽车，加快充电桩的配套设施建设D.积极开发利用风能、太阳能、地热能和潮汐能【解析】（1）大气中CO2含量的不断上升，从而导致温室效应增强，使全球气候变暖。（2）绿色植物光合作用的主要化学反应原理为6CO2+6H2OC6H12O6（葡萄糖）+6O2，该过程中将太阳能转化为化学能。（3）尿素中含有农作物生长所需要的氮元素，在农业生产中常用作氮肥。（4）由题意可知，释放氢能原理是利用AlH3与H2O发生反应生成Al（OH）3和H2，其反应的化学方程式是AlH3+3H2O＝Al（OH）3↓+3H2↑。（5）A、积极开展绿化国土的行动，建立绿色家园，能吸收大气中的二氧化碳，同时释放氧气，A正确；B、提高煤炭产量，增加火力发电在电力生产中的比例，产生了大量的二氧化碳，B不正确；C、鼓励使用电动汽车，加快充电桩的配套设施建设，能减少二氧化碳的排放量，C正确；D、积极开发利用风能、太阳能、地热能和潮汐能，可以减少二氧化碳的排放量，D正确。答案：（1）温室（2）化学（3）氮（4）AlH3+3H2O＝Al（OH）3↓+3H2↑（5）ACD学以致用第2页第10页1.海洋酸化与全球气候变暖并称“邪恶双子”。迄今为止，人类排入大气中的二氧化碳有三分之一左右被海洋吸收。海洋酸化可能会损伤诸如贝类、珊瑚类等海洋生物形成钙质骨骼和外壳的能力，进而影响整个海洋生态系统的结构和功能。下列措施不能有效减缓海洋酸化的是（）大力推广电动汽车替代汽油车B．减少一次性塑料袋、泡沫饭盒的使用 C．积极植树造林 D．用风能、太阳能、水能发电，减少火力发电1.B【解析】A、大力推广电动汽车替代汽油车，能减少二氧化碳的排放，能有效减缓海洋酸化。B、减少一次性塑料袋、泡沫饭盒的使用，能减少白色污染，不能有效减缓海洋酸化。C、积极植树造林，植物光合作用吸收二氧化碳，释放出氧气，可保持大气中CO2含量的相对稳定，能有效减缓海洋酸化。D、利用风能、太阳能、水能发电，减少火力发电，能减少二氧化碳的排放，能有效减缓海洋酸化。2.我国政府工作报告中提出做好碳中和工作。碳中和是指通过植树造林、节能减排等措施，抵消因人类活动产生的二氧化碳等温室气体排放量，达到相对“零排放”。下列行为不利于实现碳中和的是（）A．教科书循环使用 B．用自行车代替汽车上下班出行 C．燃烧农作物秸秆以增加土地肥效 D．研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品2.C【解析】A、教科书循环使用可以减少树木的砍伐，增大二氧化碳的吸收；B、用自行车代替汽车上下班出行可以减少化石燃料的使用，从而减少二氧化碳的排放；C、燃烧农作物秸秆会产生大量的二氧化碳气体；D、研发新工艺将二氧化碳转化为化工产品，能减少二氧化碳的排放，有利于实现碳中和。3.有一种物质，农民说它是“植物的粮食”；建筑师称它为“粉刷匠”；消防员赞美它是“灭火先锋”；环境学家却指责它是全球变暖的“罪魁祸首”，它是下列哪种物质呢？()A.二氧化碳B.氧气 C.氮气D.稀有气体3.A【解析】二氧化碳是植物光合作用的原料，因此农民说它是“植物的粮食”；二氧化碳能用于灭火，因此消防员赞美它是“灭火先锋”；二氧化碳是全球变暖的“罪魁祸首”。

4.下面是自然界碳循环示意图．

(1)请在图中①~④线上补加“箭头”(其他箭头已画出)，以正确表示碳循环各种变化关系．

(2)上图显示：大气中CO2产生途径有多种，其中化工燃料燃烧产生大量CO2，化石燃料主要包括天然气、、．

(3)上图显示：大气中CO2消耗途径有和被海洋吸收．

(4)下面是大气中CO2含量按目前速度上升的直线图．请根据该图估计：到2050年时，大气中CO2的体积分数是%，这比2000年CO2体积分数0.035%增加了%.

(5)大气中CO2含量的增加给地球生态环境带来一个重要后果是.根据上图CO2生产生和消耗途径，对此，你提出2条建议是：

①

，②

．【答案】(1)①②③指向大气中的CO2，④指向大树(2)煤和石油

(3)光合作用(或被绿色植物吸收)

(4)0.043

0.008

(5)温室效应(或大气温度升高，或全球变暖)

减少化石燃料燃烧气体的排放(或开发绿色能源)

植树造林(或禁止乱砍乱伐)

【解析】解：二氧化碳的产生途径有：化石燃料的大量使用和人和动植物的呼吸作用．消耗二氧化碳的主要途径是：植物的光合作用．

二氧化碳含量过高会引起温室效应，所以我们应大量的植树造林，减少二氧化碳的含量．

故答案为：①②③指向大气中的CO2，④指向大树

(2)煤和石油

(3)光合作用(或被绿色植物吸收)

(4)0.043；0.008

(5)温室效应(或大气温度升高，或全球变暖，)

5.最新研究表明，水泥是一个全球大型的、被忽视、逐年增长的净碳汇，对全球碳循环研究具有重要的科学意义。水泥混凝土、砂浆吸收封存二氧化碳的原理过程如图：(1）近年来大气中二氧化碳含量不断上升的主要原因是，自然界中消耗二氧化碳的主要途径是

。

（2)空气中的二氧化碳渗透到水泥混凝土和砂浆中，与氢氧化钙等物质起化学反应后，被吸收并封存，成为永久性固定碳。二氧化碳与氢氧化钙反应的化学方程式为。

(3)科学家研究要降低空气中CO2含量的途经主要有两个方向：一是减少CO2排放，二是增加CO2消耗。工业上用二氧化碳生产甲醇燃料：CO2+3H2- 钌-膦铬合物 加压CH3OH+H2O。CH3OH中氢元素的质量分数为。【答案】（1）化石燃料的大量使用

植物的光合作用

（2）CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O（3）12.5%

（4）少开私家车(合理即可)【解析】(1)近年来大气中二氧化碳含量不断上升的主要原因是化石燃料的大量使用；自然界中消耗二氧化碳的主要途径是植物的光合作用；故填：化石燃料的大量使用；植物的光合作用；(2)二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙白色沉淀和水，化学方程式为：

CO2+Ca(OH)2=CaCO3+H2O；(3)CH3OH中氢元素的质量分数为：1×412+1×4+16×100%=12.5%；

(4)在生活中倡导低碳的措施是：少开私