化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)（2024）第三節(jié) 碳達(dá)峰與碳中和教學(xué)課件ppt

這是一份化學(xué)九年級(jí)上冊(cè)（2024）第三節(jié) 碳達(dá)峰與碳中和教學(xué)課件ppt，共30頁(yè)。PPT課件主要包含了自然界中的碳循環(huán)，認(rèn)識(shí)二氧化碳，二氧化碳溶于水等內(nèi)容，歡迎下載使用。
化石燃料在人類社會(huì)的發(fā)展進(jìn)程中發(fā)揮了巨大的作用。然而，隨著人類對(duì)化石燃料大規(guī)模的開(kāi)采和利用，大氣中二氧化碳的含量持續(xù)升高，由此引發(fā)全球氣候變化。碳達(dá)峰與碳中和是全世界為應(yīng)對(duì)過(guò)量碳排放帶來(lái)的全球氣候挑戰(zhàn)達(dá)成的共識(shí)。其中，“碳”指的主要是二氧化碳。實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，需要追根溯源，厘清“碳”從哪里來(lái)，又可以往哪里去，在此基礎(chǔ)上找準(zhǔn)問(wèn)題解決的方向，開(kāi)展積極行動(dòng)。
一、了解自然界中的碳循環(huán)
碳循環(huán)是自然界中物質(zhì)和能量循環(huán)的重要組成部分。二氧化碳是含碳的主要?dú)怏w，也是碳元素參與物質(zhì)循環(huán)的主要形式之一。
觀察下圖(圖中數(shù)字表示通過(guò)不同途徑產(chǎn)生或消耗碳量的相對(duì)值)，思考并討論：1.二氧化碳的產(chǎn)生途徑有哪些? 二氧化碳的吸收途徑又有哪些?2.二氧化碳的循環(huán)對(duì)自然界和人類社會(huì)有什么重要意義?3.從碳循環(huán)的角度分析，造成大氣中二氧化碳含量增加的主要原因是什么?
自然界中的二氧化碳處于不停的循環(huán)過(guò)程中。一方面，生物的呼吸作用、生物體被微生物分解、海水中的弱酸分解、化石燃料的燃燒等都會(huì)產(chǎn)生二氧化碳，火山噴發(fā)時(shí)產(chǎn)生的高溫也會(huì)導(dǎo)致石灰?guī)r(主要成分是碳酸鈣)分解為二氧化碳并釋放到大氣中。另一方面，綠色植物吸收大氣中的二氧化碳，通過(guò)光合作用產(chǎn)生碳水化合物；江河湖海的水體也會(huì)溶解二氧化碳，一部分最終轉(zhuǎn)化為碳酸鹽。這些都是由二氧化碳的性質(zhì)決定的。
通常狀況下，二氧化碳是一種無(wú)色、無(wú)味的氣體，密度約為空氣的 1.5倍。二氧化碳?xì)怏w在一定壓強(qiáng)和低溫條件下能夠變成白色塊狀或片狀固體，俗稱干冰。干冰在升華時(shí)會(huì)吸收大量的熱，是一種環(huán)保型制冷劑可用于人工降雨、食物儲(chǔ)運(yùn)、制造舞臺(tái)煙霧效果等。
二氧化碳能溶于水。通常情況下，1體積水大約能溶解1體積的二氧化碳，增大壓強(qiáng)會(huì)溶解得更多。溶于水后，部分二氧化碳和水反應(yīng)，生成了碳酸。碳酸能使紫色石蕊試液變紅色。
碳酸不穩(wěn)定，很容易分解為二氧化碳和水。
二氧化碳還能與氫氧化鈣[Ca(OH)2]的水溶液(俗稱石灰水)反應(yīng)，生成碳酸鈣白色沉淀，使澄清石灰水變渾濁。
在實(shí)驗(yàn)室中常用澄清石灰水檢驗(yàn)二氧化碳的存在。
實(shí)驗(yàn)室里需要少量二氧化碳時(shí)，通常用石灰石(主要成分是碳酸鈣)與稀鹽酸反應(yīng)來(lái)制取。反應(yīng)的化學(xué)方程式為:
實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置
通過(guò)氧氣的學(xué)習(xí)，我們已經(jīng)知道了實(shí)驗(yàn)室制取氣體的一般思路和方法。請(qǐng)你依據(jù)上述反應(yīng)原理，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)室制取二氧化碳的實(shí)驗(yàn)裝置，分析每部分實(shí)驗(yàn)裝置的作用，了解實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)。 將你設(shè)計(jì)的裝置與右圖所示的裝置進(jìn)行對(duì)比，小組交流討論各裝置的優(yōu)缺點(diǎn)。
二氧化碳既不燃燒、一般也不支持燃燒且本身無(wú)毒，可用于滅火、作科學(xué)實(shí)驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)的保護(hù)氣。此外，二氧化碳還是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的氣體肥料以及工業(yè)生產(chǎn)碳酸飲料、純堿、化肥、醫(yī)藥產(chǎn)品等的重要原料。
三、實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的路徑
在受到人類活動(dòng)的強(qiáng)烈干擾以前，自然界中二氧化碳的吸收量與排放量大致相等，大氣圈中的碳循環(huán)處于“收支平衡”的閉環(huán)模式，地球生態(tài)系統(tǒng)得以健康、穩(wěn)定地運(yùn)行。
人類大量開(kāi)發(fā)利用化石燃料，使本應(yīng)在生物圈、巖石圈中留存數(shù)百年乃至千萬(wàn)年的碳，被大量且迅速地轉(zhuǎn)化為二氧化碳涌入大氣圈；此外大量耕地被占用、森林的過(guò)度砍伐等都會(huì)導(dǎo)致植被面積減少，使植物光合作用消耗二氧化碳的總量降低。當(dāng)大量排放的二氧化碳在短期內(nèi)無(wú)法被吸收時(shí)，就造成了碳循環(huán)的嚴(yán)重失衡，導(dǎo)致大氣溫室效應(yīng)加劇，引發(fā)全球氣候變化。
修復(fù)大氣中二氧化碳含量的平衡必定要“降碳”——促使全球、國(guó)家、城市、企業(yè)等主體的碳排放由升轉(zhuǎn)降。在此過(guò)程中，碳排放的最高點(diǎn)即碳峰值被稱為碳達(dá)峰；達(dá)峰之后，人為碳排放與通過(guò)植樹(shù)造林、碳捕集與封存技術(shù)等人為碳吸收達(dá)到平衡，即為碳中和。
2020年9月，我國(guó)在聯(lián)合國(guó)大會(huì)上承諾：中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。這一承諾體現(xiàn)了我國(guó)的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，也是我國(guó)實(shí)現(xiàn)綠色可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求。
實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的思路
碳中和最核心的科學(xué)問(wèn)題是物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)換。我們把碳循環(huán)過(guò)程中向大氣中釋放二氧化碳的現(xiàn)象簡(jiǎn)稱“碳排放”，把大氣中相對(duì)于“收支平衡”的碳循環(huán)而言，二氧化碳過(guò)量的現(xiàn)象簡(jiǎn)稱“碳超標(biāo)”。結(jié)合所學(xué)，你認(rèn)為實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)的基本思路是什么? 請(qǐng)嘗試完成以下任務(wù)： 1.找出從源頭上減少“碳排放”的可行性路徑。 2.研究制定解決“碳超標(biāo)”問(wèn)題的方案。
實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，一方面要從源頭上減少化石燃料的利用，控制二氧化碳的產(chǎn)生，從而減少二氧化碳的排放，比如開(kāi)發(fā)能替代化石燃料的綠色能源等。另一方面，對(duì)于不得不排放的二氧化碳就要加大力度促進(jìn)二氧化碳的吸收和轉(zhuǎn)化。比如通過(guò)植樹(shù)造林提高植物的光合作用，通過(guò)人工方法對(duì)二氧化碳進(jìn)行捕集、利用與封存(包括海洋封存、陸地封存、礦石碳化、地質(zhì)利用、化工利用、生物利用等)?？傊?，依據(jù)二氧化碳的性質(zhì)可以尋求降低大氣中二氧化碳含量的方法，重塑碳循環(huán)的健康模式。
為滿足人民日益增長(zhǎng)的美好生活需要，我國(guó)面臨著發(fā)展經(jīng)濟(jì)、改善民生、治理污染、保護(hù)生態(tài)等一系列艱巨任務(wù)。實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)，時(shí)間緊、任務(wù)重，必將是“一場(chǎng)硬仗”，需要大家共同努力!
基于碳中和理念設(shè)計(jì)低碳行動(dòng)方案
1.深化對(duì)碳循環(huán)、碳中和相關(guān)內(nèi)容的理解；2.體驗(yàn)設(shè)計(jì)個(gè)人低碳行動(dòng)方案的思路與方法；3.樹(shù)立人類命運(yùn)共同體的意識(shí)，強(qiáng)化社會(huì)責(zé)任。
努力實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)不僅是我國(guó)的責(zé)任擔(dān)當(dāng)，也是每個(gè)公民應(yīng)承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。2022年，我國(guó)居民消費(fèi)產(chǎn)生的碳排放量約占全國(guó)總量的一半。從個(gè)人層面踐行綠色低碳生活方式，對(duì)實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)具有重要意義。如何降低日常生活中的碳排放量？本次活動(dòng)你將基于碳中和理念設(shè)計(jì)你個(gè)人的低碳行動(dòng)方案。
基于碳中和理念設(shè)計(jì)低碳行動(dòng)方案的基本思路是什么? 日常生活中個(gè)人碳排放的主要來(lái)源有哪些? 碳排放量是多少?
活動(dòng)1：估算個(gè)人碳排量
不同于工業(yè)生產(chǎn)在能源消耗過(guò)程中造成的直接碳排放，個(gè)人的碳排放主要是衣食住行過(guò)程中由消費(fèi)造成的間接碳排放。
1.我們可以用一個(gè)人在一年內(nèi)，因衣食住行等活動(dòng)所消耗的能源，最終轉(zhuǎn)化為排放到大氣中二氧化碳的量，來(lái)衡量人類個(gè)體活動(dòng)對(duì)于氣候變化的影響。請(qǐng)查閱相關(guān)資料，估算自己在衣食住行方面一年所排放的二氧化碳的量。
2.通過(guò)種植樹(shù)木，擴(kuò)大森林面積，利用植物的光合作用來(lái)吸收二氧化碳是實(shí)現(xiàn)碳中和的有效途徑。假如種植一棵樹(shù)平均每年最多可以固碳18kg，請(qǐng)估算一下，你在衣食住行方面一年所排放的二氧化碳的量，需要種植多少棵樹(shù)才能達(dá)到碳中和。
活動(dòng)2：設(shè)計(jì)低碳行動(dòng)方案
綠色低碳不應(yīng)只是一個(gè)口號(hào)，而應(yīng)成為每個(gè)人的生活方式。根據(jù)上表中你的衣食住行的碳排放量，提出生活中有利于減少碳排放的低碳行為，設(shè)計(jì)你個(gè)人的低碳行動(dòng)方案。
1.與同學(xué)交流各自的低碳行動(dòng)方案，尋找方案中具有推廣價(jià)值的做法，一起繪制一份低碳行動(dòng)宣傳海報(bào)。 2.結(jié)合本單元碳達(dá)峰與碳中和的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)一步查閱資料，了解國(guó)家和國(guó)際層面為實(shí)現(xiàn)碳中和所采取的措施。 3.持續(xù)記錄你踐行低碳行動(dòng)的效果，反思并調(diào)整你的行動(dòng)方案，形成低碳生活的習(xí)慣。