资源简介

(共30张PPT)
碳和碳的氧化物
主题情境-碳中和
策划思路简介
一、设计理念
为提高中考复习阶段的效率，帮助学生建立完整的单元知识体系，使零散的知识系统化。依据《义务教育化学课程标准(2022年版)》提出的大概念教学设计出本课件。
基于大概念的建构，整体设计单元复习，并以真实情境为主线串讲知识点，激发学生兴趣，帮助学生构建完整的单元知识体系，促进学生对知识的深化理解与应用
二、适用时间
总复习阶段一轮复习时使用
单元知识结构图
世界是物质的，物质是变化的
(物质观 变化观)
物质制备视角
(转化观)
物质组成视角
(分类观)
物质类别视角
(性质观)
物质使用视角
(化学价值观)
含相同元素的物质间可以相互转化
根据物质的组成可以将其分为纯净物和混合物
物质性质决定物质的用途及其可发生的化学反应
物质的利用具有两面性，要合理利用
二氧化碳的制备原理及方法；物质之间可以相互转化
碳和碳的氧化物广泛应用的利与弊；树立低碳理念
木炭、活性炭、焦炭
金刚石、石墨、C60
碳单质、一氧化碳、二氧化碳的性质和用途
学科大概念
次级大概念
基本概念
基础知识
主题情境
碳中和
认识碳中和
减少碳排放
增加碳吸收
情境线
问题线
什么是碳中和？为什么要实现碳中和？如何实现碳中和？
二氧化碳的排放途径有哪些？哪些物质可以转化为二氧化碳？减少二氧化碳的措施有哪些？
知识线
碳和碳的氧化物的物理性质及用途；二氧化碳对生活和环境的影响
二氧化碳可以转化为哪些物质？如何增加碳吸收？实验室如何模拟碳吸收？
碳和碳的氧化物的化学性质；二氧化碳的实验室制取；碳元素化合物的转化关系模型
目 录
情境导入
2
情境串知识
3
构建知识体系
4
学习目标
1
1. 了解碳中和、碳达峰的概念，知道碳排放主要来自含碳物质，掌握碳和碳的氧化物的物理性质和用途
2. 通过自然界中的碳循环，知道二氧化碳在自然界中的转化，从碳中和的概念出发寻找碳排放、碳吸收的途径，并建立碳元素化合物之间的关系，构建碳元素化合物物质转化模型
3. 通过实验室模拟碳吸收二氧化碳掌握二氧化碳的实验室制法
学习目标
针对我国碳排放的现状，中国提出“双碳”战略，力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。
情境导入
认识碳中和
什么是碳达峰、碳中和呢？
情境串知识
“碳中和、碳达峰”中的“碳”指的是什么？
二氧化碳(CO2)
碳中和
碳达峰
金刚石、石墨、C60、
一氧化碳、二氧化碳
活性炭、木炭
这些含碳物质具有哪些物理性质和用途？
金刚石结构
石墨结构
C60结构
金刚石和石墨由碳原子构成，C60由C60分子构成
碳排放主要来自含碳物质，请同学们回忆学过的含碳物质有哪些？
含碳物质 物理性质 用途
金刚石
石墨
C60 活性炭、木炭
一氧化碳
二氧化碳
无色透明，天然存在最硬的物质 裁玻璃、切割大理石等
灰黑色质软，有滑腻感，有良好导电性 制铅笔芯、电极、电刷等
应用于超导、催化、能源及医学等领域 有疏松多孔的结构，有吸附性 吸附色素和异味等
无色无味，密度比空气略小， 难溶于水 作燃料、冶炼金属
无色无味，密度比空气大， 能溶于水 灭火、气体肥料、干冰人工增雨、光合作用原料等
碳单质物理性质差异大的原因：碳原子的排列方式不同
二氧化碳含量过高会加剧温室效应
为什么要实现碳中和呢？
温室效应加剧会对环境和人体健康造成什么影响？
两极冰川融化
海平面升高
使土地沙漠化
造成农业减产
影响自然生态
改变生物多样性
极端天气增加
对环境的影响
对人体健康的影响
CO2本身没有毒性，但不能供给呼吸，在人群密集的地方应注意通风换气!
空气中二氧化碳的体积分数/% 对人体健康的影响
3 使人呼吸急促
10 使人丧失知觉、呼吸停止、以致死亡
物质一般都具有两面性，二氧化碳的过度排放虽然会加剧温室效应，但二氧化碳也是一种重要的资源。
以二氧化碳和氢气为原料，成功合成淀粉
二氧化碳加氢转化制液体燃料(如汽油)和化学品
从碳中和的定义出发，如何实现碳中和呢？
碳中和
减少碳排放
↓
增加碳吸收
↑
减少碳排放
根据碳循环示意图和生活实际，分析碳排放途径都有哪些
碳循环示意图(部分)
化石燃料的燃烧；
动植物呼吸作用；
工业废气排放；
交通工具尾气排放等
根据碳排放途径，试回顾一下哪些物质可以转化成二氧化碳？
1. 可燃性
2. 碳酸盐相关反应
3. 碳酸易分解
H2CO3 ==== H2O + CO2↑
(工业上制取二氧化碳)
(实验室制
取二氧化碳)
C + O2 CO2
2CO + O2 2CO2
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
CaCO3 + 2HCl ==== CaCl2 + CO2↑ + H2O
CaCO3 CaO + CO2↑
4. CO、C能与某些 氧化物反应
3CO + Fe2O3 2Fe + 3CO2
3C + 2Fe2O3 4Fe + 3CO2↑
C + 2CuO 2Cu + CO2↑
CO + CuO Cu + CO2
5. 动植物的呼吸
作用
C6H12O6 + 6O2 6CO2 + 6H2O
下列物质中均含有碳元素，化学反应前后元素的种类不变
为什么下列物质均能产生二氧化碳呢？
化石燃料的燃烧；工业冶金等排放
动植物
呼吸
火山喷发等
海水释放
CO2
CaCO3等碳酸盐
H2CO3
C6H12O6
C
CO
点燃、
高温
点燃、高温
点燃
加酸、
高温
分解
CH4
上述产生二氧化碳的过程对应生活中的哪些碳排放的途径？
根据上述碳排放的途径，列出几条可以减少碳排放的措施
1. 减少化石能源的使用，大力发展太阳能等清洁能源
2. 利用氢能等清洁能源作为还原剂进行工业生产
3. 改革工业技术，提高能源利用效率
4. 树立节约意识，减少能源浪费
5. 低碳出行，使用公共交通
.......
增加碳吸收
二氧化碳可以转化为哪些物质呢？
CO2 + H2O ==== H2CO3
CO2 + Ca(OH)2 ==== CaCO3↓ + H2O
CO2 + 2NaOH ==== Na2CO3 + H2O
C + CO2 2CO
高温
4. 植物光合作用
1. 与水反应
2. 与碱溶液反应
3. 与碳反应
6CO2 + 6H2O C6H12O6 + 6O2
CO2
CaCO3等碳酸盐
H2CO3
C6H12O6
C
CO
点燃、
高温
点燃、高温
点燃
加酸、
高温
分解
呼吸作用
CH4
H2O
碱液
光合作用
C、高温
归纳总结：碳元素化合物的转化关系
点燃
从下列反应出发，如何增加碳吸收？
1. 植树造林
2. 海水吸收
3. 碱液吸收
4. 和碳在高温下转化为一氧化碳
使海水pH降低，危害生态
能耗过大，且CO有毒(极易与血液中的血红蛋白结合，使其失去携氧能力)
在实际工业中需结合成本、环境等因素选择合适碳吸收的方式
CO2
CaCO3等碳酸盐
H2CO3
C6H12O6
C
CO
点燃、
高温
点燃、还原
点燃
酸、
高温
分解
呼吸作用
CH4
点燃
光合作用
碱液
C、高温
水
国家新技术：碳捕集利用与封存技术(CCUS)
将排放源产生的二氧化碳捕获、压缩后，作为工业原料利用，或输送到选定地点长期封存。从而减少二氧化碳排放到大气中。
如何在实验室模拟碳吸收呢？
→需要先制备出二氧化碳
：固液常温型
：向上排空气法
发生装置
收集装置
CaCO3 + 2HCl ==== CaCl2 + CO2↑ + H2O
制取气体的化学反应原理
制取气体的实验装置
检验和验满
二氧化碳的实验室制取
实验室模拟碳吸收
澄清石灰水变浑浊
将产生的二氧化碳通入澄清石灰水中
实验操作 实验现象
方案一
方案二
方案三
将产生的二氧化碳通入到氢氧化钠溶液中
无明显现象
你有什么方法判断二氧化碳与氢氧化钠、水发生了反应？
将产生的二氧化碳通入到水中
无明显现象
序号 实验操作 实验现象
方案二
方案三
将产生的二氧化碳通入到氢氧化钠溶液中
无明显现象
将产生的二氧化碳通入到水中
无明显现象
，向反应后的溶液中加入几滴氯化钡溶液或氢氧化钡溶液
，向反应后的溶液中加入几滴紫色石蕊溶液
有白色沉淀产生
紫色石蕊溶液变红
你有什么方法判断二氧化碳与氢氧化钠、水发生了反应？
如何对比三个方案的吸收效率呢？
将等体积的水、氢氧化钠溶液、氢氧化钙溶液分别倒入充满二氧化碳的相同软塑料瓶中，振荡。
加入氢氧化钠溶液的塑料瓶最瘪，氢氧化钙次之，水吸收最少。
吸收效率：氢氧化钠＞氢氧化钙＞水
实验步骤
实验现象
实验结论
碳中和对于全球气候治理和构建人类命运共同体发挥着关键作用，需要我们共同参与并承担起相应的责任，从自身做起，低碳生活，为实现这一双碳目标而努力！
碳和碳的氧化物
碳单质
一氧
化碳
物理性质：无色无味、难溶于水
化学性质与用途：①可燃性→作燃料
②与某些氧化物反应→冶炼金属
③具有毒性
化学性质和用途
①常温下不活泼
②与某些氧化物反应→冶炼金属
③可燃性→作燃料
碳单质
二氧
化碳
化学性质:与水、与碱溶液、与碳单质反应
用途：灭火、作气体肥料、干冰人工增雨等
制取：工业制取、实验室制取
物理性质：无色无味、能溶于水、
密度比空气大
对生活和环境的影响：碳循环、温室效应加 剧等
低碳生活与可持续发展
金刚石
石墨
C60
活性炭
木炭
构建知识体系

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