跨學(xué)科實(shí)踐活動05基于碳中和理念設(shè)計(jì)低碳行動方案

命題探究

本實(shí)踐活動與“碳及其化合物的性質(zhì)與用途”知識內(nèi)容緊密相連，主要包含以下4個(gè)活動任務(wù)：任務(wù)

-了解相關(guān)概念，聚焦核心物質(zhì)；任務(wù)二測定不同環(huán)境中二氧化碳的含量；任務(wù)三梳理自然界中的

碳循環(huán)；任務(wù)四設(shè)計(jì)低碳行動方案。中考的命題也是圍繞這幾個(gè)活動任務(wù)為命題情境，以化學(xué)學(xué)科知

識如二氧化碳的性質(zhì)和用途，二氧化碳對環(huán)境的影響，低碳行動和可持續(xù)發(fā)展等為命題落腳點(diǎn)。在選擇

題和填空題、探究題中均有所涉及。

專項(xiàng)特訓(xùn)

1.（2024?吉林長春?一模）某小組在完成“基于碳中和理念設(shè)計(jì)低碳行動方案”的跨學(xué)科實(shí)踐活動后，收

獲煩多。下列說法正確的是

A."碳中和"中的碳，是指碳元素

B."碳中和”的實(shí)現(xiàn)有助于緩解溫室效應(yīng)，說明二氧化碳是空氣污染物

C.開發(fā)氫能有利于實(shí)現(xiàn)碳中和、碳達(dá)峰

D.煤、石油、乙醇為三大化石燃料

2.（2022?四川成都?中考真題）成都以"碳達(dá)峰、碳中和"為目標(biāo)，引領(lǐng)城市綠色低碳發(fā)展。下列做法利

于實(shí)現(xiàn)此目標(biāo)的是

A.石油煉制B.太陽能發(fā)電C.燃煤脫硫D.酒精作燃料

3.（2021?湖北十堰?中考真題）2020年國家"十四五"規(guī)劃中提出逐步實(shí)現(xiàn)"碳達(dá)峰"、"碳中和〃，實(shí)施“低

碳生活、高質(zhì)量發(fā)展”，下列做法符合這一主題的是

A.節(jié)假日燃放煙花爆竹增加節(jié)日氣氛

B.大力開發(fā)太陽能、風(fēng)能、核能、氫能等新能源

C.燃燒衣作物秸稈以增加土地肥效

D.為滿足社會用電需求，大力發(fā)展燃煤火力發(fā)電

4.（2022?山東濱州?中考真題）我國宣布力爭2030年前二氧化碳排放達(dá)到峰值，2060年前實(shí)現(xiàn)"碳中和"。

與此"低碳”理念不相符的是

A.大力發(fā)展火力發(fā)電，滿足用電需求B.全民參與植樹造林，禁止亂砍濫伐

C.限制燃放煙花爆竹，文明慶賀節(jié)日D.減少使用化石燃料，提倡綠色出行

5.（2024-渝北區(qū)自主招生）下列有關(guān)碳達(dá)峰、碳中和的說法中，不正確的是（）

A.2030年我國實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)后，二氧化碳排放量會平穩(wěn)下降

B.踐行低碳行動，有助于實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰目標(biāo)

C.二氧化碳捕集和封存技術(shù)是實(shí)現(xiàn)碳中和的有效手段

D.植樹造林有助于減少二氧化碳排放

6.(2024春?萊西市期末)下列有關(guān)“碳達(dá)峰”和“碳中和”的說法，不正確的是()

A.踐行低碳行動，有助于實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)

B.植樹造林有助于減少二氧化碳的排放

C.二氧化碳的捕集和封存技術(shù)是實(shí)現(xiàn)“碳中和”的有效手段

D.開發(fā)新能源，有助于實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”和“碳中和”目標(biāo)

7.(2024秋?涼州區(qū)期末)2024年4月29日，2024碳達(dá)峰碳中和綠色發(fā)展論壇在北京舉行。論壇以“落

實(shí)雙碳行動，建設(shè)美麗中國”為主題，政府主管部門代表、企業(yè)負(fù)責(zé)人、專家學(xué)者等與會嘉賓深入交流，

共話推進(jìn)美麗中國建設(shè)，共謀加快綠色低碳發(fā)展。下列行為符合低碳理念的是()

A.焚燒垃圾B.燃煤取暖C.高爐煉鐵D.步行上學(xué)

8.興趣小組基于碳中和理念設(shè)計(jì)低碳行動方案。

生

物

圈GHiQC02石Ca(HCO3)2

圈

CaCOj

(1)說碳：低碳行動中的“碳”指的是O

(2)尋碳：小組同學(xué)通過查閱資料，歸納出如圖自然環(huán)境中的碳循環(huán)圖。

①生物圈中，二氧化碳通過作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖(C6H12O6)和氧氣。

②巖石圈中，石灰?guī)r(主要成分是碳酸鈣)在二氧化碳和水作用下經(jīng)化合反應(yīng)轉(zhuǎn)化為碳酸氫鈣

[Ca(HCOs)2],反應(yīng)的化學(xué)方程式是o

(3)控碳：科學(xué)家預(yù)測，到2050年主要控碳途徑對全球碳中和的貢獻(xiàn)率如下表：

途徑碳替代碳減排碳封存碳循環(huán)

貢獻(xiàn)率47%|21%15%17%

由表中數(shù)據(jù)可知，貢獻(xiàn)率最大的途徑是。

9.環(huán)境保護(hù)，人人有責(zé)，請根據(jù)所學(xué)知識回答問題：

(1)碳達(dá)峰、碳中和中的“碳”是指。

(2)由于大量化石能源[煤、石油、天然氣(主要成分是CH4)]的使用，破壞了自然界碳循環(huán)的平衡,

下列反應(yīng)不會加劇“溫室效應(yīng)”的是(填字母)。

A.煤+氧氣―一氧化碳+水

點(diǎn)沖

B.CH4+2O2—CO2+2H2O

點(diǎn)燃

C.2H2+O2—2H20

占燃

D.石油+氧氣"二"二氧化碳+水

（3）下列基于碳中和理念設(shè)計(jì)的低碳行動方案中，合理的是（填序號）。

①衣一一盡可能選擇華美、艷麗的面料，不用考慮其他

②食一一提倡光盤行動，減少食物垃圾的產(chǎn)生和處理等

③住一一及時(shí)關(guān)閉待機(jī)電源，使用節(jié)能家電等

④行一一選擇乘坐公共交通工具，短途出行盡量步行或騎自行車等

（4）“碳捕捉和碳封存”技術(shù)是實(shí)現(xiàn)碳中和的重要途徑。重慶合川實(shí)驗(yàn)基地通過如圖所示技術(shù)將CO?壓

入地下實(shí)現(xiàn)CO?的封存。這里的CO?捕集是一個(gè)（填“物理”或“化學(xué)”）變化過程。

（5）生物固碳：綠色植物可以通過光合作用吸收二氧化碳，該過程中將轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。

（6）根據(jù)二氧化碳的性質(zhì)，寫出一個(gè)吸收二氧化碳的化學(xué)方程式：=

I二氧化碳

|壓入地下

10.（2023?遼寧沈陽?中考真題）黨的二十大報(bào)告強(qiáng)調(diào)“積極穩(wěn)妥推進(jìn)碳達(dá)峰碳中和"。小組同學(xué)圍繞實(shí)

現(xiàn)碳中和開展了研究學(xué)習(xí)活動。

主題一：尋找"碳"之源

金剛石、石墨糧食、肉、蛋…

.

一氧化碳、二氧化碳之棉、麻、毛……

碳酸源塑料、合成纖維

碳酸鈉、碳酸鈣煤、石油、天然氣

⑴以上物質(zhì)組成中都含有碳元素，其中塑料、合成纖維屬于（填"無機(jī)材料"或"合成材料"）。

主題二：認(rèn)識CO?的性質(zhì)

⑵下圖是小組同學(xué)繪制的CO?性質(zhì)思維導(dǎo)圖的一部分，請補(bǔ)全相關(guān)內(nèi)容。

解釋:正帶雨水略顯酸性的原因是

①能與水反應(yīng)

（用化學(xué)方程式表示）。

②

一實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象:燃燒的蠟燭由下至上依次熄滅。

③能與堿溶液反應(yīng)

-實(shí)驗(yàn)分析:從燃燒條件角度分析，蠟燭熄滅

的原因是O

④能與碳反應(yīng)1-問題分析:有的小組在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)兩支蠟燭

都沒熄滅的現(xiàn)象,可能的原因是

①解釋：;②：;實(shí)驗(yàn)分析：;問題分析：。

【實(shí)踐活動】自制汽水

老師提供了自制汽水的標(biāo)準(zhǔn)配方：小蘇打1.5g,檸檬酸1.5g,白糖10g,涼開水400mL。為改善口感，小組

同學(xué)對標(biāo)準(zhǔn)配方進(jìn)行了如下調(diào)整：

水果糖類/g維生素c/mg

柑桔1080

蘋果104

用500mL塑料瓶配制

⑶將涼開水換成水果汁。每100g水果中部分營養(yǎng)成分含量如右表，若想補(bǔ)充更多的維生素C,榨汁時(shí)應(yīng)選

擇的水果是o

⑷增加小蘇打、檸檬酸的用量，使汽水中的CO?更多，但可能會引發(fā)的問題是o

A.汽水甜度過大B.制作過程中，造成液體噴出C.打開瓶蓋時(shí)，瓶蓋彈出傷人

主題三：邁向碳中和

【查閱資料】工業(yè)上高爐煉鐵副產(chǎn)品有爐渣、爐塵和煤氣，煤氣中CO含量可達(dá)30%

【設(shè)計(jì)方案】為了減少工業(yè)煉鐵中CO、CO?的排放，小組同學(xué)基于碳中和理念設(shè)計(jì)了一個(gè)低碳行動方案，

方案流程示意圖如下：

(5)石灰漿［主要成分為Ca(OH)2］吸收CO?的化學(xué)方程式:

(6)工業(yè)用含F(xiàn)e2()3480t的赤鐵礦為原料煉鐵，反應(yīng)3中最多得到Fet。

【評價(jià)交流】

⑺上述方案中的CO重新通入高爐后，起的主要作用是。

⑻該方案的優(yōu)點(diǎn)是除CO?外，還可實(shí)現(xiàn)(填物質(zhì)化學(xué)式)的部分或全部循環(huán)利用。

(9)工業(yè)煉鐵需消耗大量的焦炭，請寫出一種在生活生產(chǎn)實(shí)際中能替代含碳燃料的新能源：o

11.(2024?九臺區(qū)模擬)我國強(qiáng)調(diào)要在2030年實(shí)現(xiàn)“碳達(dá)峰”，在2060年實(shí)現(xiàn)“碳中和”?！皥A夢”

小組同學(xué)確立了以“碳中和”為主題的學(xué)習(xí)內(nèi)容，力求構(gòu)建碳中和理念，努力踐行低碳行動。請你參與

完成以下任務(wù)。

中

>大￡的C

呼

光

呼

微A▲

吸

合

吸

生

作

作

作

物

用

用

用

分

解

作汽車

用

駕

收

放

引-J

-E

煤

動植物遺體和排出物石油

天然氣

圖

圖2

(1)結(jié)合圖1所示“碳中和”公益圖，“碳中和”是指二氧化碳的排放與相抵消，實(shí)現(xiàn)二氧

化碳的凈零排放。

(2)任務(wù)二：揭秘“碳循環(huán)”。圖1從圖2中可以看出，自然界中產(chǎn)生二氧化碳的途徑主要有微生物分

解作用、呼吸作用和O

(3)自然界吸收二氧化碳的途徑有、巖石吸收和水體吸收等。巖石(主要成分為碳酸鈣)

可以吸收二氧化碳生成碳酸氫鈣［Ca(HCO3)2］,請你寫出這一過程發(fā)生反應(yīng)的方程

式。

12.（2024秋?柴桑區(qū)月考）某校同學(xué)開展以“基于碳中和理念設(shè)計(jì)低碳行動方案”為主題的跨學(xué)科實(shí)踐

活動。

【尋找碳之源】

（1）“碳中和”戰(zhàn)略的實(shí)施能夠緩解的環(huán)境問題是o

（2）為探究廚房中二氧化碳的來源，用兩個(gè)相同的塑料瓶分別收集燃?xì)庠畛床饲昂笤钆_旁的氣體，組成

圖1所示裝置，放在陽光下照射，觀察到紅墨水水柱向（選填“左”或“右”）邊移動，說明

炒菜后空氣中二氧化碳含量增多。

（3）有一種“碳封存”方式是將二氧化碳壓縮液化泵入地下長期儲存，從微觀角度分析二氧化碳能被壓

縮的原因：_______________________

【化學(xué)方法吸收二氧化碳】

（4）同學(xué)們?yōu)樘骄繗溲趸c溶液能否吸收二氧化碳，設(shè)計(jì)圖2裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并測得裝置內(nèi)壓強(qiáng)隨時(shí)間

的變化關(guān)系如圖3所示。

甲乙

圖3

①裝置乙的作用是

②裝置甲中壓強(qiáng)的變化情況對應(yīng)圖3中的曲線（填數(shù)字），實(shí)驗(yàn)證明氫氧化鈉溶液能吸收二氧

化碳。

【制定低碳方案】

（5）作為一名中學(xué)生，請你提出一條切實(shí)可行的低碳行動方案：

13.（2022秋?德化縣期中）如圖是有關(guān)碳中和理念設(shè)計(jì)的低碳行動方案項(xiàng)目。根據(jù)題意回答問題:

（1）人類活動過量排放二氧化碳的途徑有（舉一例，下同）；環(huán)境問題導(dǎo)致的

后果除了a以外，還有o

（2）干冰升華吸熱，使溫度降低，可用于保存食物。該過程的能量變化是通過（選填“物理”

或“化學(xué)”）變化實(shí)現(xiàn)的。

（3）某學(xué)習(xí)小組對（2）中變化產(chǎn)生了興趣。

【提出問題】物理變化前后，物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)是否發(fā)生改變？

【作出猜想】I.物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變。

II.物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)保持不變。

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象微觀探析實(shí)驗(yàn)結(jié)論

①向澄清石灰水中加a.用化學(xué)方程式表示b.猜想n正確

入一小塊干冰，振蕩該反應(yīng)：_____

②________澄清石灰水變渾濁

【拓展延伸】探究化學(xué)變化前后，物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)是否發(fā)生改變?

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象微觀探析實(shí)驗(yàn)結(jié)論

③向收集滿氧氣的集C.d.________物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)發(fā)生

氣瓶中伸入帶火星的改變

木條，重復(fù)多次

④向③集氣瓶中倒入澄清石灰水變渾濁

澄清石灰水振蕩

【交流討論】由實(shí)驗(yàn)②④可得到的結(jié)論是o

14.（2023?黑龍江哈爾濱?中考真題）作為實(shí)用的、富于創(chuàng)造性的中心學(xué)科，化學(xué)在醫(yī)藥、材料、環(huán)境、

信息等許多領(lǐng)域都發(fā)揮著非常重要的作用，請回答下列問題：

(2)"神舟"系列飛船航天員的航天服使用了多種

(1)醫(yī)療上用75%的酒精溶液

合成纖維，合成纖維屬于_______(填"合成"或"復(fù)

做消毒劑，酒精的化學(xué)式

合")材料。

為_______。

(4)單晶硅為信息技術(shù)領(lǐng)域提供了基礎(chǔ)材料。制取

(3)為實(shí)現(xiàn)未來"碳中和"的目

標(biāo)，我們中學(xué)生都應(yīng)傳播"低率粗硅可用如下反應(yīng)：2C+SiO2—Si+2COt,

碳”理念，所謂"低碳”就是較

其中利用了碳的_______(填"氧化"或"還原")性。

低的_______排放。

(5)①我國"蛟龍"號載人潛水器關(guān)鍵部件一一供人活動的耐壓球殼體是用鈦合金制造的。鈦合金的優(yōu)良性能

有(填字母)等。

A.強(qiáng)度高、抗腐蝕性能好B.硬度小、密度小

_A

②我國鈦等儲量居世界前列。工業(yè)制鈦流程中的一步反應(yīng)是：H2TiO3=X+H2O,則X的化學(xué)式為,

在H'TiOs中鈦元素的化合價(jià)為o

15.(2023?龍崗區(qū)模擬)我國力爭在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。為踐行碳中和理念，某中學(xué)開展“我為低碳

做貢獻(xiàn)”的實(shí)踐活動。

任務(wù)一：了解自然界中co?循環(huán)

綠色植物的光合作用

(1)從如圖可見，導(dǎo)致大氣中C02含量急劇增多的主要過程是

任務(wù)二：探究吸收coa的途徑

【作出假設(shè)】小航同學(xué)：自然界有大量海水，能充分吸收大氣中過多的co?

小娟同學(xué)：可用石灰水吸收大氣中過多的CO"

小博同學(xué)：可用NaOH溶液吸收大氣中過多的C02o

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】如圖所示，向充滿co2的塑料瓶中分別加入等量的液體，迅速擰緊瓶蓋振蕩。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象記

錄如下。

一co?

實(shí)驗(yàn)組別實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

①加入海水瓶子變癟

②加入飽和石灰水___

③加入飽和NaOH溶液瓶子變癟，形變最大

【分析評價(jià)】

(2)實(shí)驗(yàn)①發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為；

(3)實(shí)驗(yàn)②的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為；

(4)請?jiān)u估小航同學(xué)的觀點(diǎn)所存在的問題或風(fēng)險(xiǎn)，并闡述理由：o

任務(wù)三：尋找利用C02的新途徑

【搜集資料】我國李燦院士主導(dǎo)研發(fā)的全球首套千噸級液態(tài)太陽燃料合成示范項(xiàng)目在蘭州成功運(yùn)行。核

心原理是將CO2與壓在一定條件下轉(zhuǎn)化為綠色燃料甲醇CH3OH)和H20?

(5)寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式o

任務(wù)四：制定低碳行動方案

(6)寫出日常生活中符合“低碳”理念的做法：(寫出一種即可)。

16.(2023*泰山區(qū)校級三模)我國力爭在2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。為踐行碳中和理念，某實(shí)驗(yàn)中學(xué)開展了

“我為低碳做貢獻(xiàn)”的社會實(shí)踐活動。某化學(xué)興趣小組同學(xué)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究吸收二氧化碳的反應(yīng)：

探究一：從反應(yīng)物角度探究氫氧化鈉與二氧化碳是否發(fā)生反應(yīng)

【查閱資料】①氫氧化鈉與氫氧化鈣的化學(xué)性質(zhì)相似；②碳酸鈉與碳酸鈣的化學(xué)性質(zhì)相似；

壓強(qiáng)/kPa

振

蕩

200400

E

(1)小鵬同學(xué)按如圖ABC進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，觀察到軟塑料瓶變癟，認(rèn)為NaOH與C02發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，反應(yīng)的

化學(xué)方程式O

（2）小爽同學(xué)認(rèn)為此現(xiàn)象不足以證明氫氧化鈉與二氧化碳發(fā)生了反應(yīng)，她的理由

是。

（3）小靜同學(xué)進(jìn)一步思考后，設(shè)計(jì)了圖D的改進(jìn)裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：用注射器分別向燒瓶（己收集滿CO?氣

體）中加入等體積的,通過傳感器測得瓶中氣壓變化的曲線（如圖E示）。

①剛開始壓強(qiáng)增大的原因是o

②800s時(shí)，曲線a表示的溶液顯（填“酸”或“堿”）性。

③通過對比曲線a和曲線b（填“不能”或“能"）證明NaOH與C0,發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，理由

是O

探究二：從生成物的角度探究氫氧化鈉與二氧化碳的反應(yīng)：

【查閱資料】I.NaOH與C02分兩步反應(yīng):2NaOH+CO2=Na2cO3+H2ONa2c（VCOz+HzO-ZNaHCOs

II.NaOH與NaHCOs反應(yīng)方程式為：NaOH+NaHCO3—Na2C03+H20

m.物質(zhì)的溶解性：

W.溶液的酸堿性：BaClz溶液呈中性

corHCO50H-

Ba+不溶溶溶

【提出猜想】劉延根據(jù)資料中的I、II對其成分提出了5種合理猜想，請將猜想補(bǔ)充完整。

猜想1：只有NaOH

猜想2：NaOH和Na2c

猜想3：只有Na2c

猜想4：_____________________

猜想5：只有NaHCOs

【實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證】

步驟操作現(xiàn)象結(jié)論

步驟1取該NaOH溶液，加入過量BaCL溶液產(chǎn)生白色沉證明猜想__________不成立（填數(shù)字）

淀

步驟2