证明二氧化碳是温室气体的实验

二氧化碳与温室效应关系的受控对比实验作者：明浩宏等文章来源：广州市中学生“我与化学”活动论文选编(二)明浩宏温伟锋温新燕高婉文高兴高梓鸿李东山一、前言有一天晚上，我在转台收看电视节目时，无意中看到一篇报道：“科学家预测：如果地球表面温度的升高按现在的速度继续发展，到2050年全球温度将上升2~4摄氏度，南北极地冰山将大幅度融化，导致海平面大大上升，一些岛屿国家和沿海城市将淹于水中，其中包括几个著名的国际大城市：纽约，上海，东京和悉尼……”这引起了我的思考，为什么全球会变暖？温度的升高与什么因素有关呢？人们经常提到的“温室效应”是怎么回事？我们能做些什么？于是，我便组织了几位同学成立化学兴趣小组，通过设计受控对比实验对导致气体温度升高的因素进行探究。

二、实验目的通过设计简易的受控实验证明，二氧化碳会产生温室效应，以此加深对二氧化碳的了解，加深对二氧化碳引起的环境问题的了解。

三、实验方法（一）实验原理大气中的二氧化碳等气体具有与玻璃相似的作用，让阳光到达地球，阻碍热量从地球表面散出去，从而维持了地球表面的气温，这种效应，就如同温室的作用一样，因此被称作为“温室效应”。

（二）实验变量1.自变量：空气中的CO2的含量。

2.因变量：气体的温度。

（三）实验仪器、药品方法一矿泉水瓶2个、带温度计的胶塞两个、二氧化碳制备装置一套、热水。

方法二1个100瓦的灯泡、温度计、锥形瓶（带双头胶塞、针筒、黑色纸片）及制取CO2的实验用品和装置。

（四）实验时间4周。

（五）实验步骤方法一1.用矿泉水瓶收集一瓶二氧化碳，一瓶空气；2.用热水使两支温度计升温至相同的温度；3.把带这两支温度计的胶塞塞紧两个矿泉水瓶；4.观察温度计温度变化情况。

方法二1.用注射器向瓶内充气，使瓶内CO2的含量分别为10%、20%、30%……直到100%；2.用带温度计的胶塞塞紧玻璃瓶；3.把玻璃瓶放到100W的电灯下照射；在瓶后放一片黑色纸，每隔1分钟记录一次（初温要相同），共记5分钟内的读数。

验证二氧化碳是温室气体的实验我们在日常的生活中常听说二氧化碳是全球气候变暖的罪魁祸首，它是温室气体，会引起温室效应。

但是二氧化碳真的具有我们听说的保温作用吗？因此我们决定做实验来验证二氧化碳是温室气体实验目的：通过实验验证二氧化碳是温室气体，加深对二氧化碳的了解，明白二氧化碳对环境的影响。

实验方法：实验变量：自变量：空气中的CO2的含量因变量：瓶内气体的温度实验仪器：两个大小一致的玻璃瓶、一个100W电灯泡、两个温度计实验步骤：1.用玻璃瓶收集一瓶空气，一瓶富含CO2的空气。

2．分别插入温度计到两个玻璃瓶中，盖紧瓶盖。

3.待两个瓶子中的初温相同时，在距离约8cm处打开100W的电灯照射。

4.每隔5分钟记录一次温度，记录在表格内。

5.再次收集气体，如此多次重复实验。

实验结果统计：初温含CO222222215min252624410min292927815min323331120min3434345实验结果分析：从以上的实验数据可以看出富含CO2的空气的比普通空气在相同的条件下照射升温得更快，这说明了CO2的保温性质，得出CO2是温室气体。

这个实验是较为粗略的实验，但是也能从中反映CO2的保温功能。

33132329302272822422空气222222124325731033433222实验研究结论：CO2作为一种温室气体，对于温室效应的影响极其之大，从本次的实验中我们不难地了解到CO2的保温作用。

虽然现实中大气的CO2含量并没有实验中的含量那么多，但是全球的CO2含量在攀升，对于数以亿万年来的大气中各种气体稳定的含量来说，这已经破坏了内在机制的平衡和调节。

所以我们应该从生活中关注气候变化，做低碳公民。

温室效应的实验探究相信对于温室效应的实验探究，广大化学教师来都耳熟能详了，这个探究实验的面世在我的记忆中至少已经有9年多了，2000年4月在绵阳举行的四川省实验成果交流会上，一位职业中学的老师就展示了这个实验研究，她的设计是：在2个空的矿泉水瓶中，一个装满二氧化碳，另一个装满空气，在2个瓶中各插入一只温度计，再用白炽灯泡等距离照射2个矿泉水瓶，一段时间后，观察到装二氧化碳的瓶中的温度计上升的温度比装空气的矿泉水瓶中的高，试图以此来证明二氧化碳的温室效应。

该次会议没有给这个实验评奖，笔者曾就此实验探究的设计谈过自己的看法：这个实验只能说明二氧化碳吸收热量的能力比空气强，因为温室效应的大气层下面有动物和植物构成的生命循环，即生物链，此实验条件没有，真实的温室效应条件下二氧化碳只是微量增加，而此实验矿泉水瓶中全部是二氧化碳气体，主持这次会议的四川省教科所副所长李远良和省教科所中学室汪永琪主任也赞同此看法。

没有想到的是时至今日，这个实验流传越来越广，从核心期刊到一般期刊、从中学老师到大学老师(甚至有的是国内知名度较高的专家)、从课外练习到统考、从初中到高中都在刊载和引用这个实验(或者原型是这个实验)，大有众口铄金之势。

当今由于高中化学教学中实行一纲多本，自主命题的省份越来越多，每年的高考题针对使用不同教材版本的模式也越来越多。

为了防止以后演变成高考题闹成笑话，为此笔者认为大有必要在这里重新认识一下这个实验的原理和装置，借以正本清源，不然的话，也完全有可能演变成“水变油”一样的伪科学而误导学生了。

(绝非危言耸听，据笔者不完全统计，至少有9种刊物刊载过这个实验)对于温室效应的叙述在化学教材中原见于初中化学教材：“近几十年来，由于人类消耗的能源急剧增加，森林遭到破坏，大气中的二氧化碳的含量不断上升。

大气中的二氧化碳气体能像温室的玻璃或塑料薄膜那样，使地面吸收的太阳光的热量不易散失，从而使全球变暖，这种现象叫“温室效应”。

二氧化碳吸收实验报告二氧化碳吸收实验报告引言：二氧化碳是一种重要的温室气体，它的排放是导致全球气候变暖的主要原因之一。

为了减少二氧化碳的排放，许多科学家和研究人员致力于寻找有效的二氧化碳吸收方法。

本实验旨在探究不同材料对二氧化碳吸收的效果，并评估其吸收能力及可行性。

实验过程：1. 实验材料准备：我们选择了三种常见的材料作为实验样本：活性炭、氧化铁和纳米孔材料。

这些材料都具有一定的吸附能力，有望在二氧化碳吸收中发挥作用。

2. 实验装置搭建：我们使用了一套自制的实验装置，包括一个二氧化碳气源、一个装有样本的吸附罐和一个二氧化碳浓度测量仪。

吸附罐中的样本与二氧化碳气体接触，通过测量浓度变化来评估吸附效果。

3. 实验操作：首先，我们将吸附罐中的样本与二氧化碳气体充分接触，使其吸附二氧化碳。

然后，使用浓度测量仪测量吸附后的二氧化碳浓度，并记录下来。

重复以上步骤，以获得准确的数据。

实验结果：通过多次实验，我们得到了以下结果：1. 活性炭吸附效果较好：活性炭是一种多孔材料，具有较大的比表面积，因此具有较好的吸附能力。

在实验中，我们发现活性炭对二氧化碳的吸附效果较好，能够有效地降低二氧化碳的浓度。

2. 氧化铁表现出一定的吸附能力：氧化铁是一种常见的吸附材料，它与二氧化碳之间存在一定的相互作用力。

实验结果显示，氧化铁对二氧化碳的吸附效果较活性炭略逊一筹，但仍具有一定的吸附能力。

3. 纳米孔材料吸附效果有待改进：纳米孔材料是一种新型的吸附材料，具有微小的孔隙结构，有望提高吸附效果。

然而，在我们的实验中，纳米孔材料对二氧化碳的吸附效果较差，需要进一步改进和优化。

讨论与结论：通过本次实验，我们得出了以下结论：1. 活性炭是一种较为理想的二氧化碳吸附材料，具有较好的吸附效果和可行性。

2. 氧化铁虽然吸附效果稍逊于活性炭，但仍具备一定的吸附能力，值得进一步研究和应用。

3. 纳米孔材料在二氧化碳吸附方面表现不佳，需要进一步改进和优化。

二氧化碳对气候的影响摘要：因为近段时间举行的哥本哈根世界气候大会，我决定通过查阅有关资料了解温室气体对气候的影响。

而生活中最常见的温室气体就是二氧化碳，对此我深入探究了二氧化碳在气候变化事件中所涉及的化学原理，并根据二氧化碳的性质探究出可以在普通生活中阻止其影响气候恶化的方法。

通过探究，使我更加深入的认识到了二氧化碳对气候的影响，也更加了解了该怎样在生活中保护气候不受二氧化碳的影响。

关键词：二氧化碳、温室气体、共价键连接、硬水、ppm正文：前言：2009年12月7日举行的哥本哈根世界气候大会使人们认识到，大量排放温室气体会对自然环境造成很大的影响。

所以，人们开始关心大量排放温室气体会对气候环境造成怎样的影响。

温室气体对气候环境到底会造成什么影响，这些影响会对人类的生活造成怎样的恶果，以及怎样减轻温室气体对气候的危害。

这些都是人们关心的问题，这些问题对于在当今社会的我们都是有必要进行探究的。

二氧化碳是生活中最常见的温室气体，所以我通过查阅资料、理论分析和实验来探究二氧化碳对气候的影响是什么。

主体与讨论：二氧化碳（CO₂）英文名称CARBON DIOXIDE别名碳酸气二氧化碳是空气中常见的化合物，其分子式为二氧化碳，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成，常温下是一种无色无味气体，密度比空气略大，能溶于水，并生成碳酸。

液态二氧化碳蒸发时吸收大量的热而凝成固体二氧化碳，俗称干冰。

二氧化碳认为是造成温室效应的主要来源。

针对上面的基本信息，我决定通过查阅资料、理论分析和实验来探究二氧化碳对气候的影响：一．专业的理论分析：大气中每种气体并不是都能强烈吸收地面长波辐射。

地球大气中起温室作用的气体称为温室气体，主要有二氧化碳、甲烷、臭氧、一氧化二氮、氟里昂以及水汽等。

它们几乎吸收地面发出的所有的长波辐射，其中只有一个很窄的区段吸收很少，因此称为"窗区"。

地球主要正是通过这个窗区把从太阳获得的热量中的70％又以长波辐射形式返还宇宙空间，从而维持地面温度不变，温室效应主要是因为人类活动增加了温室气体的数量和品种，使这个70％的数值下降，留下的余热使地球变暖的。

二氧化碳温室效应的探究（温度传感器和CO2浓度传感器）二氧化碳温室效应的探究为探究CO2温室效应的实验，我们利用温度传感器和CO2浓度传感器对设计了以下实验。

一、实验目的1.掌握温度传感器的实时监测功能，验证CO2的温室效应。

2.了解CO2温室效应的原理。

二、实验背景CO2是一种我们熟悉的温室气体。

温室气体指的是大气中能吸收地面反射的太阳辐射，并重新发射辐射的一些气体，如水蒸气、二氧化碳、大部分制冷剂等。

它们会使地球表面变得更暖和，类似于温室截留太阳辐射，并加热温室内空气的作用。

这种温室气体使地球变得更温暖的影响称为“温室效应”。

三、实验原理CO2是引起温室效应的主要气体之一，学生从书中都了解到这样的事实.。

但对于这样的事实却没有真实的体验。

如果用温度计测定分别充有空气和CO2的锥形瓶在受到相同时间和强度的阳光照射下的温度变化，会因为温度计不够精确以及不容易观察而影响实验的效果。

而改用温度传感器，不仅能精确测定温度变化还能通过图像的曲线变化直观的看出温度的变化情况。

同时利用CO2浓度传感器还能够测定实验所收集CO2具体的浓度值，以此来比较不同浓度CO2温室效应的程度是否不同。

四、实验仪器和药品实验药品：CaCO3固体、稀HCl溶液。

实验仪器：采集器、软件系统、温度传感器（2个）、镊子、平底烧瓶、双孔橡皮塞、长颈漏斗、玻璃导管、橡胶管、火柴、500mL圆底烧瓶（2只）、单孔橡皮塞（2个）、取暖器。

实验装置图：五、实验步骤1.将温度传感器和数据采集器以及电脑连接好，打开软件。

2.用CaCO3固体和稀HCl 溶液，制取并收集一满瓶CO2气体。

3. 用CO2浓度传感器测定刚收集的CO2气体浓度为99940ppm。

4.取两个温度传感器。

一个插在刚收集的CO2的圆底烧瓶中，另一个插在装有空气的圆底烧瓶中。

等两个圆底烧瓶中气体温度相同时，打开取暖器对着两个烧瓶进行加热（模拟太阳光加热，取暖器距离圆底烧瓶约50cm）。

探究一由二氧化碳引起的温室效应[探究目的]通过实验验证和问题解答探究由CO2引起的温室效应[背景描述]大气中的二氧化碳浓度增加，阻止了地球热量的散失，使地球发生可感觉到的气温升高，这就是有名的温室效应。

破坏大气层与地面间红外线辐射的正常关系、吸收地球释放出采的红外线辐射，就像“温室”一样，促使地球气温升高的气体称为温室气体。

二氧化碳是数量最多的温室气体，约占大气总容量的0.03％，许多其他痕量气体也会产生温室效应，有的温室效应比二氧化碳造成的还强。

[活动设计]1．实验验证：温室效应实验取两只250mL的锥形瓶，一只装满制得的二氧化碳气体，另一只内是空气。

用连有温度计的单孔橡皮塞塞住瓶口，使它们彼此靠近，置于实验桌上。

锥形瓶底部放一块面积大于两个锥形瓶瓶底面积的黑色木板或者纸板。

在锥形瓶上方用功率为100W的反射灯泡均匀地照射，观察瓶内温度升高的情况。

约1～2分钟内，装有二氧化碳的锥形瓶内的温度高出邻瓶7／8℃在这个实验中，黑色木板或者纸板的存在是吸收可见光和红外辐射、引起温室效应气体变暖的要素。

这个实验相对简单，而且也只是粗略地试验温室效应。

2．问题解答：CO2对产生温室效应及在植物的光合作用中起着积极的作用。

（1）CO2在工农业生产和社会生活中有什么重要用途?试举四例加以说明：。

（2）温室效应会产生什么后果?怎样减少温室效应?（3）森林被大面积砍伐也是大气中CO2含量增加的一个重要因素，其中的原因是，相关的反应式是。

提示：（1）①制作汽水饮料；②灭火；③干冰用于人工降雨；④作温室大棚气体肥料。

（2）温室效应加剧会导致地球表面温度上升，因而地球两极冰山和冰川开始融化，海平面上升，最终上涨的海洋可能会淹没沿海城市和农田。

同时，气候变暖也会引起海洋温度升高，促使强烈的热带风暴形成。

全球气候的变化，必将破坏生态平衡，给人类带来灾难。

控制温室效应加剧，必须采取的措施是：①控制矿物燃料的燃烧，合理开发、利用燃料，寻找新能源，如太阳能、生物能、地热能等，以减少二氧化碳的排放。

温室效应实验向大气中大量排入可以吸收红外线的气体（如CO2、氟里昂等），可以引起气候变暖，影响植物生长，甚至会导致海平面的升高，这种现象被称为“温室效应”。

计算表明，如果大气中的CO2浓度比现在增加两倍，低空大气温度将升高1.5～4.5℃。

因此，未来几十年内，“温室效应”可能成为人类生存的重要威胁之一。

本实验通过对比分析空气和二氧化碳在灯光影响下的升温、降温过程，试图展示二氧化碳的温室效应。

实验还引入了DIS-Lab传感器，实时记录了实验的升、降温过程，直观准确地验证了二氧化碳的温室效应。

【实验目的】验证二氧化碳的温室效应。

【实验原理】1.二氧化碳的制备：如图1CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O注意：实验中的HCl溶液需要稀释，具有一定的腐蚀性。

玻璃箱两边都有两个气孔，气孔接上玻璃管并密封，一个进气，一个排气。

两个孔设计在玻璃箱的上下两端，可以根据气体的密度选择向上排气法或向下排气法，所需要的气体通过化学反应取得。

若比较二氧化碳和正常气体的温室效应，只需保证干净气体箱密封。

图1 温室气体二氧化碳发生原理2.温室效应温室效应是指透光覆盖物对保护范围内小气候的增温保暖作用。

现多用来指大气层如同透光覆盖物一样对地球表面和大气下层的增温保暖作用。

用一个玻璃箱装气体模拟地表大气层，玻璃箱中间加一块玻璃板，把箱子分成对称的两部分，通过对比不同气体的温度变化情况，做对照实验，比较温度上升、下降的情况。

如图2图2 温室效应实验装置【实验仪器】实验用仪器如图2所示。

包括光源（卤钨灯，实验室中使用变压器器材保护灯泡不被烧坏，请勿随意调节变压器）、两个玻璃箱、温度传感器和电脑、气体发生装置：CaCO3、稀HCl溶液、若干玻璃容器及导管。

【实验步骤】1.计算所需碳酸钙的质量。

需要产生体积密度为25%的温室气体，玻璃箱规格是40*40*80cm，则所需碳酸钙质量为71g。

2.用电子秤称出所需药品的量。

3.在计算机上运行“郎威DISLab”软件，数据记录的频率、精度等，安装实验装置并检查气密性。

温室效应实验向大气中大量排入可以吸收红外线的气体（如CO2、氟里昂等），可以引起气候变暖，影响植物生长，甚至会导致海平面的升高，这种现象被称为“温室效应”。

计算表明，如果大气中的CO2浓度比现在增加两倍，低空大气温度将升高1.5～4.5℃。

因此，未来几十年内，“温室效应”可能成为人类生存的重要威胁之一。

本实验通过对比分析空气和二氧化碳在灯光影响下的升温、降温过程，试图展示二氧化碳的温室效应。

实验还引入了DIS-Lab传感器，实时记录了实验的升、降温过程，直观准确地验证了二氧化碳的温室效应。

【实验目的】验证二氧化碳的温室效应。

【实验原理】1.二氧化碳的制备：如图1CaCO3+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O注意：实验中的HCl溶液需要稀释，具有一定的腐蚀性。

玻璃箱两边都有两个气孔，气孔接上玻璃管并密封，一个进气，一个排气。

两个孔设计在玻璃箱的上下两端，可以根据气体的密度选择向上排气法或向下排气法，所需要的气体通过化学反应取得。

若比较二氧化碳和正常气体的温室效应，只需保证干净气体箱密封。

图1 温室气体二氧化碳发生原理2.温室效应温室效应是指透光覆盖物对保护范围内小气候的增温保暖作用。

现多用来指大气层如同透光覆盖物一样对地球表面和大气下层的增温保暖作用。

用一个玻璃箱装气体模拟地表大气层，玻璃箱中间加一块玻璃板，把箱子分成对称的两部分，通过对比不同气体的温度变化情况，做对照实验，比较温度上升、下降的情况。

如图2图2 温室效应实验装置【实验仪器】实验用仪器如图2所示。

包括光源（卤钨灯，实验室中使用变压器器材保护灯泡不被烧坏，请勿随意调节变压器）、两个玻璃箱、温度传感器和电脑、气体发生装置：CaCO3、稀HCl溶液、若干玻璃容器及导管。

【实验步骤】1.计算所需碳酸钙的质量。

需要产生体积密度为25%的温室气体，玻璃箱规格是40*40*80cm，则所需碳酸钙质量为71g。

2.用电子秤称出所需药品的量。

3.在计算机上运行“郎威DISLab”软件，数据记录的频率、精度等，安装实验装置并检查气密性。

二氧化碳吸收实验报告数据处理引言：二氧化碳（CO2）是一种重要的温室气体，它的排放对地球气候产生着极大的影响。

为了解决全球变暖问题，减少CO2的排放已成为全球关注的焦点。

本实验旨在探究不同条件下CO2的吸收情况，通过数据处理和分析，为减少CO2排放提供科学依据。

方法：实验中，我们选取了三个不同温度的溶液进行CO2吸收实验，分别是25℃、35℃和45℃。

每个温度下，我们分别测量了不同时间点的CO2浓度，并记录下来。

实验时间为60分钟，测量间隔为10分钟。

结果：在25℃温度下，CO2浓度随时间的变化如下：- 10分钟：0.04%- 20分钟：0.03%- 30分钟：0.02%- 40分钟：0.02%- 50分钟：0.01%- 60分钟：0.01%在35℃温度下，CO2浓度随时间的变化如下：- 10分钟：0.06%- 20分钟：0.05%- 30分钟：0.04%- 40分钟：0.03%- 50分钟：0.02%- 60分钟：0.02%在45℃温度下，CO2浓度随时间的变化如下：- 10分钟：0.08%- 20分钟：0.07%- 30分钟：0.06%- 40分钟：0.05%- 50分钟：0.03%- 60分钟：0.03%讨论：根据实验结果，我们可以得出以下结论：1. 随着时间的推移，CO2浓度逐渐降低。

这表明在实验条件下，溶液能够吸收二氧化碳。

2. 随着温度的升高，溶液对CO2的吸收能力提高。

这说明温度对CO2的吸收有着积极的影响。

3. 在实验时间内，CO2浓度的降低速度随温度的升高而加快。

这与溶解度的变化有关，温度的升高可以增加溶解度，促进CO2的吸收。

结论：通过本实验的数据处理和分析，我们发现温度对CO2的吸收有着显著的影响。

在实验条件下，随着温度的升高，溶液对CO2的吸收能力增强，CO2浓度的降低速度加快。

这为减少CO2排放提供了科学依据，未来可以尝试利用高温条件下的溶液来吸收CO2，从而降低温室气体的排放。