資源簡介

(共35張PPT)
課題2 化學與可持續發展
目錄
CONTENTS
新知學習
3
新課引入
2
隨堂練習
5
學習目標
1
課堂小結
4
學習目標
1.認識化學在解決與材料等相關問題中的作用
2.結合實例，從物質及其變化的視角，認識材料的科學利用與新材料的研發，理解化學與生態環境保護的關系
3.了解有機高分子材料等在社會生活中的應用
4.知道使用材料對人和環境的影響，樹立環保意識
重點
煤炭
水
植物
石油
鐵礦
土地
合理地開發和利用資源，有利于保持良好生態環境，實現人類社會的可持續發展。
化學在合理地開發和利用資源的過程中能發揮怎樣的作用呢？
新課引入
復習回顧
化石燃料的利用
新知學習
還有哪些自然資源通過化學方法得到了開發和利用呢？
隨著時代的發展，從自然資源中直接獲取的天然物質在數量和性能上都難以滿足社會的需要。
鐵礦
煤炭
水
人們借助化學方法分析物質的組成，通過化學反應得到一系列新的材料和能源，為社會可持續發展提供了物質保障和前進動力。
復習回顧
化石燃料直接燃燒對環境的影響
怎樣降低化石燃料燃燒對環境的影響呢？
復習回顧
化學與能源利用
有哪些方法可以改變傳統能源的利用方式呢？
煤制乙醇工廠
1.通過化學反應將化石能源轉化為清潔、便利的二次能源，如乙醇、電能、石油制品等
石油制品
有哪些方法可以改變傳統能源的利用方式呢？
2.開發可再生和環境友好的新能源，如風能、太陽能、氫能、生物質能等。
我國煉廠首次生產出“五九”高純氫氣
石油煉化廠
生物質能
無論是將傳統燃料轉化，還是開發可再生和環境友好的新能源，都為能源的利用開辟了新的途徑。
煤制乙醇工廠
電解水制氫
風力發電
光伏電池
分析問題涉及的內容
涉及的哪些化學性質，發生了哪些變化，變化的條件，存在哪些定量關系等等
應用化學知識和觀念
從物質的結構與組成、變化與轉化、性質與應用等視角
方法導引
解決與化學有關的實際問題的思路
在解決與化學有關的實際問題時：
分析影響，提出解決方案
結合物質的獲取途徑和相關變化的實現方法，分析其對社會、環境等因素的影響，提出解決方案
方法導引
跨學科融合解決實際問題的思路
在生產和生活中，我們遇到的實際問題大多比較復雜，涉及不同的領域，需要我們用跨學科融合的思路來解決，如風能的有效利用。
風電制氫
風能是一種綠色清潔能源，但受天氣狀況影響較大，風力發電輸出不均衡，風電輸送和消納存在一定困難。風電制氫可以解決目前存在的問題。
怎樣促進風能的有效利用呢？
風能和電能的聯合開發，帶動了上下游產業鏈的發展。多學科融合協作和科技創新，資源、技術與產業密切配合，實現自然資源利用、生態環境保護與經濟社會高質量發展的有機統一。
風能的有效利用
地理
學科
01
物理
學科
02
化學
學科
03
材料
04
機械
05
電力
06
基礎學科
技術領域
含硫煤、石油等化石燃料和秸稈的燃燒
二氧化硫
硫酸型酸雨
煙塵
霧霾
煤、石油等化石燃料和秸稈等生物質直接燃燒，其應用范圍有限且污染嚴重。
通過化學反應進行物質轉化，得到煤氣、沼氣等清潔燃料；以及塑料、合成橡膠、合成纖維等高分子材料。
高分子的相對分子質量比較大(通常在1萬以上)，淀粉、蛋白質、橡膠等高分子的相對分子質量可達幾十萬，甚至上百萬。
化學與材料開發
化學在材料的研制和創新中發揮重要作用。
棉花
羊毛
天然橡膠
塑料
合成纖維
合成橡膠
天然有機高分子材料
人工合成的高分子材料
高分子材料都是由大量小分子聚合而成的聚合物，具有鏈狀結構或網狀結構。
高分子材料的結構示意圖
鏈狀結構
網狀結構
三大合成材料——塑料
塑料是最常見的有機合成材料，具有密度小、耐腐蝕、易加工等優點。
聚乙烯塑料
薄膜大棚
聚四氟乙烯作
內襯的不粘鍋
塑料機械零件
常見類型：聚乙烯、聚丙乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯等。
應用舉例：絕緣材料、包裝材料、農用薄膜、管道、機械零件等。
塑料名稱 聚對苯二甲酸乙二酯 高密度 聚乙烯 聚氯乙烯 低密度 聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯
塑料代碼 01 02 03 04 05 06
回收標志
塑料分類很多，你有什么好方法歸類不同的塑料嗎？
我國制定的塑料包裝制品回收標志及對應的塑料名稱(部分)
三大合成材料——合成橡膠
輪胎
密封制品——雨鞋，橡膠墊片
防護用品——手套
主要性能：彈性和絕緣性好
常見類型：順丁橡膠、丁苯橡膠、戊丁橡膠、硅橡膠等。
三大合成材料——合成纖維
主要性能：強度高、彈性好、耐磨、耐腐蝕
常見類型：聚丙烯纖維(丙綸)、聚對二苯二甲酸乙二酯纖維(滌綸)、聚丙烯腈纖維(腈綸)等。
紡織原料
過濾材料
建筑材料
提出問題
如何鑒別棉纖維、羊毛纖維和合成纖維呢？
查閱資料
查閱棉纖維、羊毛纖維和合成纖維的化學組成
資料卡片：
棉纖維的化學成分是纖維素，
羊毛纖維的主要成分是蛋白質，
合成纖維的主要成分是高分子化合物
形成假設
三種纖維燃燒時的現象可能不同。纖維素燃燒可能會產生燒紙的氣味，蛋白質燃燒可能會產生燒毛發的氣味，合成纖維燃燒產生特殊氣味。
設計并實施實驗
纖維種類 燃燒情況 氣味 灰燼
棉纖維 易燃，直接燃燒 燒紙的氣味 灰黑色，細而軟
羊毛纖維 起泡成球，不延續燃燒 燒毛發的氣味 黑褐色球狀，易碎
合成纖維 邊熔化邊燃燒 特殊氣味 黑色硬塊
獲取證據
形成結論
如何鑒別棉纖維、羊毛纖維和合成纖維呢？
用燃燒法鑒別棉纖維、羊毛纖維和合成纖維。
棉纖維燃燒有燒紙的氣味，羊毛燃燒有燒毛發的氣味，合成纖維燃燒有特殊氣味。
或
約8萬公頃棉田一年的產棉量
約2千萬只綿羊一年的產毛量
年產10萬噸的合成纖維廠
產量相當于
年產10萬噸的合成橡膠廠
產量相當于
約15萬公頃橡膠林一年的產膠量
合成材料便于大規模工業化生產，成本較低，產量穩定。
合成材料結束了人類嚴重依賴天然高分子材料的歷史，人類能夠自主設計并合成有特殊性能的材料，更好地滿足工農業生產和日常需求。
現代航空航天、信息技術、生物醫藥和海洋工程的發展，對材料性能提出了更高的要求。人們不僅將幾種材料復合起來，綜合各組分性能的優點，形成復合材料；還開發了大量具有光、電、磁等特殊性質的功能材料。
復合材料
玻璃鋼—頭盔
碳纖維復合材料—網球拍
功能材料——新型人工電磁天線
基于新型人工電磁材料的電磁黑洞
新材料的廣泛應用，對人類的生產、生活和社會的發展產生了深遠影響。
我國軍用運輸機的運-20的發動機、防護涂層和機體使用了多種新型合金材料、合成材料及復合材料，提高了航程和運載能力
社會的可持續發展要以自然資源的合理開發和利用為基礎。
物質的轉化貫穿資源利用的每個環節。
促進人與自然和諧共生
推動綠色發展
發展基礎
化學與可持續發展
資源
自然
環境
課堂小結
轉化
材料
能源
合理開發
傳統能源：化石燃料
新能源：風能、太陽能、
氫能、生物質能
人類社會
傳統材料：無機非金屬材料、金屬材料、有機合成材料
新型材料：復合材料、功能材料
1.(2023四川攀枝花)開發和利用新能源是解決能源和環境問題的重要途徑。下列屬于新能源的是( )
A. 石油 B. 氫能 C. 煤 D. 天然氣
隨堂練習
B
2. (2023河南)有機合成材料的應用方便了人類的生活，下列用品主要由有機合成材料制成的是(　　)
A. 鐵制炊具 B. 塑料水杯
C. 實木桌椅 D. 純棉T恤
B
金屬材料
天然有機高分子材料
3. “秘色瓷蓮花碗”是蘇州博物館的鎮館之寶。陶瓷材料屬于(　　)
A. 金屬材料 B. 無機非金屬材料
C. 合成材料 D. 復合材料
B
4. “禾下乘涼夢”是“雜交水稻之父”袁隆平院士的畢生夙愿。水稻從田間到飯桌，化學也做出了突出的貢獻。回答下列問題：
(1)種植：為增強水稻的抗倒伏能力，我們常施用的KCl屬于氮肥、磷肥、鉀肥中的________；
(2)儲存：常用聚乙烯塑料制成真空包裝袋來長期儲存大米，該塑料屬于_________(填“金屬材料”或“合成材料”)；
(3)運輸：運輸車輛使用的燃料主要來自石油，石油屬于____________(填“可再生能源”或“不可再生能源”)；
(4)食用：大米中的淀粉屬于六大基本營養素中的________。
鉀肥
合成材料
社會主義先進文化
不可再生能源
糖類

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