資源簡介

(共31張PPT)
課題2
化學與可持續發展
學習目標
講授新課
知道常見的傳統能源和新能源。
01
知道常見的塑料、合成纖維和合成橡膠及其應用。
02
認識化學在新材料開發中所起的重要作用。
03
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。
煤炭
水
鐵礦
土地
導入新課
石油
植物
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？
思考與討論
請從物質的組成及轉化視角，舉例說明空氣、水、化石燃料和金屬礦物等自然資源的利用方式。
水：電解水制氫
空氣:O2助燃，CO2可制造尿素等
金屬礦物:提取和冶煉純金屬等
化石燃料:通過燃燒和化學轉化提供能量，用于化工生產
2H2O ==== 2H2↑+O2↑
電解
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
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。
水
01 化學與能源利用
思考與討論
1.回顧第七單元學過的知識，討論化石能源的利用方式，在使用的過程中帶來哪些問題？
煤的利用：發電，工業生產作為熱源，化工原料，家庭取暖和烹飪燃料等
石油：提煉后用作交通燃料，化工原料，家用燃料等
天然氣：發電、制造化學品，家庭取暖和烹飪燃料，汽車的替代燃料。
問題：①造成環境污染；②化石能源是不可再生資源，會造成資源枯竭；③危害人體健康等。
2.怎樣降低化石燃料燃燒對環境的影響呢？
提高燃料質量；改進使用技術。
3.有哪些方法可以改變傳統能源的利用方式呢？
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
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。
思考與討論
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
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。
科學·技術·社會
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
02 化學與材料開發
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。
化學在材料的研制和創新中發揮重要作用。
天然有機高分子材料
棉花
羊毛
天然
橡膠
人工合成的高分子材料
塑料
合成纖維
合成橡膠
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
合成材料 主要性能 常見類型 應用舉例
塑料
合成橡膠
合成纖維
常見的合成材料
密度小、耐腐蝕、易加工
彈性和絕緣性好
強度高、彈性好、耐磨、耐腐蝕
聚乙烯、聚丙乙烯、聚氯乙烯等
順丁橡膠、丁苯橡膠等
絕緣材料、包裝材料、農用薄膜、管道、機械零件等。
聚丙烯纖維(丙綸)、聚對二苯二甲酸乙二酯纖維(滌綸)
輪胎、密封制品、防護用品
紡織原料、過濾材料、建筑材料等
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
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)
調查與研究
了解塑料垃圾的種類、化學成分和可能產生的危害。
年產10萬噸的合成纖維廠
產量相當于
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
合成材料的優勢
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
合成材料的優勢
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
探究 區分棉纖維、羊毛纖維和滌綸
纖維種類 燃燒現象
棉纖維
羊毛纖維
合成纖維
易燃燒，燃燒有燒紙的氣味，燃燒后呈灰黑色、灰燼細而軟
燃燒時纖維起泡成球，不能連續燃燒，有毛發燒焦的氣味，產物呈黑褐色小球且易碎
近火時先熔化，后燃燒，有特殊氣味，燃燒后呈黑色塊狀，可壓碎
結論：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。
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。
資源
生成
產品
使用
廢棄物
回收
物質的轉化與物質的組成、結構、性質和應用密切相關，而這些正是化學的研究對象。化學與相關技術的發展，遵循增進人類福祉、尊重生命權力、合理控制風險等原則，充分考慮資源供給和環境承載能力，將為解決影響可持續發展的社會性科學議題開辟新的途徑，為人類創造更加美好的生活。
歸納
跨學科融合解決實際問題的思路
組成與結構
變化與轉化
性質與應用
······
化學物質
化學變化
反應條件
定量關系
······
獲取途徑
變化的實現方法
······
社會影響
環境影響
······
解決
方法導引
化學與可持續發展
資源
自然環境
轉化
傳統能源：化石燃料
新能源：風能、太陽能、氫能、生物質能
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
能源
材料
促進人與自然和諧共生推動綠色發展
人類社會
發展基礎
合理開發
課堂小結
隨堂訓練
1.2023 年 12 月5日，我國成功將“天雁 16 星”和“星池一號A星”送入晨昏軌道，衛星幾乎可以永沐陽光，以得到充足且持續的能源供給。衛星獲得的能源是（ ）
A.化石能源 B.氫能
C.太陽能 D.風能
C
2.2024年4月18日小米SU7純電動車在北京和深圳兩地啟動交付引起廣泛關注，小米SU7定為“C級高性能生態科技轎車”。下列說法錯誤的是（ ）
A.車身鋼鋁混合材料屬于金屬材料
B.輪胎采用彈性好的塑料制成
C.與燃油汽車相比電車更環保
D.座椅采用的真皮材質屬于天然材料
B
（1）圖中所標注的部件由合成材料制成的是 。
（2）空礦泉水瓶應放入 (填“可回收”或“不可回收”)垃圾箱中。
（3）創建衛生城市，人人有責。下列做法中，你認為正確的是 (填字母):
A.隨意燃放煙花爆竹 B.隨意丟棄廢舊電池
C.推廣使用一次性餐具 D.使用可降解塑料制品
3.創建衛生城市,實行垃圾分類。某街頭垃圾箱如圖所示,請回答下列問題：
塑料頂蓋
可回收
D

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