資源簡介

(共26張PPT)
第十一單元 化學與社會
課題2 化學與可持續發展
11.2 化學與能源利用
化學與材料開發
核心素養目標
科學態度與責任：
認識化學在自然資源合理開發、環境保護及可持續發展中的重要作用，增強節約資源、保護環境的意識，樹立利用化學知識促進社會可持續發展的責任感，踐行綠色化學理念。
化學觀念：
形成 “化學為可持續發展提供物質保障” 的觀念，理解化學在能源轉化、材料研制中的關鍵作用，認識物質轉化與資源利用、環境保護的密切聯系。
科學思維：
通過分析能源利用、材料開發中的化學過程（如煤的氣化、高分子材料的合成），培養歸納概括、邏輯推理能力
重點
化學在能源利用（如清潔能源開發）、材料開發（如合成材料研制）中的應用；
可持續發展理念與化學實踐的結合（如資源循環利用）。
難點
理解化學轉化在能源高效利用和新型材料研發中的機制（如電解水制氫、復合材料性能優化）；
運用跨學科知識解決可持續發展中的實際問題（如塑料垃圾資源化方案設計）
課前導入
課前導入
當你們看到馬路上的新能源汽車，使用著輕便的塑料制品，是否想過這些都與化學密切相關？比如，新能源汽車的電池如何通過化學反應儲存能量？可降解塑料又是怎樣通過化學方法研制出來的？其實，化學在實現社會可持續發展中扮演著關鍵角色，從能源的清潔利用到新材料的開發，都離不開化學的助力。今天，就讓我們一起探索 “化學與可持續發展”，揭開其中的奧秘。
01
化學與能源利用
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。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。
為了改變傳統的能源利用方式，人們通過化學反應將化石能源轉化為清潔、便利的二次能源，開發可再生和環境友好的新能源，為能源利用開辟了新的途徑。無論是煤的清潔利用、電解水制氫，還是風力發電機、光伏電池、燃料電池和電動汽車鋰離子電池的生產，都是化學大顯身手的重要領域。
我國建成的煤制乙醇工廠（采用了自主研發的新型催化劑和環境友好合成路線）
我國建成的光伏電解水制氫工廠（圖中為儲氫罐和電解車間）
我國生產的超大型復合材料風電葉片
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。我國利用高原和海上豐富的風能資源發展風電，并通過風電電解水制氫，有效克服了風電的天然缺陷，為經濟發展提供了大量清潔能源。風能與氫能聯合開發，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，實現了自然資源利用、生態環境保護與經濟社會高質量發展的有機統一。
02
化學與材料開發
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。
如果通過化學反應進行物質轉化，就能得到煤氣、沼氣等清潔燃料和化工原料，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均發揮著重要作用。
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。
高分子材料
分類
結構
天然高分子材料
合成材料
天然存在，不需要化學方法合成的材料
天然橡膠和棉花、羊毛等天然纖維
人工合成的高分子材料
塑料、合成橡膠、合成纖維
由大量小分子聚合而成的聚合物，具有鏈狀或網狀結構
常見的合成材料
合成材料 主要性能 常見類型 應用舉例
塑 料
密度小，耐腐蝕，易加工
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯等。
絕緣材料、包裝材料、農用薄膜、管道、機械零件等
常見的合成材料
合成材料 主要性能 常見類型 應用舉例
合成 橡膠
彈性和絕
緣性好
順丁橡膠、丁苯
橡膠、異戊橡膠、
硅橡膠等
輪胎、密封制品、防護用品等
常見的合成材料
合成材料 主要性能 常見類型 應用舉例
合成 纖維
強 度 高，
彈性好，耐磨，耐腐蝕
聚丙烯纖維（丙
綸）、聚對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、建筑材料等
新型材料
復合材料
具有光、電、磁等特殊性質的功能材料
概述
合成材料
人們不斷改進鋼鐵、鋁合金等金屬材料，玻璃、陶瓷、水泥等無機非金屬材料和塑料、合成纖維、合成橡膠等高分子材料的性能，并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
如碳纖維復合材料、玻璃纖維增強塑料（玻璃鋼）、芳綸復合材料等
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 灰色，細而軟
羊毛纖維 起泡成球， 不持續燃燒 燒焦羽毛的氣味 黑褐色小球，
易碎
滌綸 先熔化再燃燒，或邊熔化邊燃燒 特殊氣味 黑色或褐色硬塊
實驗現象
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。如果對物質的獲取、使用或處理不當，就會引發一系列環境和社會問題。
各種資源從開采、提煉到制成產品，再到產品的使用與回收，其中的每個環節都離不開物質的轉化，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、尊重生命權利、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。
03
課堂小結
04
課堂練習
1.我國《可再生資源法》倡導碳資源轉化與循環利用，下列說法錯誤的是 （ ）
A．特定條件下，秸稈可轉化為化石資源
B．煤、石油是很好的能源，其直接燃燒不會污染環境
C．以二氧化碳為原料轉化成秸稈等生物質的變化主要是光合作用
D．石油分餾可制備汽油、煤油、柴油，是物理變化
B
2.關于開發利用風能的意義，理解正確的一組是( )
①節約大量的化石燃料
②風能是可再生能源
③減少二氧化硫的排放、防止形成酸雨
④風能是二次能源
A．①②③ B．①②④ C．①③④ D．②③④
A
3.下列關于物質的鑒別方法錯誤的是( )
A．用灼燒的方法鑒別羊毛和滌綸
B．用水鑒別硝酸銨固體和氫氧化鈉固體
C．用稀鹽酸鑒別氫氧化鈣和碳酸鈣
D．用氫氧化鋇溶液鑒別氯化鎂溶液和硫酸鈉溶液
D
4.某服裝標簽的部分信息如表所示，下列相關說法不正確的是( )
A．棉、滌綸均為有機合成纖維
B．可用灼燒的方法鑒別棉和滌綸
C．棉纖維柔軟，吸水性、透氣性好
D．多年后該服裝仍可作為再生資源回收利用
A
Thanks
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