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课题2 化学与可持续发展
本课题与前两课题的内容联系不大，但学习方法类同，所以学生在学习本课题时也应以自主学习、自主探究为主要学习方法。本课题包括化学与能源利用和化学与能源开发两部分。第一部分通过学习化学与能源利用了解到化学在能源利用和开发上的应用。
第二部分从回顾石油资源里的利用出发出发，主要介绍了通过反学反应对石油资源进行物质转化，得到常见的塑料、合成纤维和合成橡胶等材料，并介绍了一些新型材料。目的是使学生认识化学与生活、生产的密切联系，以及材料在人类社会的发展中所起的巨大作用,提高学生的化学素养。教材还介绍了有机高分子化合物的结构特点及应用优势，使学生认识学习化学的重要性,培养学生关注自然和社会的责任感，立足教材、立足学生实际，运用现代教学媒介，通过具体、直观材料，调动学生浓厚的学习兴趣。采取小组合作学习的方式，注重学生间相互交流、相互合作、相互探究，培养学生自主学习的能力。促使学生在合作中学习，在合作中提高，在合作中成长。
课题 化学与可持续发展 课型 新授课
素养目标 1.了解化学对能源的利用的重要意义。2.了解高分子材料、合成材料等概念。3.认识常见的合成材料。4.了解不同种类的材料的性质及应用领域。
教学重点 1.化学对能源的利用的重要意义。2.高分子材料、合成材料等概念
教学难点 理解化学对能源与材料等技术发展的意义。
教具准备 多媒体课件等。
课前预习 1.化合物主要有两大类：有机化合物和无机化合物。有机物都含有碳元素，比如甲烷、乙酸等。有机物大多不易导电，熔点低，易燃烧。
2.有机化合物根据相对分子质量大小又可分为有机高分子化合物和有机小分子化合物。
备课笔记
课前预习 3.有机高分子材料包括天然有机高分子材料和合成有机高分子材料。
新课导入 从人们的衣食住行到探索太空世界，都离不开能源和材料。能源的利用和开发、材料的应用和发展与人类社会文明的进步紧密相连。在日常生活中，我们用得最多能源是化石能源、利用最多的是有机合成材料。这些技术的发展都离不开化学。
进行新课 知识点1 化学与能源利用[提问]目前人类生产和生活利用的最多的能源是什么呢？[答]化石能源。[回顾]人类所利用的能量大多来自煤、石油和天然气等化石能源，化石能源的使用对推动经济发展和社会进步发挥了重要作用。化石能源是由古代生物的遗骸经一系列复杂变化形成的，是不可再生能源。应合理利用，降低化石能源的利用对环境造成的不良影响，并积极开发和利用新能源。[讲解]随着时代的发展，从自然资源中直接获敢的天然物质在数量和性能上都难以满足社会的需要。人们借助化学方法分析物质的组成，通过化学反应得到一系列新的材料和能源，为社会可持续发展提供了物质保障和前进动力。[阅读]指导学生阅读课本P104内容。[讨论]化学在能源利用中的应用，将结果进行汇报并由教师进行总结。[总结]①改变传统的能源利用方式，人们通过化学反应将化石能源转化为清洁、便利的二次能源（如电能、石油制品等）。②开发可再生和环境友好的新能源（如风能、太阳能、氢能、生物质能等）为能源利用开辟了新的途径。[讲解]为了实现人类社会的可持续发展，我们需要在保持良好生态环境的前提下，合理地开发和利用自然资源。无论是煤的清洁利用、电解水制氢，还是风力发电机、光伏电池、燃料电池和电动汽车锂离子电池的生产，都是化学大显身手的重要领域。
进行新课 知识点2 化学与材料开发[回顾]前面我们学习了有机的概念，有机物是有机化合物简称。通常指含碳元素的化合物。不含碳元索的化合物，以及CO、CO和碳酸盐等属于无机化合物。[提问]有机物和无机物的区别是什么？[答]有机物和无机物，主要区别是看组成上是否含碳元素。[补充]有机物一定含有碳元素，但含有碳元素的不一定是有机物。[追问]为什么有机物的数目异常庞大？[答]由于有机物中原子之间的结合方式不同，所以形成了数目庞大的有机物，并且有机物结构不同，性质也就不同。
备课笔记
特别提醒：
自然界中的化合物，绝大多数是以有机物的形式存在。因此，含碳元素的化合物在自然界中含量最多。
易错提醒：
区分有机化合物和无机化合物的主要依据是是否含有碳元素，但还要注意CO、CO2、CaCO3等含碳元素的化合物属于无机化合物。
知识拓展：
（1）有机化合物一般都具有一些共性：难溶于水，易溶于有机溶剂、熔点低、受热易分解，且容易燃烧，不导电。
（2）在有机物中，碳原子可以和氮、氢、氧等原子直接结合，而且碳原子之间可以互相连接起来，形成碳链或碳环。
（3）含碳、氢（或含碳、氢、氧）的有机物在充分燃烧时，产物都是二氧化碳和水。而在不充分燃烧时，产物是一氧化碳和水。
进行新课 [过渡]用有机高分子化合物制成的材料就是有机高分子材料，如棉花、羊毛和天然橡胶等就属于天然有机高分子材料，但由于天然有机高分子材料数量有限，远不能满足人口增长和社会发展，对有机高分子材料的需求，随着化学科学的发展，合成有机高分子材料应运而生。[阅读]组织学生阅读课本P105。[讨论]高分子材料有哪些？[总结]高分子材料的定义：由大量小分子聚合而成的聚合物。结构：具有链状或网状结构。分类：人工合成的高分子材料(简称合成材料，包括塑料、合成橡胶、合成纤维等)和天然高分子材料(如天然橡胶和棉花、羊毛等天然纤维)。[思考]如何区分天然高分子材料和合成材料？[学生活动]以棉纤维、羊毛纤维和涤纶为例设计鉴别方案。[汇报]以小组为单位汇报各组方案设计，有教师进行评价和汇总。[总结]实验内容现象收集棉纤维、羊毛纤维和涤纶三种纤维,依次用坩埚钳夹持，将其点燃，观察、记录燃烧时的现象和产物的状态燃烧时有烧纸气味的是棉纤维；有烧焦羽毛气味的是羊毛纤维；有特殊气味的是涤纶。[布置任务]组织学生阅读课本P106，并总结上述材料外还有哪些常用材料及其应用。[汇总]①金属材料：如钢铁、铝合金等。②无机非金属材料：如玻璃、陶瓷、水泥等。③复合材料：如碳纤维复合材料、玻璃纤维增强塑料(玻璃钢)、芳纶复合材料等。④功能材料：具有光、电、磁等特殊性质的功能材料。[讨论]组织学生分组讨论化学在材料研制和创新中的应用。[总结]应用：煤、石油等化石燃料和秸秆等生物质直接燃烧，其应用范围有限且污染严重。如果通过化学反应进行物质转化，就能得到煤气、沼气等清洁燃料和化工原料，以及塑料、合成橡胶、合成纤维等“高分子”材料。意义：化学通过物质转化创造新的物质，帮助人类合理开发和利用自然资源，为社会发展奠定物质和能量基础。
教学板书 课题2 化学与可持续发展1.化学与能源利用化学的作用：借助化学方法分析物质的组成，通过化学反应得到一系列新的材料和能源，为社会可持续发展提供了物质保障和前进动力。
备课笔记
知识拓展：
（1）最简单的、相对分子质量最小的有机物是甲烷；
（2）有机高分子化合物虽然相对分子质量很大，但通常结构并不复杂，它们是由简单的结构单元重复连接而成的，有机高分子化合物也称聚合物。
教学板书 化学在能源利用中的应用：①改变传统的能源利用方式；②开发可再生和环境友好的新能源（如风能、太阳能、氢能、生物质能等）为能源利用开辟了新的途径。化学在能源领域的应用：煤的清洁利用、电解水制氢，还是风力发电机、光伏电池、燃料电池和电动汽车锂离子电池的生产。2.化学与材料开发化学在材料开发中的应用：通过化学反应对化石燃料和秸秆等生物质进行物质转化，得到煤气、沼气等清洁燃料和化工原料，以及塑料、合成橡胶、合成纤维等高分子材料。
课堂小结 通过本课题的学习，我们知道了化学在能源的利用、材料的开发等方向的应用，知道化学能通过物质转化创造新的物质，帮助人类合理开发和利用自然资源,为社会发展奠定物质和能量基础。
教材习题解答 练习与应用（P110-111）1.D 2.D 3.C 4.B 5.照明工具火把煤油灯白炽灯LED灯利用的能源柴草、桐油等化石能源电能电能使用的材料木材、棉布铜、玻璃钨丝、玻璃等发光二极管6略7.(１)沙漠光伏电厂的选址、建设与运行需要考虑的因素包括光照条件、气象条件、地形地貌、生态环境保护、水资源的可持续利用以及电网接入和输送能力等 涉及的基础学科主要包括物理、化学、数学、地理等。(２)建设沙漠光伏电厂需要用到无机非金属材料(如制作太阳能电池板的单晶硅、多晶硅或非晶硅等)、金属材料(如制作太阳能电池板固定架的合金等)、合成材料(如制作电缆的聚氯乙烯绝缘层)等,其中合成材料是由大量小分子聚合而成的。(３)我国新疆、内蒙古、宁夏等地已建成了沙漠光伏电厂。 沙漠光伏电厂通过利用太阳能资源为当地提供了清洁能源，还通过生态治理措施促进了当地的社会发展和环境改善，如减少了沙尘暴、增加了降雨、推动了农业发展等，进而提高了当地的经济效益。复习与提高（P113-114）1.B 2.D 3.D 4.B 5.C6.（1）错误，人体发育的不同阶段，对常量元素的需求量不同，需要根据实际情况判断是否需要进行营养强化。 （2）错误，食物中的蛋白质进入人后，先在消化道内与水反应生成氨基酸，然后一部分氨基酸重新形成人体所需的多种蛋白质，促进生长发育。（3）错误，橡胶有天然橡胶和合成橡胶，纤维有天然橡胶和合成纤维，不
备课笔记
教材习题解答 是只能通过人工合成获得。（4）错误，玻璃钢是玻璃纤维增强塑料，属于复合材料。（5）错误，电解水制氢是获取氢能的主要方式，氢能需要通过化学变化获取。（6）正确, 环境问题的解决，涉及社会的方方面面，需要化学与其他科学共同参与。7.该奶粉中蛋白质的含量为，即每100g该奶粉中含蛋白质21.9g。21.9g＞16.5g，故该奶粉的蛋白质含量符合国家标准。答：该奶粉的蛋白质含量符合国家标准。8.（1）二氧化硫在空气中发生反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨。化石燃料的燃烧会使大气中二氧化硫的浓度增加，环境的温度、湿度、风向等会影响二氧化硫的扩散。（2）2012年的SO2浓度的变化曲线，在冬季的升高较为明显，主要是因为冬季气温降低，燃煤取暖使煤的燃烧量大幅增加，产生大量二氧化硫排放到空气中从而使SO2浓度升高。2022年的SO2浓度的变化曲线，较为平缓，数值较低，原因是新型能源的开发和利用，减少了化石能源的使用，从而减少SO2的排放。 9.略。10略。
难题解答 [例]有机化合物的数目异常庞大，远远超过无机化合物。下列有关有机化合物的说法错误的是（ ）A.有机化合物都含有碳元素B.含碳元素的化合物并不都是有机化合物C.有机物中，碳原子的排列方式不同，所表现出来的性质也就不同D.有机物的数目之所以庞大，是因为组成有机物的元素种类非常多[解析]有机物除含有碳元素外，还可能含有氢、氧、氯、氮和磷等元素。在有机物中，碳原子不但可以和氢、氧、氮等原子直接结合，而且碳原子之间还可以互相连接起来，形成碳链或碳环，若用氯原子换掉一个不同位置的H原子，便又是一种新的物质。由于原子的排列方式不同，所表现出来的性质也就不同。因此，有机物的数目异常庞大。[答案]D
布置作业：完成本课时对应练习，并提醒学生预习下一节的内容。
备课笔记
教学反思 有机物和无机物在我们生活中很常见，教师应让学生课前找出生活中的有机物和无机物，并对它们进行比较，培养学生发现、观察、分析的能力和习惯。同时教师引入高分子材料的例子，让学生对高分子材料有一个初步的认识和了解。
教学过程中老师的疑问：
教师点评和总结：
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