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第十一单元：化学与社会
课题2：化学与可持续发展
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我国著名无机化学家徐光宪曾经说过“如果没有化学工业的化肥和农药，世界粮食产量将减半，即地球上人要饿死一半；如果没有各种化学合成纤维，地球上将有一半人穿不上衣服；如果没有医药为人们和细菌、病毒和疾病作斗争，人们的寿命只有现在的一半。化学科学是现代科学技术发展的重要基础学科。化学是不断发明和制造对人类更有用的新物质的科学。”化学保证人类生存的同时不断提高人类的生活质量。
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化学与人类的衣、食、住、行密切相关：
衣 食 住 行
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思考与讨论：
请从物质的组成及转化视角，举例说明空气、水、化石燃料和金属矿物等自然资源的利用方式。想一想还有哪些自然资源通过化学方法得到了开发和利用，产生了哪些材料和能源。
利用膜法富氧技术，分离空气得到富氧空气；电解水可得到氢气和氧气；对煤、石油等化石燃料的综合利用可得到焦炭、煤气、煤油、汽油等物质；金属冶炼就是将金属矿物中的金属元素从其化合物中还原出来，用于生产各种金属材料。
学习目标
1.认识资源的综合利用与新能源的开发及利用。
2.知道常见的塑料、合成纤维、合成橡胶及其应用。
3.认识新材料的发展对人类社会进步所起的重要作用。
4.知道资源开发、能源利用和材料使用可能会对环境产生影响，树立环保意识。
知识全解
思考与讨论：
回顾第七单元学过的知识，讨论化石能源的利用方式，以及人们为降低化石能源利用对环境的影响而采取的措施。
煤的综合利用：将煤隔绝空气加强热，可生产得到煤气、焦炭、煤焦油。石油的综合利用：石油炼制可得到汽油、煤油、柴油、石蜡、液化石油气、润滑油、沥青等。
知识全解
人们为降低化石能源利用对环境的影响而采取的措施：①提高燃料质量和改进使用技术来减少空气污染物的排放；②大力推广使用脱硫煤，改进生产中使用的脱硫设备，用天然气代替煤；③改进汽车发动机的燃烧方式，使用催化净化装置，加大尾气检测力度，推广使用电动汽车。
知识全解
一、化学与能源利用
能源利用的新途径
（1）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）。
地热能 风能 太阳能
知识全解
化学在能源领域的应用
煤的清洁利用、电解水制氢、风力发电机、光伏电池、燃烧电池和电动汽车锂离子电池的生产等，都是化学大显身手的重要领域。
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二、化学与材料开发
有机高分子材料的分类
（1）天然有机高分子材料，如棉花、羊毛、蚕丝、天然橡胶等。
棉花 羊毛
塑料 合成纤维 合成橡胶
（2）合成有机高分子材料，如塑料、合成纤维、合成橡胶等，简称合成材料。
知识全解
有机高分子材料的特点
（1）有机高分子材料都是由大量小分子聚合而成的聚合物，具有链状结构或网状结构。
（2）合成材料在某些方面具有更为优异的性能，而且便于大规模工业化生产，成本较低，产量稳定。
知识全解
特别提醒
①具有链状结构的材料具有热塑性，受热到一定温度时，开始软化直至熔化为液体，冷却后又变为固体，再加热又可以熔化。
②具有网状结构的材料具有热固性，一经加热成型后，受热也不熔化，无法进行热修补。
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常见的合成材料
合成材料 主要性能 常见类型 应用举例
塑料 密度小，耐腐蚀，易加工 聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯等 绝缘材料、包装材料、农用薄膜、管道、机械零件等
合成橡胶 弹性和绝缘性好 顺丁橡胶、丁苯橡胶、异戊橡胶、硅橡胶等 轮胎、密封制品、防护用品等
合成纤维 强度高，弹性好，耐磨，耐腐蚀 聚丙烯纤维（丙纶）、聚对苯二甲酸乙二酯纤维（涤纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）等 纺织原料、过滤材料、建筑材料等
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新型材料
（1）复合材料：将几种材料复合起来，综合各组分性能的优点，形成复合材料，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。
（2）功能材料：具有光、电、磁等特殊性质的材料。
碳纤维复合材料 导电塑料
在塑料中加入玻璃纤维
知识全解
探究
【实验】收集三种纤维，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。
【结论与思考】设计表格对比和分析三种纤维的化学组成和上述实验现象。
知识全解
纤维种类 燃烧情况
棉纤维 燃烧快，黄色火焰，有烧纸的气味，燃烧后灰末细软，呈灰色
羊毛纤维 燃烧慢，燃烧时缩成团，有烧焦羽毛气味，烧完后为有光泽的黑褐色小球，用手指一压即碎
涤纶 近火时先熔化后燃烧或边熔化边燃烧，有特殊气味，燃烧后为黑色或褐色硬块，不易破碎
知识全解
社会的可持续发展
社会的可持续发展要以自然资源的合理开发和利用为基础。各种资源从开采、提炼到制成产品，再到产品的使用与回收，其中的每个环节都离不开物质的转化，与物质的组成、结构、性质和应用密切相关。化学与相关技术的发展，充分考虑资源供给和环境承载能力，将为解决影响可持续发展的社会性科学议题开辟新的途径，为人类创造更加美好的生活。
课堂小结
课堂练习
1.下列不属于新能源开发利用的是（ ）
A.太阳能发电
B.风力发电
C.水力发电
D.火力发电
D
课堂练习
解析:
太阳能、风能、水能均是清洁、无污染的新能源，故太阳能发电、风力发电、水力发电均属于对新能源的开发和利用；火力发电的主要燃料是煤，煤属于化石燃料，故选D。
课堂练习
2．材料是时代进步的重要标志，下列有关说法正确的是（　　）
A.合金、合成纤维、合成橡胶都是合成材料
B.玻璃钢、不锈钢、钢筋混凝土都是常见的复合材料
C.温度计里的水银、保险丝里的伍德合金 、磁铁矿里的四氧化三铁都属于金属材料
D.利用灼烧闻气味的方法，可以简易鉴别某衣物是纯棉还是羊毛
D
课堂练习
解析:
A.合金属于金属材料，A错误;
B.不锈钢是合金，属于金属材料，B错误;
C.四氧化三铁是一种化合物，不属于金属材料，C错误;
D.羊毛燃烧时有烧焦羽毛的气味，棉线燃烧时有烧纸的气味，可以用灼烧闻气味的方法鉴别，D正确。
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