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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
2022年版课标要求：
1.内容要求：①认识化学在解决与资源、能源、材料、环境等相关的问题中的作用，体会化学是推动人类社会可持续发展的重要力量；主动践行节约资源、环境友好的生活方式，树立人与自然和谐共生的科学自然观和绿色发展观。②结合实例，从物质及其变化的视角，认识资源的综合利用与新能源的开发、材料的科学利用与新材料的研发，理解化学与生态环境保护的关系；了解有机高分子材料等在社会生活中的应用；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。
2.学业要求：①能列举生活中常见的能源和资源、金属材料和有机合成材料及其应用。 ②能从物质的组成及变化视角，分析和讨论资源综合利用、材料选取与使用、生态环境保护等有关问题。③初步形成节能低碳、节约资源、保护环境的态度。
1．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__________、__________等。
阅读课本第103、104页，完成下列填空：
知识点1　化学与能源利用
电能
石油制品
2．人们开发可再生和环境友好的新能源，如__________、__________、氢能、生物质能等。
太阳能
风能
太阳能
核能
地热能
潮汐能
风能
3．我国利用化学在许多领域开发了新的能源或材料，如煤的清洁利用、__________制氢、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等。
电解水
我国建成的光伏电解水制氢工厂
我国建成的煤制乙醇工厂
我国生产的超大型复合材料风电叶片
教师点拨　 一次能源指可以直接从自然界获得的能源，如化石能源。二次能源指无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源，如电能、石油制品。
课堂精练
例1　可持续发展战略的重要内容之一是保护资源。下列叙述错误的是
（　　）
A．石油制品、乙醇均属于二次能源
B．综合利用化石能源是解决能源短缺问题的唯一途径
C．一些自然资源在开发利用过程中会涉及化学变化
D．自然界中的金属资源有限，寻找金属的代用品有利于保护金属资源
B
1.（2023秋北京期末）同学们在大兴国际氢能示范区开展了调查研究活动。
（1）调查风电制氢原理（如图）
①电解槽中发生反应的化学方程式
为　　　　　　　　　　　　　　。
②制氢过程中能量的转化为
_______能→电能→　　　　能。
（2）调查氢能的使用。使用氢能源汽车作为交通工具可实现“零碳排放”，原因是　　　　　　　　　　　。
2H2O 2H2↑＋O2↑
风
化学
氢气的燃烧产物是水
知识点2　化学与材料开发
阅读课本第105～107页，完成下列填空：
1．有机化合物的分类
（1）有机小分子化合物（相对分子质量比较小），如甲烷、乙醇等。
（2）有机高分子化合物（相对分子质量比较大），如__________、__________、橡胶等。
蛋白质
淀粉
2．高分子材料
（1）分类：①人工合成的高分子材料（简称合成材料），如________、合成橡胶、合成纤维等；②天然高分子材料，如天然橡胶、天然纤维（________、________等）。
（2）结构：都是由大量小分子聚合而成的聚合物，具有________或________结构。
塑料
羊毛
棉花
链状
网状
3.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____，耐______，易加工 __________、聚丙烯、___________、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
小
腐蚀
聚氯乙烯
聚乙烯
聚乙烯塑料薄膜大棚
电线外的绝缘层是聚氯乙烯塑料
聚丙烯包装盒
3.常见的合成材料
合成材料 主要性能 常见类型 应用举例
合成橡胶 ________和________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
弹性
绝缘性
3.常见的合成材料
合成材料 主要性能 常见类型 应用举例
合成纤维 强度____，弹性____，耐磨，耐________ 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
高
好
腐蚀
合成纤维过滤袋
3.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______，耐________，易加工 __________、聚丙烯、____________、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 __________和__________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______，弹性______，耐磨，耐________ 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
小
腐蚀
聚氯乙烯
聚乙烯
弹性
绝缘性
高
好
腐蚀
除高分子材料外，你还知道哪些材料？
4.常见材料及分类
金属材料：包含纯金属和合金。
铜线
黄金
无机材料包括金属材料和无机非金属材料。
钛合金
形状记忆合金
4.常见材料及分类
无机非金属材料：如陶瓷、玻璃、水泥等。
古代的陶瓷
氮化硅(Si3N4)陶瓷
玻璃水杯
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。
玻璃钢—头盔
碳纤维鱼竿
芳纶纸蜂窝夹层结构复合材料
4.常见材料及分类
功能材料：具有光、电、磁等特殊性质的材料。
4.常见材料及分类
复合材料：_______________、___________________、
芳纶复合材料等
纯金属：铁、铜、铝等
合金：钢、生铁、黄铜、硬铝等
4.常见材料及分类
常见材料及分类
无机材料
功能材料：具有光、电、磁等特殊性质的材料
碳纤维复合材料
金属材料
无机非金属材料：玻璃、陶瓷、水泥等
有机高分子材料：塑料、合成橡胶、纤维等
玻璃纤维增强塑料
（玻璃钢）
完成课本第107页“探究　区分棉纤维、羊毛纤维和涤纶”，填写有关内容：
【问题】日常生活中有很多棉纤维、羊毛纤维和涤纶面料制成的衣物。如何通过实验区分这三种纤维？
【信息搜索】查阅资料，了解棉纤维、羊毛纤维和涤纶的化学组成。
资料：棉纤维的主要组成物质是纤维素，化学式为（C6H10O5）n。羊毛纤维的主要成分为角蛋白，这种角蛋白由多种α－氨基酸残基构成，通过联结形成螺旋形的长链分子。涤纶是由有机二元酸和二元醇缩聚而成的聚酯经纺丝所得的合成纤维。三种物质均属于有机高分子化合物。
【预测】从物质组成和转化的视角分析：三种纤维的主要成分都属于有机物，可以燃烧；同时，三者的成分不同，燃烧时的现象和产物的状态不同。
【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。
纤维种类 棉纤维 羊毛纤维 涤纶
燃烧时的现象 易燃，直接燃烧，有______的气味 起泡成球，不延续燃烧，有_________的气味 先熔化再燃烧或边熔化边燃烧，有_______气味
产物状态
烧焦羽毛
烧纸
特殊
灰色、细而软
黑褐色小球、易碎
黑色或褐色硬块
【结论与思考】
（1）从三种纤维的化学组成和上述实验现象，总结通过燃烧区分三种纤维的方法和注意事项。
（2）以上探究活动对你制订废弃材料的处理方案有哪些启发？
纤维种类 棉纤维 羊毛纤维 涤纶
燃烧时的现象 易燃，直接燃烧，有______的气味 起泡成球，不延续燃烧，有_________的气味 先熔化再燃烧或边熔化边燃烧，有_______气味
产物状态
烧焦羽毛
烧纸
特殊
灰色、细而软
黑褐色小球、易碎
黑色或褐色硬块
课堂精练
例2　（2023长沙中考）下列生活物品中，主要是由合成材料制成的是 （　　）
A．银质手镯 B．纯棉T恤
C．合成橡胶手套 D．不锈钢勺子
例3　（2022常州中考）滑雪可锻炼平衡力和意志力。滑雪板中的玻璃纤维增强塑料属于 （　　）
A．天然材料 B．复合材料
C．金属材料 D．非金属材料
C
B
取样，分别点燃，
有烧纸气味的是棉纤维，有特殊气味的是涤纶
2．“不见炊烟起，但闻饭菜香。”厨房中蕴藏了很多化学知识。
（1）如表是小东家使用的
某款榨汁机的相关信息。
①表中属于有机合成材料的是
_________________________。
②刀片材料中加铬的目的是_______________________________________
（写一条，下同）。
（2）小东家的围裙是由涤纶制成的，与棉纤维相比，其优点是_________
__________________，鉴别这两种纤维的方法是______________________
__________________________________________________（写出操作、现象及结论）。
基本结构 主要材料
榨汁机壳体 聚碳酸酯塑料、工程塑料
榨汁机刀片 高铬不锈钢
电动部件 铝合金
聚碳酸酯塑料、工程塑料
增大金属材料的硬度（或增强金属材料的抗腐蚀性）
耐磨
（合理即可）
阅读课本第108页，完成下列填空：
知识点3　化学与环境保护
1.社会的可持续发展的基础：自然资源的___________和________。
2.化学的研究对象：物质的________、________、_______、转化和______。
3.化学与相关技术的发展要遵循的原则与应考虑的因素：遵循增进人类福祉、尊重生命权利、合理控制风险等原则，充分考虑_________和_______________。
合理开发
利用
组成
结构
应用
性质
资源供给
环境承载能力
知识归纳　完成课本第109页“调查与研究”，认识塑料包装制品回收标志及对应的塑料名称。
回收标志
塑料名称 聚对苯二甲酸乙二酯 高密度聚乙烯 聚氯乙烯 低密度聚乙烯 聚丙烯 聚苯乙烯
例4　绿色、循环、低碳发展是当今时代科技革命和产业变革的方向。下列做法与该发展理念不相符的是 （　　）
A．大力开发水力发电 B．直接排放工业废气
C．分类回收处理生活垃圾 D．使用生物降解塑料
3.垃圾分类的意义在于提高资源的利用率。空塑料矿泉水瓶属于 （　　）
A．有害垃圾 B．厨余垃圾
C．可回收垃圾 D．其他垃圾
B
C
课堂精练
1．（2024太原一模）我国新能源汽车近年飞速发展，产销量连续9年位居世界第一。新能源汽车的使用可有效节约的能源是 （　　）
A．风能 B．沼气
C．太阳能 D．石油
2．（2023广东中考）“粤绣”是国家级非物质文化遗产，以蚕丝线为绣线，下列与蚕丝同属天然材料的是 （　　）
A．塑料 B．棉花
C．玻璃 D．涤纶
D
B
3．（2023镇江中考）如图为CO2在自然界中的转化和资源化利用。下列说法错误的是 （　　）
A．转化①中反应物全部转化为尿素
B．转化②中CO2分子间的间隔变小
C．转化③有利于减少“白色污染”
D．转化④为解决“粮食危机”提供新路径
A
4． 神舟十八号载人飞船的成功发射，标志着我国航天进入新的发展阶段。
（1）航天员的航天服由多层不同材料组成，以下属于合成材料的是________（填序号）。
A．棉针织内衣层 B．羊毛保暖层 C．聚氯乙烯管水冷层
（2）太阳能电池板需要使用铝合金箔片，铝合金能加工成箔片利用了其_________性。
（3）飞船的外层是由多种特殊材料形成的复合涂层，其中包括耐高温陶瓷材料、高强度玻璃纤维、多种特殊树脂等。耐高温陶瓷属于______________材料（填“合成”或“无机非金属”）。
C
延展
无机非金属
（4）长征二号F火箭使用的推进剂为偏二甲肼和四氧化二氮。四氧化二氮（N2O4）中氮元素的化合价为_________；偏二甲肼与四氧化二氮的反应过程中_________（填“吸收”或“放出”）热量。
（5）太空舱使用锂电池。Li可以通过Al与Li2O在高温下发生置换反
应得到，该反应的化学方程式为______________________________。
＋4
放出
2Al＋3Li2O 6Li＋Al2O3
5． 易错辨析。判断下列说法是否正确，对的打“√”，错的打“×”。
（1）化石能源的燃烧会造成空气污染，应禁止使用。 （　　）
（2）淀粉、蛋白质均属于高分子。 （　　）
（3）合成材料包括合成纤维、合成橡胶、合金。 （　　）
（4）复合材料一定由高分子材料组成。 （　　）
√
×
×
×
复合材料：碳纤维复合材料、玻璃钢等
化学与可
持续发展
新能源：风能、太阳能、氢能、生物质能等
化学与
能源利用
化学与
材料开发
传统能源：煤、石油、天然气等化石能源
人工合成的高分子材料（合成材料）：塑料、
合成橡胶、合成纤维
金属材料：铁、钢铁、铝合金等
高分子材料
无机非金属材料：陶瓷、玻璃、水泥等
天然高分子材料：天然橡胶和天然纤维

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