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课题2
化学与可持续发展
R·九年级化学下册
第十一单元 化学与社会
新课导入
课堂教学展示
自然资源
可持续发展
土地与土壤资源
矿产资源
生物资源
水资源
能源资源
环境资源
经济可持续发展
社会可持续发展
资源可持续发展
环境可持续发展
合理利用
制约
化学是人类利用自然资源和应对环境问题的重要科学依据。
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。
水：电解水制氢
空气
金属矿物
化石燃料
高炉炼铁
O2助燃，CO2可制造尿素等
提取和冶炼纯金属等
通过燃烧和化学转化提供能量，用于化工生产
2H2O ==== 2H2↑+O2↑
电解
CO2+C ==== 2CO
高温
C+O2 ==== CO2
高温
3CO+Fe2O3 ==== 2Fe+3CO2
高温
你知道还有哪些自然资源通过化学方法得到了开发和利用，产生了哪些材料或能源吗？
如：从石英中提取的硅可用于电子(半导体)、能源(太阳能电池)、建筑(玻璃、水泥)、化工(硅胶)等领域，是现代工业和科技发展的关键材料之一。
碳化硅衬底
单晶硅 太阳能板
药用低硼硅玻璃管
液态硅胶
随着时代的发展， 从自然资源中直接获取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，通过化学反应得到新的材料和能源，保障并推动社会的可
持续发展。
推进新课
课堂教学展示
知识点1 化学与能源利用
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。
能源利用的新途径
将化石能源转化为清洁、便利的二次能源。
煤基合成气制乙醇
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能源利用的新途径
开发可再生和环境友好的新能源。
光伏电解水制氢
超大型碳纤维风电叶片
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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。
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科学 · 技术 · 社会
风电制氢
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例 下列关于自然资源的说法中，不正确的是（ ）
煤、石油和天然气等化石能源不可再生
金属矿物的储量有限，因此废弃金属应回收利用
一些自然资源在开发和利用的过程中会涉及化学变化
煤在燃烧过程中会污染环境，增加碳排放，因此应停止使用
典例剖析
课堂教学展示
D
知识点2 化学与材料开发
图中的物品你认识吗？它们是由什么材料制成的？
塑料
橡胶
纤维
塑料
塑料/橡胶
纤维
煤、石油等化石燃料和秸秆等生物质
——应用范围有限且污染严重
直接燃烧
——可以得到煤气、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
化学转化
高分子材料的相对分子质量比较大，是由大量小分子聚合而成的聚合物，具有链状或网状结构。
高分子材料
链状结构
网状结构
热塑性
热固性
天然高分子材料：
如天然橡胶，棉花、羊毛等天然纤维
高分子材料
合成材料：
人工合成的高分子材料，如塑料，合成橡胶，合成纤维等
天然橡胶
羊毛
棉花
尼龙绳
塑料树脂
合成橡胶
合成材料便于大规模工业化生产，成本较低，产量稳定。
年产10万吨的合成纤维厂产量相当于约8万公顷棉田一年的产棉量/
约2000万只绵羊一年的产毛量
年产10万吨的合成橡胶厂产量相当于约15万公顷 橡胶林一年的产胶量
常见的合成材料
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塑料 合成橡胶 合成纤维
主要性能 密度小，耐腐蚀，易加工 弹性和绝缘性好 强度高，弹性好，耐磨，耐腐蚀
常见类型 聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯等 顺丁橡胶、丁苯橡胶、异戊橡胶、硅橡胶等 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
应用举例 绝缘材料、包装材料、农用薄膜、管道、机械零件等 轮胎、密封制品、防护用品等 纺织原料、过滤材料、建筑材料等
为了适应现代科技的发展，化学
工作者研制开发了许多性能优良的复
合材料和具有光、电、磁等特殊性质的
功能材料。
新型材料
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问：
答：
我国研制的战斗机歼-20
探究
区分棉纤维、羊毛纤维和涤纶
【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？
【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。
【信息搜索】
了解棉纤维、羊毛纤维和涤纶的化学组成。
棉纤维主要成分：纤维素，(C6H10O5)n
羊毛纤维主要成分：角蛋白
涤纶主要成分：PET， (C10H8O4)n
【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。
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【结论与思考】
(1)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，总结通过燃烧区分三种纤维的方法和注意事项。
燃烧现象
棉纤维 易燃烧，燃烧有烧纸的气味，燃烧后呈灰黑色、灰烬细而软
羊毛纤维 燃烧时纤维起泡成球，不能连续燃烧，有毛发烧焦的气味，产物呈黑褐色小球且易碎
涤纶 近火时先熔化，后燃烧，有特殊气味，燃烧后呈黑色块状，可压碎
类别 织物 燃烧现象
合成纤维 尼龙 易燃，燃烧时有臭味，有火焰，灰烬为灰白色
涤纶 近火时先熔化，后燃烧，燃烧后呈黑色块状，可压碎
腈纶 近火时先收缩，后燃烧，冒黑烟，有臭味，灰烬呈黑色圆球
天然纤维 棉布 易燃烧，燃烧无异味，灰烬呈灰白色
羊毛 燃烧时有火焰，有烧焦羽毛的气味，灰烬呈黑褐色
丝绸 燃烧缓慢，有臭味，灰烬呈深颜色小球，容易压碎
鉴别不同的纤维可以用燃烧的方法
拓展
(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？
1. 分类处理：
天然纤维燃烧后留下的灰烬是无毒的，可以自然降解。
合成纤维燃烧后会产生有害物质，需要特别处理，不能直接燃烧或丢弃。
2. 资源再利用：
天然纤维：可以被回收并被重新利用。
合成纤维：可以通过物理或化学方法回收，制成新的纤维制品，延长使用寿命。
例 下列物品所使用的材料中，不属于有机合成材料的是（ ）
A.尼龙背包 B.塑料瓶 C.陶瓷花盆 D.手机塑料外壳
C
解析：有机合成材料包括塑料、合成橡胶、合成纤
维，陶瓷花盆使用的是无机非金属材料。
典例剖析
课堂教学展示
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。如果对物质的获取、使用或处理不当，就会引发一系列环境和社会问题。
知识点3 化学与可持续发展
点击图片播放视频<物质的转化>
物质的转化
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。
了解塑料垃圾的种类、化学成分和可能产生的危害。
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
我国制定的塑料包装制品回收标志及对应的塑料名称（部分）
调查与研究
调查与研究
（1）垃圾是放错位置的资源。
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调查与研究
根据家庭、学校或社区的特点，有针对性地设计塑料垃圾资源化方案并实施。
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调查与研究
（2）请查阅资料，了解世界环境日(6月5日)的由来和近几年的主题，以及化学在解决环境问题、促进社会可持续发展方面发挥的作用。
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2016年 为生命呐喊 Go Wild for Life
2017年 连接人与自然 Connecting People to Nature
2018年 打败塑料污染 Beat Plastic Pollution
2019年 蓝天保卫战 Beat Air Pollution
2020年 关爱自然 刻不容缓 Time for Nature
2021年 生态系统恢复 Ecosystem Restoration
2022年 只有一个地球 Only One Earth
2023年 塑料污染解决方案 Solutions to Plastic Pollution
2024年 我们的土地 我们的未来 Our Land Oue Future
世界环境日主题
物质的转化与物质的组成、结构、性质和应用密切相关，而这些正是化学的研究对象。化学与相关技术的发展，遵循增进人类福祉、尊重生命权力、合理控制风险等原则，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。
归纳
方法导引
跨学科融合解决实际问题的思路
组成与结构
变化与转化
性质与应用
······
化学物质
化学变化
反应条件
定量关系
······
获取途径
变化的实现方法
······
社会影响
环境影响
······
解决
例 为保护环境、节约资源，下列物品中，可回收利用的是（ ）。
①废电线 ②汽水瓶 ③旧书报 ④旧衣物 ⑤旧塑料袋
A. ②③⑤
B. ①②③⑤
C. ①③④⑤
D. ①②③④⑤
D
典例剖析
课堂教学展示
课堂小结
课堂教学展示
资源
自然环境
人类社会
转化
材料
能源
······
合理开发
促进人与自然和谐共生
推动绿色发展
发展基础
金属材料、无机非金属材料、高分子材料
新型材料: 复合材料、功能材料等
传统能源: 煤、石油、天然气等
新能源:风能、太阳能、氢能、生物质能等
延伸拓展
课堂教学展示
据报道，全球每年浪费掉的粮食约有1000亿吨，其中，约300亿吨是加工过的食品。超市中的许多食物用保鲜膜包装后出售。保鲜膜为什么可以“保鲜”呢
【设计实验】在A、B、C 三只相同的玻璃杯中，分别注入等体积的蒸馏水，并在各玻璃杯外壁标明刻度，如图所示放置一周。
[实验现象]一周后发现:A杯中的水量几乎不变；而C杯中的水量减少较多；B杯中的现象
是 。
[解释]请用分子的知识解释C杯中水量减少的原因:
。
[结论]保鲜膜除了可以阻止食物中水分流失，还能隔绝空气中的细菌，防止食物腐败。
[提出新问题]制作保鲜膜的材料是热固性塑料还是热塑性塑料呢
水量减少比A杯多，比C杯少
水分子是不断运动的，C杯中的水分子运
动到空气中去了
[实验]在一只试管中放入少量保鲜膜碎片，用酒精灯缓缓加热，观察到碎片熔化，冷却后变成固体，加热又可以熔化。由此得出：制作保鲜膜的材料是 （填“热塑性”或“热固性”）塑料。
[反思]（1）塑料保鲜膜不宜包装热的食品，因为高温时保鲜膜中的增塑剂分子更易进入食品中，请从微观角度解释原因
；现在许多食品都改用纸质包装，这主要是减少 污染。
热塑性
高温时增塑剂分子运动更剧烈
白色
（2）化学物质可以造福人类，但有时也会给人类带来危害，请你再举一例说明
。
二氧化碳可以灭火，但也能产生温室效应
（含磷洗衣粉给人带来干净卫生的同时污染了水源；手机电池给人提供电能的同时废弃电池的重金属污染了土壤和水体等，合理均可）
课堂练习
课后反馈总结
下图所示的沙漠光伏发电是一种新型能源利用方式，近年来在我国得到了快速发展，请查阅资料，与同学讨论以下问题，体会科学、技术、工程融合解决实际问题的思路和方法，及其对推动绿色发展和建设美丽中国的意义。
（1）沙漠光伏电厂的选址、建设与运行需要考虑哪些因素？涉及哪些基础学科？
(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）举例说明建设沙漠光伏电厂要用到哪些材料，并了解这些材料是如何生产的。
(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）我国哪些地区已经建成或正在建设这类电厂？这对当地的社会发展和环境产生了哪些积极影响？原因是什么？
(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。
原因：技术和工艺的快速发展，且这些地区有丰富的太阳能资源和广阔的土地资源。
课后作业
课后反馈总结
1.从课后习题中选取；
2.完成练习册本课时的习题。
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