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(共33张PPT)
第十一单元 化学与社会
课题2 化学与可持续发展
化学观念：认识能源的多样性及合成材料的分类，理解化学在能源转化和材料开发中的作用，形成合理利用物质的意识。
科学思维：通过鉴别天然纤维与合成纤维实验，运用比较、分析等方法进行证据推理；通过讨论塑料的影响，培养辩证思维。
素养目标
科学探究与实践：参与纤维鉴别实验及 “白色污染” 治理方案设计，提升动手能力与合作解决问题的能力。
科学态度与责任：认识合成材料对环境的影响，树立节约资源、保护环境的理念，理解化学与可持续发展的关系。

情境导入
生活中，我们用塑料瓶饮水、穿合成纤维衣物、依赖化石能源出行…… 这些化学成果带来便利的同时，也引发了资源短缺和环境污染问题。如何通过化学技术实现 “发展与环保共存”？

情境导入
这些图片反映了什么环境问题？化学能为解决这些问题提供哪些思路？
塑料垃圾堆积
化石燃料燃烧污染
新知探究
任务一 化学与能源利用
煤、石油、天然气是三大化石能源，在使用过程中会排放大量的SO2、NO2、CO和烟尘等空气污染物以及温室气体CO2等，会造成多种环境问题，如酸雨、雾霾、温室效应加剧等。
煤
石油
天然气
新知探究
任务一 化学与能源利用
思考与交流
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。
被酸雨侵蚀的森林
全球气候变暖
被雾霾笼罩的城市
新知探究
任务一 化学与能源利用
一、化学与能源利用
1. 通过化学反应将化石能源转化为清洁、便利的二次能源。
我国建成的煤制乙醇工厂
(采用了自主研发的新型催化剂和环境友好合成路线)
新知探究
任务一 化学与能源利用
电能
石油制品
新知探究
任务一 化学与能源利用
2. 开发可再生和环境友好的新能源，为能源利用开辟新途径。
太阳能
风能
核能
地热能
水能
生物质能
新知探究
任务一 化学与能源利用
我国建成的光伏电解水制氢工厂
(图中为储氢罐和电解车间)
我国生产的超大型复合材料风电叶片
新知探究
任务一 化学与能源利用
风电制氢
科学·技术·社会
风能是一种绿色清洁能源，我国利用高原和海上丰富的风能资源发展风电，并通过风电电解水制氢，为经济发展提供了大量清洁能源。
新知探究
任务一 化学与能源利用
知识拓展
光伏制氢
2H2 + O2 === 2H2O
点燃
2H2O === 2H2 ↑+ O2↑
通电
新知探究
任务一 化学与能源利用
思考与交流
新能源与化石能源相比，优势和挑战是什么？
优势
劣势
新能源
清洁、可再生等
成本高、储存难等
光伏电池
燃料电池
锂离子电池
新知探究
任务二 化学与材料开发
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。化学在材料的研制和创新中均发挥着重要作用。
新知探究
任务二 化学与材料开发
一、化学与材料开发
1.高分子材料
有机高分子材料
合成材料（人工合成的有机高分子材料）
天然高分子材料
塑料
合成橡胶
合成纤维
棉花
天然橡胶
羊毛
天然纤维
新知探究
任务二 化学与材料开发
2.高分子材料的结构
由大量小分子聚合而成的聚合物，具有链状或网状结构。
链状结构：加热易熔化，具有热塑性，能反复加工
网状结构：受热不再熔化，具有热固性
新知探究
任务二 化学与材料开发
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
聚乙烯农用薄膜
聚丙烯管材
聚氯乙烯塑料（PVC）
新知探究
任务二 化学与材料开发
合成材料 主要性能 常见类型 应用举例
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
轮胎
密封制品
防护用品
新知探究
任务二 化学与材料开发
合成材料 主要性能 常见类型 应用举例
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
腈纶色纱
涤纶渔网
丙纶建筑材料
新知探究
任务二 化学与材料开发
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2千万只绵羊一年的产毛量
合成材料的优势
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
新知探究
任务二 化学与材料开发
材料
金属材料
无机非金属材料
高分子材料
复合材料
功能材料
纯金属
合金
玻璃
陶瓷
水泥
合成材料
天然高分子材料
合金
陶瓷
我国军用运输机的运-20的发动机、防护涂层和机体使用了多种新型合金材料、合成材料及复合材料，提高了航程和运载能力
新知探究
任务二 化学与材料开发
玻璃钢—头盔
碳纤维复合材料—自行车
功能材料——新型人工电磁天线
基于新型人工电磁材料的电磁黑洞
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。
功能材料：具有光、电、磁等特殊性质的材料。
新知探究
任务二 化学与材料开发
棉
麻
羊毛
尼龙
涤纶
锦纶
腈纶
合成纤维
蚕丝
天
然
纤
维
新知探究
任务二 化学与材料开发
【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。结合三种纤维的化学成分，分析如何通过实验区分这三种纤维？
探究 区分棉纤维、羊毛纤维和涤纶
【实验】收集三种纤维（棉纤维、羊毛纤维、涤纶），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。
新知探究
任务二 化学与材料开发
纤维种类 燃烧现象 产生气味 灰烬颜色和状态
棉纤维
羊毛纤维
涤纶
燃烧时纤维卷曲，有黄色火焰和极少量白烟
燃烧时纤维卷曲，不延烧，有黄色火焰和少量黑烟
燃烧时纤维卷缩、熔化，不延烧，有明亮的黄色火焰和大量黑烟
无明显气味
有烧毛发的焦煳味
有烧塑料的气味
灰烬细、软、轻，呈灰色
灰烬多，呈黑色脆块状态，用手指轻压会变成粉末
灰烬结为黑褐色硬块状态，用手能压碎
结论：用燃烧法鉴别棉纤维、羊毛纤维和合成材料。
新知探究
任务二 化学与材料开发
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。
物质的转化贯穿资源利用的每个环节。
资源
生成
产品
使用
废弃物
回收
新知探究
任务三 跨学科融合解决实际问题的思路
调查与研究
垃圾是放错位置的资源。请结合化学、生物学等课程知识，通过调查访问和资料搜索，了解塑料垃圾的种类、化学成分和可能产生的危害，并有针对性地设计塑料垃圾资源化的方案。
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
回收标志
新知探究
任务三 跨学科融合解决实际问题的思路
使用一些新型的、可降解的塑料
减少使用不必要的塑料制品，提倡自带环保购物袋等
重复使用某些塑料制品,回收各种废弃塑料
新知探究
任务三 跨学科融合解决实际问题的思路
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
方法导引
课堂小结
化学与可持续发展
资源
自然环境
转化
传统能源：化石燃料
新能源：风能、太阳能、氢能、生物质能
传统材料：无机非金属材料、金属材料、高分子材料
新型材料：复合材料、功能材料
能源
材料
促进人与自然和谐共生推动绿色发展
人类社会
发展基础
合理开发
当堂反馈
1.2025年亚冬会比赛场馆全面使用绿色清洁能源，在亚冬会历史上首次实现100%绿电供应。下列发电方式不属于绿色电力的是（　　）
A．煤炭发电 B．风能发电
C．潮汐能发电 D．太阳能发电
2.2025年4月24日，我国“神舟二十号”载人飞船成功升空。下列制作航天服的材料中属于天然高分子材料的是（　　）
A．纯棉 B．钛合金 C．合成橡胶 D．合成纤维
A
A
当堂反馈
3.“东风浩荡，威震寰宇”东风-61陆基洲际导弹在九三阅兵上震撼亮相，下列有关其说法中错误的是（　　）
A．东风-61采用固体燃料推进，发射过程中能量转化为：化学能→内能→机械能
B．东风-61弹头部分采用钨合金外壳，利用了其熔点低的特性
C．东风-61表面采用等离子隐身涂层，可有效躲避侦查
D．东风-61采用第四代碳纤维-芳纶混杂复合材料作为发动机的壳体，因其密度小，可有效提升导弹航程
B
当堂反馈
4.化学就在我们身边，人类的衣、食、住、行都离不开化学。下列有关说法正确的是（　　）
A．衣：通过闻气味的方法可以鉴别衣服面料是羊毛纤维还是合成纤维
B．食：油脂可为生命活动提供能量，摄入越多越好
C．住：住房装修材料挥发出的甲醛等物质可用活性炭吸附
D．行：国产C919大飞机使用的合金和塑料都属于合成材料
C

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