第十一單元化學與社會課題2化學與可持續發展學習目標1.知道常見的傳統能源和新能源2.知道常見的塑料、合成纖維和合成橡膠及其應用3.認識化學在新材料開發中所起的重要作用合理地開發和利用資源，有利于保持良好生態環境，實現人類社會的可持續發展。化學在合理地開發和利用資源的過程中能發揮怎樣的作用呢？請從物質的組成及轉化視角，舉例說明空氣、水、化石燃料和金屬礦物等自然資源的利用方式。空氣：O2助燃，CO2可制造尿素等水：電解水制氫化石燃料：通過燃燒和化學轉化提供能量，用于化工生產金屬礦物：提取和冶煉純金屬等隨著時代的發展，從自然資源中直接獲取的天然物質在數量和性能上都難以滿足社會的需要。鐵礦煤炭水人們借助化學方法分析物質的組成，通過化學反應得到一系列新的材料和能源，為社會可持續發展提供了物質保障和前進動力。一、化學與能源利用思考與討論1.回顧第七單元學過的知識，討論化石能源的利用方式，在使用的過程中帶來哪些問題？煤：發電，工業生產作為熱源，化工原料，家庭取暖和烹飪燃料等石油：提煉后用作交通燃料，化工原料，家用燃料等天然氣：發電、制造化學品，家庭取暖和烹飪燃料，汽車的替代燃料②化石能源是不可再生資源，會造成資源枯竭；問題：①造成環境污染；③危害人體健康等。2.怎樣降低化石燃料燃燒對環境的影響呢？提高燃料質量；改進使用技術。3.有哪些方法可以改變傳統能源的利用方式呢？①通過化學反應將化石能源轉化為清潔、便利的二次能源，如乙醇、電能、石油制品等②開發可再生和環境友好的新能源，如風能、太陽能、氫能、生物質能等煤制乙醇工廠電解水制氫光伏電池風力發電無論是將傳統燃料轉化，還是開發可再生和環境友好的新能源，都為能源的利用開辟了新的途徑。科學·技術·社會風電制氫風能是一種綠色清潔能源，但受天氣狀況影響較大，風力發電輸出不均衡，風電輸送和消納存在一定困難。風電制氫可以解決目前存在的問題。怎樣促進風能的有效利用呢？科學·技術·社會風電制氫風能是一種綠色清潔能源，但受天氣狀況影響較大，風力發電輸出不均衡，風電輸送和消納存在一定困難。風電制氫可以解決目前存在的問題。風能的有效利用地理學科01物理學科02化學學科03材料04機械05電力06基礎學科技術領域風能和電能的聯合開發，帶動了上下游產業鏈的發展。多學科融合協作和科技創新，資源、技術與產業密切配合，實現自然資源利用、生態環境保護與經濟社會高質量發展的有機統一。二、化學與材料開發含硫煤、石油等化石燃料和秸稈的燃燒二氧化硫硫酸型酸雨煙塵霧霾通過化學反應進行物質轉化，得到煤氣、沼氣等清潔燃料；以及塑料、合成橡膠、合成纖維等高分子材料。煤、石油等化石燃料和秸稈等生物質直接燃燒，其應用范圍有限且污染嚴重。化學在材料的研制和創新中發揮重要作用！高分子材料的結構示意圖鏈狀結構網狀結構高分子材料都是由大量小分子聚合而成的聚合物，具有鏈狀結構或網狀結構。熱塑性加熱融化聚乙烯塑料，聚氯乙烯塑料熱固性加熱不融化插座，鍋的手柄天然高分子材料天然橡膠羊毛棉花人工合成的高分子材料塑料合成纖維合成橡膠合成材料主要性能常見類型應用舉例塑料合成橡膠合成纖維常見的合成材料密度小、耐腐蝕、易加工彈性和絕緣性好強度高、彈性好、耐磨、耐腐蝕聚乙烯、聚丙乙烯、聚氯乙烯等順丁橡膠、丁苯橡膠等絕緣材料、包裝材料、農用薄膜、管道、機械零件等。聚丙烯纖維(丙綸)、聚對二苯二甲酸乙二酯纖維(滌綸)輪胎、密封制品、防護用品紡織原料、過濾材料、建筑材料等塑料名稱聚對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塑料代碼010203040506回收標志我國制定的塑料包裝制品回收標志及對應的塑料名稱(部分)調查與研究了解塑料垃圾的種類、化學成分和可能產生的危害。合成材料的優勢年產10萬噸的合成纖維廠產量相當于約8萬公頃棉田一年的產棉量約2千萬只綿羊一年的產毛量年產10萬噸的合成橡膠廠產量相當于約15萬公頃橡膠林一年的產膠量或復合材料、功能材料現代航空航天、信息技術、生物醫藥和海洋工程的發展，對材料性能提出了更高的要求。人們不僅將幾種材料復合起來，綜合各組分性能的優點，形成復合材料；還開發了大量具有光、電、磁等特殊性質的功能材料。玻璃鋼—頭盔碳纖維復合材料—網球拍功能材料——新型人工電磁天線基于新型人工電磁材料的電磁黑洞有機材料有機高分子材料天然有機高分子材料棉花、羊毛、天然橡膠等合成有機高分子材料塑料、合成纖維、合成橡膠等天然纖維棉花、羊毛、蠶絲等合成纖維滌綸、丙綸、腈綸等塑料聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等探究區分棉纖維、羊毛纖維和滌綸探究區分棉纖維、羊毛纖維和滌綸纖維種類燃燒現象棉纖維羊毛纖維合成纖維易燃燒，燃燒有燒紙的氣味，燃燒后呈灰黑色、灰燼細而軟燃燒時纖維起泡成球，不能連續燃燒，有毛發燒焦的氣味，產物呈黑褐色小球且易碎近火時先熔化，后燃燒，有特殊氣味，燃燒后呈黑色塊狀，可壓碎結論：用燃燒法鑒別棉纖維、羊毛纖維和合成纖維。

棉纖維燃燒有燒紙的氣味，羊毛燃燒有燒毛發的氣味，合成纖維燃燒有特殊氣味。社會的可持續發展要以自然資源的合理開發和利用為基礎。物質的轉化貫穿資源利用的每個環節。資源生成產品使用廢棄物回收物質的轉化與物質的組成、結構、性質和應用密切相關，而這些正是化學的研究對象。化學與相關技術的發展，遵循增進人類福祉、尊重生命權力、合理控制風險等原則，充分考慮資源供給和環境承載能力，將為解決影響可持續發展的社會性科學議題開辟新的途徑，為人類創造更加美好的生活。跨學科融合解決實際問題的思路組成與結構變化與轉化性質與應用······化學物質化學變化反應條件定量關系······獲取途徑變化的實現方法······社會影響環境影響······解決方法導引