11.2化学与可持续发展课件----2024-2025学年九年级化学人教版（2024）下册

第十一单元　化学与社会 第十一单元　化学与社会 课题 2　化学与可持续发展 1 1.了解通过化学反应可以改变传统的能源利用方式。（科学态度与责任） 2.知道常见的塑料、合成纤维和合成橡胶及其应用。（科学探究与实践） 3.认识新材料的发展对人类社会的进步所起的重要作用。（科学态度与责任） 4.了解使用合成材料对人和环境的影响，学会辩证地看待事物的利与弊。（科学态度与责任） 2 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，产生了哪些材料或能源。 空气：空气中的氮气、氧气和少量二氧化碳等被利用。例如，氧气用于呼吸和燃烧，氮气用于制造化肥和药物。 水：水被广泛应用于农业灌溉、工业冷却和人类生活。水也是氢气和氧气的来源，可以通过电解水制取氧气和氢气。 化石燃料：包括煤、石油和天然气，它们主要由碳和氢元素组成，通过燃烧释放能量，是重要的能量来源。 金属矿物：金属元素存在于地壳中，通过采矿和提炼获取。例如，铜、铝、铁等广泛应用于电子设备、建筑和交通工具。 太阳能：通过光合作用或太阳能电池板转换为化学能或电能。 生物质：植物和动物等生物质可以通过发酵、燃烧或化学转化生产生物燃料、生物塑料等。 海水：通过淡化技术提供淡水，或者提取其中的盐分用于制造化学品。 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，产生了哪些材料或能源。 5 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。 煤的清洁利用、电解水制氢、风力发电机、光伏电池、燃料电池、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。 说明 一、化学与能源利用　 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。 1. 化石能源的利用方式 （1）煤的开发：煤是古代植物埋藏在地下经历了复杂的变化逐渐形成的固体可燃性物质。我国的煤炭储量居世界前列，并且煤在我国的能源结构中占有较大比重。煤的开采方式根据其埋藏深度不同，一般分为矿井开采和露天开采两种方式。煤可以直接作为燃料燃烧，为工业生产提供能量，也可以作为工业原料制取其他产品，如水煤气、沥青等。 （2）石油的开发：石油又称原油，它是一种重要的化石能源，被广泛用于各种工业和交通运输领域。 2. 化石能源利用对环境的影响 化石能源的大规模开采和利用对环境和生态系统产生了严重的影响。这些影响包括但不限于大气污染、气候变化、水资源污染和生物多样性丧失等。 3. 为降低化石能源利用对环境的影响而采取的措施 （1）提高能源利用效率：通过技术革新和优化能源利用方式，减少单位产出所需的能源量。 （2）推广清洁能源：如风能、太阳能、水能等可再生能源，逐步替代化石能源。 （3）碳捕获和储存技术：减少二氧化碳等温室气体的排放。 （4）加强环境监管：通过法律和政策手段，规范和约束化石能源的开采和利用行为。 （5）环保科技研发：投入资源研究和开发更加环保的技术，以减少化石能源利用对环境的危害。 （1）高分子材料都是由大量小分子聚合而成的聚合物，具有链状或网状结构。但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。 （2）纤维分合成纤维（如涤纶等）和天然纤维（如棉花、羊毛等）；橡胶分合成橡胶（如汽车轮胎等）和天然橡胶（如从橡胶树中获取的橡胶等）。 说明 （1）概念：用高分子化合物制成的材料。 二、化学与材料开发　 1.高分子材料 （2）分类 高分子材料 人工合成的高分子材料（简称合成材料） 天然高分子材料 通过化学方法合成，如塑料、合成橡胶、合成纤维等 不需要通过化学方法合成，如棉花、羊毛、天然橡胶等 （1）主要性能：密度小、耐腐蚀、易加工。 2.塑料 （2）常见类型：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯等。 （3）应用举例：绝 缘 材 料、包 装 材 料、农 用 薄 膜、管 道、机 械 零件等。 （4）使用塑料的利与弊 利：塑料的制造成本低，而且密度小、耐用、防水；塑料容易被加工成不同的形状；大部分塑料的抗腐蚀能力强；不与酸或碱反应；塑料一般不导热、不导电，是良好的绝缘体。 弊：有些塑料容易燃烧，燃烧时产生有害气体；大部分塑料不易腐烂，也不能被细菌分解，容易造成“白色污染”；回收利用废弃塑料时分类十分困难，而且经济上不合算；塑料是由石油炼制的产品制成的，而石油资源是有限的；某些材质（如聚氯乙烯）的塑料制品，使用不当会对人体健康造成危害。 拓展 聚乙烯塑料与聚氯乙烯塑料的鉴别方法 塑料 有毒塑料（聚氯乙烯塑料） 无毒塑料（聚乙烯塑料） 燃烧现象 不易燃烧，有刺激性气味（生成氯化氢气体） 易燃烧，无刺激性气味 颜色 一般有色 一般无色 透明度 一般较差 一般半透明 质量 较重 较轻 能否用来包装食品 不能 能 10 （1）主要性能：弹性和绝缘性好。 3.合成橡胶 （2）常见类型：顺丁橡胶、丁苯橡胶、异戊橡胶、硅橡胶等。 （3）应用举例：轮胎、密封制品、防护用品等。 （1）纤维的分类 4.合成纤维 （2）合成纤维的优缺点 （3）应用：纺织原料、过滤材料、建筑材料等 纤维 合成纤维 天然纤维 如聚丙烯纤维（丙纶）、聚对苯二甲酸乙二酯纤维（涤纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）等 如棉花、羊毛、蚕丝、麻、木材和草类等 优点：强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水等 缺点：吸水性和透气性较差 合成纤维与棉纤维或羊毛纤维混合纺织，可使衣服穿起来既舒适又不易产生褶皱。 拓展 几种常见纤维的鉴别 羊毛、棉、合成纤维的成分不同，利用灼烧的方法可以区分三者： 规律总结 纤维种类 成分 燃烧现象 气味 灰烬 羊毛 蛋白质 燃烧时有烧焦羽毛气味 灰烬呈黑褐色，用手指可压成粉末 棉 纤维素 燃烧时有烧纸的气味 灰烬为灰黑色，易压碎 合成纤维（涤纶、尼龙等） — 燃烧时有特殊气味，常伴有迅速卷缩的现象，趁热可以拉成丝 灰烬为灰褐色玻璃球状，不易破碎 （1）合成材料的利与弊 5.合成材料与环境污染 ①利：合成材料的应用与发展，大大方便了人类的生活。 ②弊：废弃合成材料的急剧增加也带来了环境问题，废弃塑料带来的“白色污染”尤为严重。 （2）“白色污染”及其危害 “白色污染”即指塑料废弃物给环境带来的污染。日常生活中人们使用的塑料购物袋、塑料食品包装、一次性泡沫快餐饭盒，还有农村大量使用的农用地膜等，大部分塑料在自然环境中很难降解，长期堆积会破坏土壤，污染地下水，危害海洋生物的生存；如果焚烧含氯塑料会产生有刺激性气味的氯化氢等气体，从而对空气造成污染。 与颜色无关。 （3）消除“白色污染”的措施 ①减少使用不必要的塑料制品； ②重复使用某些塑料制品； ③使用一些新型的、可降解的塑料； ④回收各种废弃塑料。 （4）回收废弃塑料的好处：塑料回收不仅可以减少废弃塑料的数量，而且可以节约资源。 不能理解为禁止使用。 不同种类的塑料回收再利用的途径是不同的，塑料的分类是回收再利用中的一个重要环节。 （5）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） 如图所示，塑料包装制品回收标志由图形、塑料代码、对应的缩写代号组成。 01 ：塑料代码，代表不同的塑料 PET ：塑料缩写代号，位于图形下方 16 6.新型材料 （1）常见化学材料 ①金属材料包括纯金属和它们的合金，日常生活中应用的多数是合金，如生铁和钢。 ②无机非金属材料中使用量最大的有陶瓷、玻璃、水泥等。 ③高分子材料包括塑料、合成纤维、合成橡胶。 （2）复合材料：改进金属材料、无机非金属材料和高分子材料的性能，并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。 （3）具有光、电、磁等特殊性质的功能材料。 说明 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。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，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、尊重生命权利、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。 18 方法点拨 跨学科融合解决实际问题的思路 学习的目的在于应用，在于解决实际问题。在解决与化学有关的实际问题时，我们要应用化学知识和观念，从物质的组成与结构、变化与转化、性质与应用等视角，分析该问题涉及哪些化学物质，发生了哪些变化，变化需要什么条件，存在哪些定量关系，等等。然后，结合这些物质的获取途径和相关变化的实现方法，分析其对社会、环境等因素的影响，提出解决方案。 在生产和生活中，我们遇到的实际问题大多比较复杂，涉及不同领域，需要我们运用跨学科融合的思路来解决。例如，风能的有效利用，涉及地理、物理、化学等基础学科，以及材料、机械、电力等技术领域，需要全面考虑环境保护、经济效益等多方面的需求，综合运用各学科知识，采用合适的方法，进行系统规划和实施。 19 (1)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。 塑料垃圾的种类和化学成分：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）等。塑料垃圾产生的危害：“白色污染”即指塑料废弃物给环境带来的污染。日常生活中人们使用的塑料购物袋、塑料食品包装、一次性泡沫快餐饭盒，还有农村大量使用的农用地膜等，大部分塑料在自然环境中很难降解，长期堆积会破坏土壤，污染地下水危害海洋生物的生存；如果焚烧含氯塑料会产生有刺激性气味的氯化氢等气体，从而对空气造成污染。 有针对性地设计塑料垃圾资源化方案并实施如下： ①分类收集塑料垃圾：在家庭、学校或社区中设置不同的垃圾桶，用于分类收集不同种类的塑料垃圾。例如，设置专门的垃圾桶收集可回收塑料（如塑料瓶、塑料袋等）以及不可回收塑料（如一次性餐具等）。 资源化利用可回收塑料：将可回收塑料送至回收站或相关机构进行资源化处理。一些常见的资源化方法包括再生利用、熔融再制造等，将塑料转化为新的产品，减少对原材料的需求。 ②宣传和教育：在家庭、学校或社区中开展宣传和教育活动，提高人们对塑料垃圾危害的认识，鼓励大家减少塑料使用，并正确分类和处理塑料垃圾。 有针对性地设计塑料垃圾资源化方案并实施如下： ③倡导替代品的使用：鼓励使用可降解塑料或其他替代品，减少对传统塑料的依赖。例如，在学校或社区中推广使用可重复使用的餐具、购物袋等。 ④参与社区清洁活动：组织志愿者参与社区清洁活动，清理公共场所的塑料垃圾，提高社区环境的整洁度。 ⑤合作与倡议：与当地政府、环保组织或其他相关机构合作，共同推动塑料垃圾的资源化和减少塑料污染的努力。提出相关倡议和政策建议，促进可持续发展。 通过以上方案的实施，可以有效地资源化利用塑料垃圾，减少对环境的危害，并提高人们的环保意识和责任感。需要注意的是，具体的实施方案应根据当地的实际情况和资源进行调整和优化。同时，持续的宣传和教育是推动塑料垃圾资源化的关键，以确保方案的长期有效性。 (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。 世界环境日的由来可以追溯到 1972 年 6 月5 日至 16 日在瑞典斯德哥尔摩召开的人类环境会议。在这次会议上通过了《人类环境宣言》。会议建议将这次会议的开幕日，即 6 月 5 日定为“世界环境日”。同年 10 月，联合国大会接受了这项建议。从那时起，每年的 6 月 5 日，世界各国都会开展各种环境保护宣传纪念活动。世界环境日旨在提醒全世界关注和保护人类赖以生存的环境，并鼓励公众和各国政府积极参与环境保护，推动全球环境意识的提升。 2021 ～ 2024 年的世界环境日主题如下： 2021 年的主题是“生态系统恢复”。 2022 年的主题是“只有一个地球”。 2023 年的主题是“塑料污染的解决方案”。 2024 年的主题是“土地修复、荒漠化和干旱韧性”。 化学在许多环境解决方案中起着核心作用。例如，化学帮助开发了更清洁的能源技术，如太阳能电池板和燃料电池，减少了对化石燃料的依赖。此外，化学还在减少污染和废物处理方面发挥了重要作用，包括开发生物降解塑料、优化废水处理过程等。在农业领域，化学也促进了可持续发展，例如通过研发高效农药和肥料，提高了粮食产量，同时减少了对环境的影响。总的来说，化学在推动绿色技术和产品创新、解决环境问题以及实现社会可持续发展目标方面发挥着关键作用。 1.高分子材料 5.合成材料与环境污染 3.合成橡胶 主要性能、常见类型、应用举例、使用塑料的利与弊 二、化学与材料开发 2.塑料 4.合成纤维 开发可再生和环境友好的新能源。 6.新型材料 一、化学与能源利用 通过化学反应将化石能源转化为清洁、便利的二次能源。 主要性能、常见类型、应用举例 分类、优缺点、应用 本节课你学会了哪些知识？ 收获了什么方法？ 还有什么疑惑吗？ 2.材料与人类生活密切相关。下列物品的主要成分属于有机合成材料的是（   ） B A.大理石华表 B.塑料水管 C.陶瓷餐具 D.黄金面具 1.新能源开发对人类的可持续发展具有重要意义。下列能源属于新能源的是（　） A．氢能 B．煤炭 C．石油 D．天然气 A 3.为减少“白色污染”，下列做法不正确的是（   ） A.焚烧废弃塑料 B.重复使用塑料袋 C.用布袋代替塑料袋 D.使用微生物降解塑料 A 4.材料是人类社会物质文明进步的重要标志之一。下列属于复合材料的是（   ） A.铝锂合金 B.玻璃纤维 C.玻璃钢 D.PP聚丙烯塑料 C 28 5.我们要养成垃圾分类的好习惯。矿泉水瓶、易拉罐属于（　　） 6.研究人员提出利用含硫物质热化学循环实现太阳能的转化与储存，过程如图所示。下列说法错误的是（　　） A．整个流程最终实现太阳能转化为电能 B．反应Ⅰ属于分解反应，有三种物质生成 C．反应Ⅱ中H2SO4和S的化学计量数之比是2∶1 D．为实现目的，需不断向流程中补充S和H2O D A 7.化学与生活息息相关，我们的衣食住行都离不开化学。下列服装所使用的材料中，属于有机合成材料的是　　（填字母），鉴别A和B两种材料的方法是_____________________________________________________________________。 C 分别取样品灼烧，产生烧焦羽毛气味的是羊毛，不产生烧焦羽毛气味的是棉花 30 $$