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

Chemistry 不积跬步，无以至千里；不积小流，无以成江海 课题2 化学与可持续发展钠及其化合物 【考点清单】 考点1 化学与能源利用 1．能源利用的新途径 （1）通过化学反应将化石能源转化为清洁、便利的二次能源。 常见的二次能源有：电能、焦炭、煤气、沼气、煤油、汽油等石油制品。 （2）开发可再生和环境友好的新能源。 常见的新能源有：太阳能、风能、地热能、氢能、核能、生物质能等。 2．化学在新能源领域的应用 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领域。 考点2 化学与材料开发 1．高分子材料 （1）煤和石油通过化学反应进行物质转化，得到煤和沼气等燃料和化工原料，以及高分子材料。 （2）天然有机高分子材料 ，如：天然橡胶、棉花、羊毛和蚕丝； （3）合成有机高分子材料，简称合成材料。三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶 棉花、羊毛、蚕丝属于天然纤维； 2. 有机高分子材料的结构和性质 有机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。 链状结构：热塑性，如聚乙烯塑料（聚合物）； 网状结构：热固性，如酚醛塑料（俗称电木）、脲醛塑料（俗称电玉） 3.合成材料的优点： 在某些方面有更优异的性能，便于大规模工业化生产，成本低，产量稳定。 4.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 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 轮胎、密封制品防护用品 合成纤维 强度高，弹性好，耐磨耐腐蚀 丙纶、涤纶、腈纶 纺织原料、过滤材料、建筑材料 5．常见材料分类 （1）金属材料：包括纯金属和合金； （2）无机非金属材料：玻璃、陶瓷和水泥等； （3）高分子材料：天然高分子材料和有机合成高分子材料。 （4）复合材料：包括碳纤维复合材料、玻璃纤维增强塑料（玻璃钢）、芳纶复合材料 （5）功能材料：具有光、电、磁等特殊性质。 6. 鉴别羊毛纤维、棉纤维和涤纶（合成纤维） 方法 现象 结论 灼烧 易燃烧，有烧纸的气味，灰烬为灰黑色，手捻时全部成粉末 棉纤维 燃烧时有烧焦羽毛的气味，灰烬成黑褐色 羊毛纤维 先熔化再燃烧（边熔化边燃烧），燃烧有特殊气味，灰烬为黑色玻璃球状，不易捻碎 涤纶（合成纤维） 【题组精炼】 题组一　化学与能源利用 1．电能是电气时代不可或缺的二次能源。下列发电方式中，利用了化学能源的是 A．水力发电 B．风力发电 C．燃煤发电 D．太阳能发电 2．当今社会各国正在积极开发新能源。你认为下列能源属于可再生能源的是 A．可燃冰 B．风能 C．石油 D．煤炭 3．我国科学家发现了CO2高效转化新过程，首次把二氧化碳加氢“变”成汽油，这一技术有望减轻对传统化石能源的依赖。 (1)化石能源主要包含煤、石油、天然气，化石燃料属于 (填“纯净物”、“混合物”)，在使用过程中排放出大量的CO2造成的环境问题是 。 (2)植物通过 吸收二氧化碳，生成葡萄糖和氧气，该过程 (填“是”、“否”)属于缓慢氧化。 (3)制氢、二氧化碳加氢制备汽油流程如下图 ①制氢流程中生成H2和O2的质量比是 。 ②若汽油主要成分为C8H18，则二氧化碳加氢制备C8H18的化学方程式为 。 题组二　化学与材料开发 4．下列常见物品的制作材料属于有机合成材料的是 A．木梳 B．陶瓷杯 C．塑料盆 D．纯棉手套 5．下列各组实验方法能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验方法 A 鉴别黄金和黄铜 用酒精灯加热 B 鉴别蚕丝和羊毛 灼烧，闻气味 C 除去铁钉表面的铁锈 将锈蚀的铁钉长时间浸泡在过量的稀盐酸中 D 除去NaCl溶液中少量Na2SO4 加入过量BaCl2溶液，过滤 A．A B．B C．C D．D 6．2024年5月3日“嫦娥六号”成功发射。“嫦娥六号”使用了大量复合材料。下列关于复合材料的说法中不正确的是 A．玻璃钢是常见的复合材料 B．复合材料是一种新型材料 C．多种材料混在一起就是复合材料 D．复合材料综合了不同材料的优点 7．被誉为“新材料之王”的碳纤维材料被用于航空航天、风电、体育休闲、汽车等多个领域。下列不属于碳纤维材料特点的是 A．耐腐蚀 B．耐高温 C．膨胀系数小 D．密度大 【课后练习】 1．判断题 （1）电能、天然气、沼气、汽油等都是二次能源。( ) （2）氢能源因制取成本高、贮存难，现阶段还不能广泛利用( ) （3）石油分馏能得到汽油、煤油、柴油和煤焦油等能源。( ) （4）纤维素、蛋白质、聚乙烯等都是有机高分子化合物。( ) （5）棉花、羊毛、蚕丝等属于有机合成材料。( ) （6）区分棉花、羊毛和合成纤维可以燃烧闻气味。 （7）有机玻璃是一种复合材料( ) （8）玻璃钢既不是玻璃也不是钢，而是复合材料( ) （9）金属材料包括纯金属以及它们的合金，合金、合成纤维、合成橡胶都属于合成材料。( ) （10）碳纤维、钢化玻璃、橡胶轮胎是复合材料( ) （11）陶瓷材料就是一种重要的合成材料。( ) （12）“嫦娥五号”使用的氧化铝陶瓷属于金属材料( ) （13）复合材料是将两种或两种以上的材料复合成一体而形成的材料。( ) 2．我国《可再生资源法》倡导碳资源转化与循环利用，下列说法错误的是 A．特定条件下，秸秆可转化为化石资源 B．煤、石油是很好的能源，其直接燃烧不会污染环境 C．以二氧化碳为原料转化成秸秆等生物质的变化主要是光合作用 D．石油分馏可制备汽油、煤油、柴油，是物理变化 3．电能是电气时代不可或缺的二次能源。下列发电方式中，利用了化学能源的是 A．水力发电 B．风力发电 C．燃煤发电 D．太阳能发电 4．居民生活垃圾中可回收物主要包含以下四种类型，其中属于有机合成材料的是 A．塑料 B．纸类 C．合金 D．玻璃 5．某服装标签的部分信息如表所示，下列相关说法不正确的是 成分 面料：涤纶56%  棉44% 里料：涤纶100% A．棉、涤纶均为有机合成纤维 B．可用灼烧的方法鉴别棉和涤纶 C．棉纤维柔软，吸水性、透气性好 D．多年后该服装仍可作为再生资源回收利用 6．区分下列各组物质，所加试剂及方案中有错误的是 选项 需区分的物质 方法一 方法二 A 氯化铵与磷矿粉 加水看是否溶解 观察颜色 B 羊毛织品与涤纶织品 观察颜色 点燃闻气味 C 厕所清洁剂和炉具清洁剂 加入酚酞溶液 加入小苏打 D 硬水和蒸馏水 取样，蒸干 加肥皂水 A．A B．B C．C D．D 7．2025 年哈尔滨亚洲冬季运动会的吉祥物命名为“滨滨”和“妮妮”，它们佩戴的滑雪镜镜片材料为聚碳酸酯塑料，坚固耐用。该塑料属于 A．天然材料 B．合成材料 C．金属材料 D．复合材料 8．垃圾被称为“放错了地方的资源”，对垃圾进行分类与回收利用是建设环境友好型社会的重要内容之一。化学兴趣小组的同学们利用周末时间对塑料垃圾的产生及危害、处理方法、焚烧后气体的成分、防止污染的途径等内容展开了项目式学习活动。 (1)活动一：调查塑料垃圾的产生及危害 【走访调查】同学们分成若干小组进入社区进行调查，发现人们在日常生活中很喜欢使用塑料制品，原因是 。 【小组交流】同学们交流后认为，塑料属于 材料，不易降解，废弃塑料制品的随意丢弃会造成“白色污染”。 (2)活动二：了解塑料垃圾的处理方法 【咨询专家】同学们就“塑料垃圾的处理方法”咨询了垃圾处理厂的技术专家，据专家介绍，大多数可回收塑料被加工成颗粒，然后制造成新的塑料产品。然而，塑料薄膜、薄塑料袋等却不可回收利用，通常它们会被填埋或焚烧掉。 【分析讨论】日常生活中可被回收的塑料制品是 （举一种）。 (3)活动三：探究塑料垃圾焚烧后气体的成分 【查阅资料】塑料焚烧时会产生多种有害气体，特别是用于包装物品的塑料袋中常含氯元素，焚烧后会产生氯化氢气体。 【实验验证】同学们在实验室中进行了以下实验，探究含氯塑料焚烧产生的气体中是否有氯化氢。 【反思评价】 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取少量含氯塑料置于焚烧炉中进行焚烧，将焚烧产生的气体通入水中 含氯塑料焚烧产生的气体中有氯化氢 ②取步骤①所得溶液于试管中，向其中滴加紫色石蕊溶液 ③另取步骤①所得溶液于试管中，向其中滴加适量稀硝酸和 产生白色沉淀 【反思评价】 i实验步骤③中发生反应的化学方程式为 。 ii.有同学认为，塑料属于有机物，所以步骤②中实验现象产生的原因还可能是 。 活动四：探寻防止塑料污染的途径 【交流探讨】同学们根据调查结果，结合日常生活经验进行交流，认为防止塑料污染的途径主要有减少塑料制品的使用、提高塑料回收利用率、寻找替代塑料的新材料等。 【成果展示】同学们通过项目式学习活动对塑料垃圾的产生、危害、处理和防治等有了一定的了解，他们将学习成果制成海报，张贴在学校、社区进行宣传。 【题组精炼】 题组一　化学与能源利用 1．电能是电气时代不可或缺的二次能源。下列发电方式中，利用了化学能源的是 A．水力发电 B．风力发电 C．燃煤发电 D．太阳能发电 【答案】C 【知识点】化学变化与物理变化判断、资源综合利用和新能源开发的重要意义 【详解】A、水力发电将水的势能转化为电能，没有新物质生成，没有利用化学能源。 B、风力发电将风能转化为电能，没有新物质生成，没有利用化学能源。 C、燃煤发电将化学能转化为电能，有新物质的生成，利用化学能源。 D、太阳能发电将太阳能转化为电能，没有新物质生成，没有利用化学能源。 故选C。 2．当今社会各国正在积极开发新能源。你认为下列能源属于可再生能源的是 A．可燃冰 B．风能 C．石油 D．煤炭 【答案】B 【知识点】绿色能源的开发及利用、化石燃料的形成及现状 【详解】A、可燃冰属于不可再生能源，不符合题意； B、风能属于可再生能源，符合题意； C、石油属于不可再生能源，不符合题意； D、煤炭属于不可再生能源，不符合题意； 故选B。 3．我国科学家发现了CO2高效转化新过程，首次把二氧化碳加氢“变”成汽油，这一技术有望减轻对传统化石能源的依赖。 (1)化石能源主要包含煤、石油、天然气，化石燃料属于 (填“纯净物”、“混合物”)，在使用过程中排放出大量的CO2造成的环境问题是 。 (2)植物通过 吸收二氧化碳，生成葡萄糖和氧气，该过程 (填“是”、“否”)属于缓慢氧化。 (3)制氢、二氧化碳加氢制备汽油流程如下图 ①制氢流程中生成H2和O2的质量比是 。 ②若汽油主要成分为C8H18，则二氧化碳加氢制备C8H18的化学方程式为 。 【答案】(1) 混合物 温室效应 (2) 光合作用 否 (3) 1:8 【详解】（1）化石能源主要包含煤、石油、天然气都是由多种物质组成的物质，属于混合物，二氧化碳是导致温室效应的主要气体之一，在使用过程中排放出大量的CO2造成的环境问题是温室效应。 （2）植物通过光合作用吸收二氧化碳，生成葡萄糖和氧气，物质与氧气发生反应叫做氧化反应，有些氧化反应进行很慢，不易被察觉，这样氧化反应叫做缓慢氧化，该过程不属于缓慢氧化。 （3）①制氢流程中生成H2和O2，即水在太阳能作用下反应生成氢气和氧气，，生成H2和O2的质量比=4:32=1:8。 ②若汽油主要成分为C8H18，由二氧化碳加氢制备汽油流程可知：二氧化碳与氢气在催化剂条件下反应生成水和C8H18，该反应化学式的表达式： 题组二　化学与材料开发 4．下列常见物品的制作材料属于有机合成材料的是 A．木梳 B．陶瓷杯 C．塑料盆 D．纯棉手套 【答案】C 【详解】A、木梳是用木材制成的，属于天然材料，故选项错误； B、陶瓷杯是用陶瓷制成的，陶瓷属于无机非金属材料，故选项错误； C、塑料盆是用塑料制成的，塑料属于三大合成材料之一，故选项正确； D、纯棉手套是用棉制成的，属于天然材料，故选项错误； 故选：C。 5．下列各组实验方法能达到实验目的的是 选项 实验目的 实验方法 A 鉴别黄金和黄铜 用酒精灯加热 B 鉴别蚕丝和羊毛 灼烧，闻气味 C 除去铁钉表面的铁锈 将锈蚀的铁钉长时间浸泡在过量的稀盐酸中 D 除去NaCl溶液中少量Na2SO4 加入过量BaCl2溶液，过滤 A．A B．B C．C D．D 【答案】A 【详解】A、黄铜为铜、锌合金，铜加热会变黑，而黄金不会，则能鉴别，该方法能达到实验目的； B、蚕丝和羊毛灼烧都有烧焦羽毛的气味，不能鉴别，该方法不能达到实验目的； C、铁锈的主要成分为氧化铁，能和盐酸反应，但长时间浸泡，盐酸还会和铁反应，该方法不能达到实验目的； D、硫酸钠能和氯化钡反应生成硫酸钡沉淀和氯化钠，但过量的氯化钡为新杂质，会引入新杂质，该方法不能达到实验目的。 故选A。 6．2024年5月3日“嫦娥六号”成功发射。“嫦娥六号”使用了大量复合材料。下列关于复合材料的说法中不正确的是 A．玻璃钢是常见的复合材料 B．复合材料是一种新型材料 C．多种材料混在一起就是复合材料 D．复合材料综合了不同材料的优点 【答案】C 【详解】A、玻璃钢是常见的复合材料，故A不符合题意； B、复合材料是一种新型材料，故B不符合题意； C、复合材料是由两种或两种以上不同功能和性质的材料，用化学方法按一定方式复合在一起制成的具有某些特殊性能并优点互补的新材料，而不是多种材料混在一起就是复合材料，故C符合题意； D、复合材料集中了组成材料的优点，故D不符合题意。 故选C。 7．被誉为“新材料之王”的碳纤维材料被用于航空航天、风电、体育休闲、汽车等多个领域。下列不属于碳纤维材料特点的是 A．耐腐蚀 B．耐高温 C．膨胀系数小 D．密度大 【答案】D 【详解】被誉为“新材料之王”的碳纤维材料被用于航空航天、风电、体育休闲、汽车等多个领域，由此可知，碳纤维材料耐腐蚀、耐高温、膨胀系数小、密度小等。故选D。 【课后练习】 1．判断题 （1）电能、天然气、沼气、汽油等都是二次能源。( ) （2）氢能源因制取成本高、贮存难，现阶段还不能广泛利用( ) （3）石油分馏能得到汽油、煤油、柴油和煤焦油等能源。( ) （4）纤维素、蛋白质、聚乙烯等都是有机高分子化合物。( ) （5）棉花、羊毛、蚕丝等属于有机合成材料。( ) （6）区分棉花、羊毛和合成纤维可以燃烧闻气味。 （7）有机玻璃是一种复合材料( ) （8）玻璃钢既不是玻璃也不是钢，而是复合材料( ) （9）金属材料包括纯金属以及它们的合金，合金、合成纤维、合成橡胶都属于合成材料。( ) （10）碳纤维、钢化玻璃、橡胶轮胎是复合材料( ) （11）陶瓷材料就是一种重要的合成材料。( ) （12）“嫦娥五号”使用的氧化铝陶瓷属于金属材料( ) （13）复合材料是将两种或两种以上的材料复合成一体而形成的材料。( ) 【答案】(1) √　　(2) √　(3) ×　(4) ×　(5) × (6)√　 (7)× (8) √　(9) ×　　(10) × (11) × (12) × (13) √ 2．我国《可再生资源法》倡导碳资源转化与循环利用，下列说法错误的是 A．特定条件下，秸秆可转化为化石资源 B．煤、石油是很好的能源，其直接燃烧不会污染环境 C．以二氧化碳为原料转化成秸秆等生物质的变化主要是光合作用 D．石油分馏可制备汽油、煤油、柴油，是物理变化 【答案】B 【详解】A、由图可知，特定条件下，秸秆可转化为化石资源，故选项说法正确； B、化石燃料包括煤、石油和天然气，它们均属于不可再生能源，且直接燃烧会生成很多污染性物质，故选项说法不正确； C、光合作用可将二氧化碳转化为秸秆等生物质，该选项说法正确； D、石油分馏的过程，是利用石油中各成分的沸点不同，将各成分进行分离，没有新物质生成，属于物理变化，故选项说法正确。 故选B。 3．电能是电气时代不可或缺的二次能源。下列发电方式中，利用了化学能源的是 A．水力发电 B．风力发电 C．燃煤发电 D．太阳能发电 【答案】C 【知识点】化学变化与物理变化判断、资源综合利用和新能源开发的重要意义 【详解】A、水力发电将水的势能转化为电能，没有新物质生成，没有利用化学能源。 B、风力发电将风能转化为电能，没有新物质生成，没有利用化学能源。 C、燃煤发电将化学能转化为电能，有新物质的生成，利用化学能源。 D、太阳能发电将太阳能转化为电能，没有新物质生成，没有利用化学能源。 故选C。 4．居民生活垃圾中可回收物主要包含以下四种类型，其中属于有机合成材料的是 A．塑料 B．纸类 C．合金 D．玻璃 【答案】A 【详解】A、塑料是三大合成材料之一，属于有机合成材料； B、纸类属天然纤维，不属于合成材料，错误； C、合金很明显不是有机物； D、玻璃是硅酸盐产品，属无机非金属材料。 故选A。 5．某服装标签的部分信息如表所示，下列相关说法不正确的是 成分 面料：涤纶56%  棉44% 里料：涤纶100% A．棉、涤纶均为有机合成纤维 B．可用灼烧的方法鉴别棉和涤纶 C．棉纤维柔软，吸水性、透气性好 D．多年后该服装仍可作为再生资源回收利用 【答案】A 【详解】A、棉属于天然纤维，涤纶属于有机合成纤维，A选项错误； B、棉灼烧时产生燃烧纸张的气味，涤纶灼烧时产生刺激性气味，可用灼烧的方法鉴别棉和涤纶，B选项正确； C、棉纤维柔软，吸水性、透气性好，C选项正确； D、棉、涤纶可以回收利用，因此多年后该服装仍可作为再生资源回收利用，D选项正确。 故选：A。 6．区分下列各组物质，所加试剂及方案中有错误的是 选项 需区分的物质 方法一 方法二 A 氯化铵与磷矿粉 加水看是否溶解 观察颜色 B 羊毛织品与涤纶织品 观察颜色 点燃闻气味 C 厕所清洁剂和炉具清洁剂 加入酚酞溶液 加入小苏打 D 硬水和蒸馏水 取样，蒸干 加肥皂水 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A、氯化铵溶于水，磷矿粉难溶于水，加水比较溶解情况可以区分；磷矿粉是灰白色的，氯化铵是白色的，观察颜色可以区分，A选项正确； B、羊毛织品与涤纶织品的颜色可能相同，观察颜色无法区分；羊毛的主要成分是蛋白质，灼烧有烧焦羽毛的气味，涤纶灼烧有特殊的刺激性气味，点燃闻气味可以区分，B选项错误； C、厕所清洁剂的主要成分是盐酸，显酸性，不能使无色酚酞试液变色，炉具清洁剂的主要成分是氢氧化钠，显碱性，能使无色酚酞试液变红，现象不同，可以区分；加入小苏打，厕所清洁剂的主要成分盐酸能与碳酸氢钠反应生成氯化钠、二氧化碳和水，产生气泡，炉具清洁剂的主要成分氢氧化钠和小苏打不反应，无明显现象，现象不同，可以区分，C选项正确； D、硬水是含有较多可溶性钙、镁化合物的水，取样，蒸干，硬水会有固体残留，蒸馏水完全消失，可以区分；蒸馏水中滴加肥皂水，现象是泡沫多、浮渣少，硬水中滴加肥皂水，现象是泡沫少、浮渣多，可以区分，D选项正确。 故选：B。 7．2025 年哈尔滨亚洲冬季运动会的吉祥物命名为“滨滨”和“妮妮”，它们佩戴的滑雪镜镜片材料为聚碳酸酯塑料，坚固耐用。该塑料属于 A．天然材料 B．合成材料 C．金属材料 D．复合材料 【答案】B 【详解】聚碳酸酯塑料属于塑料，塑料是三大合成材料之一。 故选B。 8．垃圾被称为“放错了地方的资源”，对垃圾进行分类与回收利用是建设环境友好型社会的重要内容之一。化学兴趣小组的同学们利用周末时间对塑料垃圾的产生及危害、处理方法、焚烧后气体的成分、防止污染的途径等内容展开了项目式学习活动。 (1)活动一：调查塑料垃圾的产生及危害 【走访调查】同学们分成若干小组进入社区进行调查，发现人们在日常生活中很喜欢使用塑料制品，原因是 。 【小组交流】同学们交流后认为，塑料属于 材料，不易降解，废弃塑料制品的随意丢弃会造成“白色污染”。 (2)活动二：了解塑料垃圾的处理方法 【咨询专家】同学们就“塑料垃圾的处理方法”咨询了垃圾处理厂的技术专家，据专家介绍，大多数可回收塑料被加工成颗粒，然后制造成新的塑料产品。然而，塑料薄膜、薄塑料袋等却不可回收利用，通常它们会被填埋或焚烧掉。 【分析讨论】日常生活中可被回收的塑料制品是 （举一种）。 (3)活动三：探究塑料垃圾焚烧后气体的成分 【查阅资料】塑料焚烧时会产生多种有害气体，特别是用于包装物品的塑料袋中常含氯元素，焚烧后会产生氯化氢气体。 【实验验证】同学们在实验室中进行了以下实验，探究含氯塑料焚烧产生的气体中是否有氯化氢。 【反思评价】 实验步骤 实验现象 实验结论 ①取少量含氯塑料置于焚烧炉中进行焚烧，将焚烧产生的气体通入水中 含氯塑料焚烧产生的气体中有氯化氢 ②取步骤①所得溶液于试管中，向其中滴加紫色石蕊溶液 ③另取步骤①所得溶液于试管中，向其中滴加适量稀硝酸和 产生白色沉淀 【反思评价】 i实验步骤③中发生反应的化学方程式为 。 ii.有同学认为，塑料属于有机物，所以步骤②中实验现象产生的原因还可能是 。 活动四：探寻防止塑料污染的途径 【交流探讨】同学们根据调查结果，结合日常生活经验进行交流，认为防止塑料污染的途径主要有减少塑料制品的使用、提高塑料回收利用率、寻找替代塑料的新材料等。 【成果展示】同学们通过项目式学习活动对塑料垃圾的产生、危害、处理和防治等有了一定的了解，他们将学习成果制成海报，张贴在学校、社区进行宣传。 【答案】(1) 使用便利或塑料制品便宜（合理即可） 有机合成（或合成） (2)矿泉水瓶（合理即可） (3) 无明显现象 溶液变红 硝酸银溶液 塑料中含有碳元素，燃烧生成二氧化碳，二氧化碳与水反应生成碳酸，碳酸使紫色石蕊溶液变红。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$