内容正文:
第十一单元 化学与社会
课题2 化学与可持续发展
核心素养目标
科学态度与责任:
认识化学在自然资源合理开发、环境保护及可持续发展中的重要作用,增强节约资源、保护环境的意识,树立利用化学知识促进社会可持续发展的责任感,践行绿色化学理念。
化学观念:
形成 “化学为可持续发展提供物质保障” 的观念,理解化学在能源转化、材料研制中的关键作用,认识物质转化与资源利用、环境保护的密切联系。
科学思维:
通过分析能源利用、材料开发中的化学过程(如煤的气化、高分子材料的合成),培养归纳概括、逻辑推理能力
重点
化学在能源利用(如清洁能源开发)、材料开发(如合成材料研制)中的应用;
可持续发展理念与化学实践的结合(如资源循环利用)。
难点
理解化学转化在能源高效利用和新型材料研发中的机制(如电解水制氢、复合材料性能优化);
运用跨学科知识解决可持续发展中的实际问题(如塑料垃圾资源化方案设计)
课前导入
探究:写出下列物质的化学式、元素组成和相对分子质量。
物质 化学式 元素组成 相对分子质量
甲烷
乙醇
葡萄糖
蛋白质 /
淀粉
硫酸
氯化钠
C、H
C、H、O
C、H、O
C、H、O、N等
C、H、O
16
46
180
几万至几十万
H、S、O
Na、Cl
98
58.5
几万至几百万
CH4
C2H6O
C6H12O6
(C6H10O5)n
H2SO4
NaCl
一、有机化合物
新知学习
【讨论1】
(1)甲烷、乙醇、葡萄糖、淀粉和蛋白质的组成元素有什么共同点?
(2)甲烷、乙醇和葡萄糖的相对分子质量与淀粉和蛋白质的相对分子质量相比,有什么不同?
甲烷、乙醇和葡萄糖的相对分子质量都较小,而淀粉和蛋白质的相对分子质量较大。
它们的组成元素中都含有碳元素。
新知学习
化合物
无机化合物
有机化合物
不含碳元素的化合物。
含碳元素的化合物。
如:H2O、NaCl、H2SO4 等。
如:CH4 、 C2H5OH、葡萄糖等。
不是所有的含碳化合物都是有机物 ,无机物中也可能含碳元素。如:CO、CO2、H2CO3及碳酸盐等具有无机化合物的特点,因此把它们看作无机化合物。
注意
新知学习
三、有机合成材料
棉花
尼龙绳
三、有机合成材料
用有机高分子化合物制成的材料是有机高分子材料。
天然有机高分子材料
天然橡胶
棉花
羊毛
化合物 化学式 相对分子质量
甲烷
乙醇
葡萄糖
淀粉
蛋白质
CH4
16
C2H5OH
46
(C6H10O5)n
C6H12O6
180
几万至几十万
几万至几百万
有机小分子化合物
有机高分子化合物
有机物
许多乙烯分子(C2H4)聚合形成聚乙烯
简称有机高分子,大部分是由有机小分子化合物聚合而成的,常被称为聚合物
新知学习
9
二、有机高分子材料
用有机高分子化合物制成的材料。
天然有机高分子材料
合成有机高分子材料
有机高分子材料
棉花
羊毛
天然橡胶
塑料
合成纤维
合成橡胶
新知学习
10
我们穿的衣服通常是由纤维织成的。棉花、羊毛、蚕丝等属于天然纤维;涤纶、锦纶(尼龙)和腈纶等属于合成纤维。合成纤维的强度高、弹性好、耐磨和耐化学腐蚀,但它的吸水性和透气性较差。因此,人们常将合成纤维与棉纤维和羊纤维混合纺织,使衣服穿起来既舒适又不易褶皱。
天然纤维和合成纤维的鉴别方法——灼烧法
可以根据燃烧情况、气味、灰烬判断出是天然纤维还是合成纤维。
纤维种类 燃烧情况 气 味 灰 烬
棉纤维
羊毛纤维
合成纤维
易燃,直接燃烧
起泡成球,
不延续燃烧
先熔化再燃烧
或边熔化边燃烧
烧纸的气味
烧焦羽毛的气味
特殊气味
灰色,灰烬细而软
黑褐色小球,易碎
黑色或褐色,硬块
纤维
天然纤维
合成纤维
如棉花、羊毛、蚕丝等。
如涤纶、锦纶(尼龙)、腈纶等。
强度高
弹性好
耐磨
耐化学腐蚀
吸水性和透气性好
新知探究
纤维
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烧纸的气味
烧焦羽毛的气味
有强烈的刺激性气味
棉纤维
合成纤维
羊毛纤维
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【讨论1】
1. 装食品用的聚乙烯塑料袋如何封口?
2. 电木插座破裂后能否热修补?为什么?
电木具有热固性,破裂后不能热修补。
聚乙烯塑料具有热塑性,聚乙烯塑料袋可以采用加热的方法封口。
讨论2:塑料的利和弊
大部分塑料很难降解,长期堆积会破坏土壤,污染地下水,危害海洋生物的生存,燃烧则会造成空气污染等。
合成材料的应用与发展大大方便了人们的生活,但合成材料废弃物的急剧增加带来了环境问题,废弃塑料带来的“白色污染”尤为严重。
要解决 “白色污染”问题,应该从以下几个方面着手:
①减少使用不必要的塑料制品,如用布袋代替塑料袋等;
②重复使用某些塑料制品如塑料袋、塑料盒等;
③使用一些新型的、可降解的塑料,如微生物降解塑料和光降解塑料等;
④分类回收各种废弃塑料。
塑料包装制品回收标志
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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
解决“白色污染”的措施
如用布袋代替塑料袋等
如塑料袋、塑料盒等
回收各种废弃塑料
如微生物降解塑料和光降解塑料等
重复使用某些塑料制品
PVC
知识拓展
复合材料
包括基体和增强材料两部分,性能优于原来的单一材料。
玻璃钢 碳纤维复合材料 钢筋混凝土
常见的复合材料
淀粉塑料杯
导电塑料发光
合成材料的新成就
塑料回收
使用塑料的利与弊
塑料由石油产品制成,成本低,耐用、防水,大部分耐强腐蚀,不与酸碱反应,一般不导热、不导电,是电的绝缘体,易被塑制成不同形状。
有些塑料易燃,且产生有毒气体,大部分塑料不腐烂,也不能被细菌分解,易造成“白色污染”,回收利用废弃塑料时,分类困难,且经济不合理……
“利”
“弊”
轻便、便宜、防水、可重复使用、耐腐蚀……
浪费石油资源;
塑料袋燃烧会产生有毒气体;不易降解,造成白色污染;回收再利用难度大……
1. 下列属于合成有机高分子材料的是( )
A. 羊毛
B. 不锈钢
C. 涤纶
D. 钢筋混凝土
随堂练习
C
2. 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.多种材料混合在一起就是复合材料
D.复合材料综合了不同材料的优点
随堂练习
C
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