11.2化学与可持续发展第一课时作业设计-2025-2026学年九年级化学人教版下册

第十一单元 课题2 化学与可持续发展（第一课时）作业设计 一、课时信息与课时分析 本课时为人教版九年级下册第十一单元课题2第一课时，教学内容涵盖化学与能源利用、化学与材料开发两大板块。学生在第七单元已初步学习化石燃料的相关知识，本课时引导学生从可持续发展的视角重新审视能源利用与材料开发的社会价值，既衔接已有知识基础，又拓展至化学与社会发展的宏观视野，为后续学习化学与环境保护奠定认知基础。 二、作业四维核心素养目标 化学观念：认识能源转化与材料分类的物质基础，建立“物质—能量—材料”相互关联的基本观念。科学思维：通过对比不同能源与材料的性能差异，形成分类、比较、归纳的思维方法。科学探究：能设计简单实验方案区分常见天然纤维与合成纤维，初步具备实验设计与现象分析能力。科学态度与责任：认识化学在推动社会可持续发展中的重要作用，树立节约资源、保护环境的责任意识。 三、设计思路 本作业以“能源利用—材料开发—可持续发展”为主线，按照基础巩固、能力提升、拓展培优三个层级递进设计。基础题紧扣课堂核心知识，帮助学生夯实能源分类、材料分类等基础概念；提升题引导学生联系生活实际分析能源与材料的选用问题，培养知识迁移能力；培优题聚焦跨学科综合实践与开放性论述，实现从知识识记到素养迁移的进阶，兼顾不同层次学生的发展需求。 四、作业内容 （一）基础巩固 1．下列能源中，属于不可再生能源的是（　　） A．太阳能　　　　B．风能　　　　C．煤炭　　　　D．地热能 2．下列关于化石燃料的说法中，正确的是（　　） A．化石燃料取之不尽、用之不竭 B．化石燃料完全燃烧后不会对环境造成任何影响 C．煤、石油、天然气都是古代生物遗骸经过复杂变化形成的 D．化石燃料可以直接用作化工原料，不需要进行加工转化 3．下列材料中，属于有机合成材料的是（　　） A．棉花　　　　B．羊毛　　　　C．塑料　　　　D．蚕丝 4．下列物品所用的主要材料中，属于金属材料的是（　　） A．陶瓷茶杯　　　　B．不锈钢菜刀　　　　C．塑料脸盆　　　　D．玻璃花瓶 5．下列关于塑料的说法中，错误的是（　　） A．塑料是人工合成的高分子材料 B．塑料一般具有密度小、耐腐蚀、易加工等优点 C．废弃塑料不会对环境造成任何影响 D．聚乙烯、聚丙烯都是常见的塑料品种 6．下列各组物质中，都属于天然高分子材料的是（　　） A．塑料、合成纤维 B．棉花、羊毛 C．合成橡胶、塑料 D．玻璃、陶瓷 7．区分棉纤维和羊毛纤维的常用方法是（　　） A．观察颜色　　　　B．灼烧闻气味　　　　C．测量长度　　　　D．用手触摸 8．下列关于新能源的说法中，不正确的是（　　） A．太阳能是一种清洁、可再生的能源 B．氢能燃烧产物只有水，是理想的清洁能源 C．风能发电不会对环境产生任何负面影响 D．开发新能源有利于缓解化石能源面临耗尽的危机 9．材料的发展与人类文明进步密切相关。下列材料出现的先后顺序正确的是（　　） A．青铜材料→钢铁材料→合成材料→复合材料 B．钢铁材料→青铜材料→合成材料→复合材料 C．合成材料→青铜材料→钢铁材料→复合材料 D．青铜材料→合成材料→钢铁材料→复合材料 10．下列关于复合材料的说法中，正确的是（　　） A．复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料复合而成 B．复合材料的性能比组成它的各组分材料都差 C．玻璃钢是一种金属材料 D．复合材料就是合金的另一种说法 11．填空题： （1）目前人们使用的燃料大多来自化石燃料，如煤、________和天然气等，它们属于________（填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）煤综合利用的方法主要有煤的干馏和煤的气化等，煤的干馏属于________变化。 （3）塑料、合成纤维和________被称为“三大合成材料”。 （4）白色污染是指废弃________带来的环境问题。 （5）碳纤维复合材料广泛应用于航空航天领域，这是因为它具有________、强度高等优点。 12．请将下列材料进行分类，把序号填入相应的横线上。 ①玻璃钢　②不锈钢　③陶瓷　④聚乙烯塑料　⑤羊毛　⑥合成橡胶　⑦玻璃　⑧铝合金 （1）金属材料：________________ （2）无机非金属材料：________________ （3）有机合成材料：________________ （4）复合材料：________________ （二）能力提升 13．阅读下列材料，回答问题。 材料一：煤炭是我国最主要的化石能源之一。长期以来，煤炭主要被直接燃烧用于发电和供暖。直接燃烧煤炭不仅利用率低，还会产生大量烟尘和有害气体，对大气环境造成严重污染。 材料二：近年来，我国大力推进煤炭的清洁高效利用。通过煤的气化、液化等技术，可以将煤炭转化为气体燃料或液体燃料，提高利用效率的同时减少污染物排放。此外，太阳能、风能、氢能等新能源的开发利用也取得了显著进展。 （1）请从资源利用和环境保护两个角度，分析为什么要推进煤炭的清洁高效利用。 （2）除了材料中提到的新能源，请再列举两种你知道的新能源，并分别说明它们各自的优点。 （3）作为一名中学生，在日常生活中你可以通过哪些实际行动来节约能源、保护环境？请至少写出三条具体做法。 14．某同学收集了生活中常见的几种塑料制品：矿泉水瓶、食品保鲜膜、雨衣、电源插座外壳。请回答下列问题： （1）这些塑料制品分别利用了塑料的哪些性质？请各举一例说明。 （2）塑料给我们的生活带来便利的同时，也带来了“白色污染”问题。请你从塑料的生产、使用和回收三个环节，分别提出一条减少白色污染的合理化建议。 （3）有人说“塑料是人类最伟大的发明之一”，也有人说“塑料是人类最糟糕的发明之一”。你怎么看待这个问题？请结合化学知识简要说明你的观点。 15．金属材料、无机非金属材料、有机合成材料和复合材料在生活中都有着广泛应用。请回答下列问题： （1）厨房中的下列物品：铁锅、瓷碗、塑料盆、不锈钢刀具，其中主要由有机合成材料制成的是哪一种？ （2）钢筋混凝土是一种常见的建筑材料，它属于上述四类材料中的哪一类？请说明判断理由。 （3）选择材料时需要综合考虑哪些因素？请至少写出三个方面。 16．能源是人类社会发展的重要物质基础。请结合所学知识回答下列问题： （1）化石能源在地球上的储量是有限的，最终会面临枯竭的危险。为了应对这一挑战，人类应该采取哪些措施？请写出两条。 （2）氢气被认为是未来最理想的能源之一。请从资源、燃烧产物和热值三个角度分析氢能作为能源的优点。 （3）目前氢能的大规模推广使用还面临哪些困难？请写出两条。 17．棉花、羊毛、涤纶是常见的纤维材料。某同学为了区分这三种纤维，设计了如下实验：分别取一小段三种纤维，用坩埚钳夹住，在酒精灯火焰上灼烧。 （1）请预测三种纤维灼烧时的现象，将预测结果填入下表。 　　棉花：________________________________ 　　羊毛：________________________________ 　　涤纶：________________________________ （2）该实验利用了物质的什么性质来区分不同纤维？这种区分方法属于物理方法还是化学方法？ （3）除了灼烧法，你还能想到其他区分棉纤维和合成纤维的方法吗？请简要说明。 （三）拓展培优 18．（综合探究题）某化学兴趣小组围绕“家用燃料的变迁”开展了一次调查研究活动。他们走访了当地居民家庭，了解到家用燃料经历了以下几个阶段： 第一代：木柴；第二代：煤炭；第三代：管道煤气；第四代：天然气；第五代（展望）：氢能。 请你参与该小组的研究，完成下列任务： （1）请从燃料利用率、环境污染程度、使用便利性等角度，分析家用燃料不断更新换代的原因。 （2）管道煤气的主要成分是一氧化碳，天然气的主要成分是甲烷。从安全角度考虑，使用天然气相比使用管道煤气有什么优势？请说明理由。 （3）如果未来氢能进入家庭作为燃料，请你预测使用氢气作为家用燃料需要解决哪些关键问题？请至少写出三个方面。 （4）结合家用燃料的变迁历程，谈谈你对“化学推动社会进步”这句话的理解。 19．（实践应用题）新型材料的不断涌现正在深刻改变着我们的生活。请阅读以下材料并回答问题： 材料：碳纤维是一种含碳量在百分之九十以上的高强度、高模量纤维。它既具有碳材料的固有特性，又兼备纺织纤维的柔软可加工性，是新一代增强纤维。碳纤维复合材料的密度不到钢的四分之一，但强度却是钢的七到九倍，同时还具有耐腐蚀、耐高温等优异性能。目前，碳纤维复合材料已广泛应用于航空航天、风力发电、体育器材、汽车制造等领域。 （1）碳纤维复合材料属于哪一类材料？它主要由哪两部分组成？ （2）根据材料，碳纤维复合材料相比传统的钢材，具有哪些突出的优点？请至少写出四点。 （3）请结合生活实际，设想一种碳纤维复合材料可能的新应用场景，并说明理由。 （4）有人说“新材料的研发离不开化学”，你是否同意这一观点？请结合本课时所学知识说明理由。 20．（开放论述题）党的二十大报告提出，要积极稳妥推进碳达峰碳中和。实现“双碳”目标，化学学科可以发挥重要作用。请你结合本课时所学的能源与材料知识，围绕“化学如何助力实现可持续发展”这一主题，写一篇小短文。 要求：观点明确，条理清晰，不少于三百字；至少从能源和材料两个角度展开论述；联系生活实际，举出具体实例。 五、参考答案 （一）基础巩固 1．C　【解析】煤炭属于化石燃料，是不可再生能源；太阳能、风能、地热能都属于可再生能源。 2．C　【解析】化石燃料是不可再生能源，并非取之不尽，A错误；化石燃料燃烧会产生二氧化碳等气体，对环境有影响，B错误；煤、石油、天然气都是古代生物遗骸经过漫长地质年代复杂变化形成的，C正确；化石燃料需要经过加工转化才能更高效利用，D错误。 3．C　【解析】棉花、羊毛、蚕丝都属于天然有机高分子材料；塑料属于有机合成材料。 4．B　【解析】不锈钢是铁的合金，属于金属材料；陶瓷属于无机非金属材料；塑料属于有机合成材料；玻璃属于无机非金属材料。 5．C　【解析】废弃塑料难以降解，会造成“白色污染”，对环境有很大影响，C说法错误。 6．B　【解析】棉花、羊毛都是自然界中天然存在的高分子材料；塑料、合成纤维、合成橡胶都是人工合成的高分子材料；玻璃、陶瓷属于无机非金属材料。 7．B　【解析】棉纤维灼烧有烧纸的气味，羊毛纤维灼烧有烧焦羽毛的气味，通过灼烧闻气味可以区分。 8．C　【解析】风能发电虽然清洁，但风力发电机的建设和运行也可能对鸟类栖息、景观等产生一定影响，并非完全没有负面影响，C说法过于绝对。 9．A　【解析】人类最早使用的是青铜等金属材料，随后是钢铁材料，近代发展出合成材料，现代才出现复合材料，A顺序正确。 10．A　【解析】复合材料是由两种或两种以上不同性质的材料通过物理或化学的方式复合在一起形成的，A正确；复合材料可以综合各组分的优点，性能往往优于单一材料，B错误；玻璃钢是玻璃纤维和树脂复合而成的复合材料，不是金属材料，C错误；合金属于金属材料，不是复合材料，D错误。 11．（1）石油；不可再生 （2）化学 （3）合成橡胶 （4）塑料 （5）密度小（或轻质） 12．（1）金属材料：②⑧ （2）无机非金属材料：③⑦ （3）有机合成材料：④⑥ （4）复合材料：① （二）能力提升 13．（1）资源利用角度：直接燃烧煤炭利用率低，通过清洁利用技术可以提高煤炭的利用效率，使有限的资源发挥更大的作用，延长化石能源的使用时间。环境保护角度：直接燃烧煤炭会产生大量烟尘和二氧化硫等有害气体，造成大气污染和酸雨等环境问题；清洁利用技术可以减少污染物排放，减轻对环境的危害。 （2）例如：太阳能——清洁无污染、取之不尽用之不竭；风能——可再生、不产生温室气体。（其他合理答案均可） （3）例如：随手关灯，节约用电；出行多乘坐公共交通工具或骑自行车，减少私家车使用；不使用一次性餐具和塑料袋；做好垃圾分类回收等。（写出三条合理做法即可） 14．（1）矿泉水瓶利用了塑料无毒、质轻、密封性能好的性质；食品保鲜膜利用了塑料透明、柔软、有一定拉伸性的性质；雨衣利用了塑料防水、柔韧的性质；电源插座外壳利用了塑料绝缘性好、不易导电的性质。（合理即可） （2）生产环节：研发和使用可降解塑料，减少难以降解的塑料产量；使用环节：减少一次性塑料制品的使用，自带购物袋、水杯等；回收环节：加强废塑料的分类回收和再利用，提高塑料的回收利用率。（各写出一条合理建议即可） （3）这两种说法都有道理，关键在于人类如何使用塑料。塑料作为一种性能优异的合成材料，极大地方便了人们的生活，推动了社会发展，从这个角度说是伟大的发明；但如果随意丢弃、不合理处置，废弃塑料会造成严重的白色污染，破坏生态环境，从这个角度说它也带来了问题。我们应该合理使用塑料，做好回收和替代，让塑料造福人类而不是危害环境。（观点明确，言之有理即可） 15．（1）塑料盆。 （2）钢筋混凝土属于复合材料。理由：钢筋混凝土是由钢筋（金属材料）和混凝土（无机非金属材料）两种不同性质的材料复合而成的，两者结合后既保持了混凝土抗压能力强的特点，又利用了钢筋抗拉性能好的优点，综合性能优于单一材料。 （3）需要综合考虑的因素包括：材料的性能（如强度、硬度、耐腐蚀性等）、材料的成本与价格、材料对环境的影响、材料的加工难易程度、材料的安全性等。（写出三个方面合理即可） 16．（1）措施：开发和利用新能源，如太阳能、风能、氢能等；提高能源的利用效率，节约能源；加强化石能源的综合利用，发展清洁煤技术等。（写出两条合理即可） （2）资源角度：地球上水资源丰富，可以通过分解水制取氢气，原料来源广泛；燃烧产物角度：氢气燃烧的产物只有水，不会污染环境；热值角度：氢气的热值高，相同质量的氢气燃烧放出的热量比其他燃料多。 （3）困难：氢气的制取成本较高，目前大规模廉价制取氢气的技术还不成熟；氢气的储存和运输比较困难，因为氢气密度小、难液化，对储存容器的要求高；氢气易燃易爆，安全使用的保障技术还需要进一步完善。（写出两条合理即可） 17．（1）棉花：灼烧时有烧纸的气味，燃烧后留下细软的灰白色灰烬；羊毛：灼烧时有烧焦羽毛的气味，燃烧后形成易碎的黑色小球；涤纶：灼烧时会蜷缩、熔化，有特殊气味，冷却后形成坚硬的黑色小球。 （2）该实验利用了不同纤维燃烧时产生不同现象的性质来区分，燃烧过程中有新物质生成，属于化学方法。 （3）例如：可以用拉扯的方法比较弹性，合成纤维一般弹性较好，棉纤维弹性较差；也可以观察光泽，合成纤维一般光泽较亮，棉纤维光泽较柔和。（合理即可） （三）拓展培优 18．（1）燃料利用率角度：从木柴到煤炭再到燃气，燃料的热值不断提高，燃烧更加充分，利用率越来越高；环境保护角度：燃料燃烧产生的污染物越来越少，对环境的影响逐渐减小；使用便利性角度：气体燃料比固体燃料更便于输送和控制，使用更加方便安全。（言之有理即可） （2）天然气的主要成分是甲烷，一氧化碳是管道煤气的主要成分。一氧化碳有剧毒，一旦泄漏会造成人员中毒；而天然气本身无毒，泄漏时主要是有爆炸危险。因此从安全角度看，使用天然气避免了中毒风险，相对更安全。 （3）需要解决的关键问题包括：如何廉价地大规模制取氢气；如何安全地储存和运输氢气；如何防止氢气泄漏和爆炸，保障使用安全；如何改进燃气灶使其适应氢气的燃烧特性等。（写出三个方面合理即可） （4）从家用燃料的变迁可以看出，每一次燃料的更新换代都离不开化学科学的发展。化学帮助人类认识燃料的组成和性质，开发出新的能源利用方式，提高了能源利用效率，改善了环境质量，提升了人们的生活水平。化学不仅推动了能源技术的进步，也促进了材料、环境等各个领域的发展，深刻改变了人类社会的面貌。（言之有理即可） 19．（1）碳纤维复合材料属于复合材料。它主要由碳纤维（增强体）和树脂等基体材料两部分组成。 （2）碳纤维复合材料的优点包括：密度小、重量轻；强度高；耐腐蚀；耐高温；兼具柔软可加工性等。（写出四点合理即可） （3）例如：可以用于制造电动汽车的车身，利用其轻质高强的特点减轻车身重量，从而降低能耗、增加续航里程。（其他合理设想也可） （4）同意。新材料的研发离不开化学：首先，化学研究物质的组成、结构和性质，为新材料的设计提供理论基础；其次，新材料的合成需要通过化学反应来实现；再次，材料性能的改进和优化也需要化学技术的支持。本课时所学的合成材料、复合材料等都是化学研究的成果，充分说明了化学在新材料开发中的核心作用。（言之有理即可） 20．评分说明：本题为开放性论述题，学生能从能源和材料两个角度展开论述，观点明确，结合具体实例，条理清晰，字数达标即可。参考要点如下： 能源角度：开发利用太阳能、风能、氢能等清洁能源，减少化石燃料的使用，降低碳排放；提高能源利用效率，发展清洁煤技术；发展节能材料，减少能源消耗。 材料角度：研发可降解材料，减少白色污染；开发轻质高强材料，降低交通工具能耗；发展新型环保建材，减少建筑能耗；提高材料的回收利用率，实现资源循环利用。 学生能结合生活实际举例，如使用太阳能热水器、分类回收垃圾、使用可降解塑料袋等，言之有理即可酌情给分。 学科网（北京）股份有限公司 $