資源簡介

課題2 化學與可持續發展
本課題與前兩課題的內容聯系不大，但學習方法類同，所以學生在學習本課題時也應以自主學習、自主探究為主要學習方法。本課題包括化學與能源利用和化學與能源開發兩部分。第一部分通過學習化學與能源利用了解到化學在能源利用和開發上的應用。
第二部分從回顧石油資源里的利用出發出發，主要介紹了通過反學反應對石油資源進行物質轉化，得到常見的塑料、合成纖維和合成橡膠等材料，并介紹了一些新型材料。目的是使學生認識化學與生活、生產的密切聯系，以及材料在人類社會的發展中所起的巨大作用,提高學生的化學素養。教材還介紹了有機高分子化合物的結構特點及應用優勢，使學生認識學習化學的重要性,培養學生關注自然和社會的責任感，立足教材、立足學生實際，運用現代教學媒介，通過具體、直觀材料，調動學生濃厚的學習興趣。采取小組合作學習的方式，注重學生間相互交流、相互合作、相互探究，培養學生自主學習的能力。促使學生在合作中學習，在合作中提高，在合作中成長。
課題 化學與可持續發展 課型 新授課
素養目標 1.了解化學對能源的利用的重要意義。2.了解高分子材料、合成材料等概念。3.認識常見的合成材料。4.了解不同種類的材料的性質及應用領域。
教學重點 1.化學對能源的利用的重要意義。2.高分子材料、合成材料等概念
教學難點 理解化學對能源與材料等技術發展的意義。
教具準備 多媒體課件等。
課前預習 1.化合物主要有兩大類：有機化合物和無機化合物。有機物都含有碳元素，比如甲烷、乙酸等。有機物大多不易導電，熔點低，易燃燒。
2.有機化合物根據相對分子質量大小又可分為有機高分子化合物和有機小分子化合物。
備課筆記
課前預習 3.有機高分子材料包括天然有機高分子材料和合成有機高分子材料。
新課導入 從人們的衣食住行到探索太空世界，都離不開能源和材料。能源的利用和開發、材料的應用和發展與人類社會文明的進步緊密相連。在日常生活中，我們用得最多能源是化石能源、利用最多的是有機合成材料。這些技術的發展都離不開化學。
進行新課 知識點1 化學與能源利用[提問]目前人類生產和生活利用的最多的能源是什么呢？[答]化石能源。[回顧]人類所利用的能量大多來自煤、石油和天然氣等化石能源，化石能源的使用對推動經濟發展和社會進步發揮了重要作用。化石能源是由古代生物的遺骸經一系列復雜變化形成的，是不可再生能源。應合理利用，降低化石能源的利用對環境造成的不良影響，并積極開發和利用新能源。[講解]隨著時代的發展，從自然資源中直接獲敢的天然物質在數量和性能上都難以滿足社會的需要。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。[閱讀]指導學生閱讀課本P104內容。[討論]化學在能源利用中的應用，將結果進行匯報并由教師進行總結。[總結]①改變傳統的能源利用方式，人們通過化學反應將化石能源轉化為清潔、便利的二次能源（如電能、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）為能源利用開辟了新的途徑。[講解]為了實現人類社會的可持續發展，我們需要在保持良好生態環境的前提下，合理地開發和利用自然資源。無論是煤的清潔利用、電解水制氫，還是風力發電機、光伏電池、燃料電池和電動汽車鋰離子電池的生產，都是化學大顯身手的重要領域。
進行新課 知識點2 化學與材料開發[回顧]前面我們學習了有機的概念，有機物是有機化合物簡稱。通常指含碳元素的化合物。不含碳元索的化合物，以及CO、CO和碳酸鹽等屬于無機化合物。[提問]有機物和無機物的區別是什么？[答]有機物和無機物，主要區別是看組成上是否含碳元素。[補充]有機物一定含有碳元素，但含有碳元素的不一定是有機物。[追問]為什么有機物的數目異常龐大？[答]由于有機物中原子之間的結合方式不同，所以形成了數目龐大的有機物，并且有機物結構不同，性質也就不同。
備課筆記
特別提醒：
自然界中的化合物，絕大多數是以有機物的形式存在。因此，含碳元素的化合物在自然界中含量最多。
易錯提醒：
區分有機化合物和無機化合物的主要依據是是否含有碳元素，但還要注意CO、CO2、CaCO3等含碳元素的化合物屬于無機化合物。
知識拓展：
（1）有機化合物一般都具有一些共性：難溶于水，易溶于有機溶劑、熔點低、受熱易分解，且容易燃燒，不導電。
（2）在有機物中，碳原子可以和氮、氫、氧等原子直接結合，而且碳原子之間可以互相連接起來，形成碳鏈或碳環。
（3）含碳、氫（或含碳、氫、氧）的有機物在充分燃燒時，產物都是二氧化碳和水。而在不充分燃燒時，產物是一氧化碳和水。
進行新課 [過渡]用有機高分子化合物制成的材料就是有機高分子材料，如棉花、羊毛和天然橡膠等就屬于天然有機高分子材料，但由于天然有機高分子材料數量有限，遠不能滿足人口增長和社會發展，對有機高分子材料的需求，隨著化學科學的發展，合成有機高分子材料應運而生。[閱讀]組織學生閱讀課本P105。[討論]高分子材料有哪些？[總結]高分子材料的定義：由大量小分子聚合而成的聚合物。結構：具有鏈狀或網狀結構。分類：人工合成的高分子材料(簡稱合成材料，包括塑料、合成橡膠、合成纖維等)和天然高分子材料(如天然橡膠和棉花、羊毛等天然纖維)。[思考]如何區分天然高分子材料和合成材料？[學生活動]以棉纖維、羊毛纖維和滌綸為例設計鑒別方案。[匯報]以小組為單位匯報各組方案設計，有教師進行評價和匯總。[總結]實驗內容現象收集棉纖維、羊毛纖維和滌綸三種纖維,依次用坩堝鉗夾持，將其點燃，觀察、記錄燃燒時的現象和產物的狀態燃燒時有燒紙氣味的是棉纖維；有燒焦羽毛氣味的是羊毛纖維；有特殊氣味的是滌綸。[布置任務]組織學生閱讀課本P106，并總結上述材料外還有哪些常用材料及其應用。[匯總]①金屬材料：如鋼鐵、鋁合金等。②無機非金屬材料：如玻璃、陶瓷、水泥等。③復合材料：如碳纖維復合材料、玻璃纖維增強塑料(玻璃鋼)、芳綸復合材料等。④功能材料：具有光、電、磁等特殊性質的功能材料。[討論]組織學生分組討論化學在材料研制和創新中的應用。[總結]應用：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。如果通過化學反應進行物質轉化，就能得到煤氣、沼氣等清潔燃料和化工原料，以及塑料、合成橡膠、合成纖維等“高分子”材料。意義：化學通過物質轉化創造新的物質，幫助人類合理開發和利用自然資源，為社會發展奠定物質和能量基礎。
教學板書 課題2 化學與可持續發展1.化學與能源利用化學的作用：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。
備課筆記
知識拓展：
（1）最簡單的、相對分子質量最小的有機物是甲烷；
（2）有機高分子化合物雖然相對分子質量很大，但通常結構并不復雜，它們是由簡單的結構單元重復連接而成的，有機高分子化合物也稱聚合物。
教學板書 化學在能源利用中的應用：①改變傳統的能源利用方式；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）為能源利用開辟了新的途徑。化學在能源領域的應用：煤的清潔利用、電解水制氫，還是風力發電機、光伏電池、燃料電池和電動汽車鋰離子電池的生產。2.化學與材料開發化學在材料開發中的應用：通過化學反應對化石燃料和秸稈等生物質進行物質轉化，得到煤氣、沼氣等清潔燃料和化工原料，以及塑料、合成橡膠、合成纖維等高分子材料。
課堂小結 通過本課題的學習，我們知道了化學在能源的利用、材料的開發等方向的應用，知道化學能通過物質轉化創造新的物質，幫助人類合理開發和利用自然資源,為社會發展奠定物質和能量基礎。
教材習題解答 練習與應用（P110-111）1.D 2.D 3.C 4.B 5.照明工具火把煤油燈白熾燈LED燈利用的能源柴草、桐油等化石能源電能電能使用的材料木材、棉布銅、玻璃鎢絲、玻璃等發光二極管6略7.(１)沙漠光伏電廠的選址、建設與運行需要考慮的因素包括光照條件、氣象條件、地形地貌、生態環境保護、水資源的可持續利用以及電網接入和輸送能力等 涉及的基礎學科主要包括物理、化學、數學、地理等。(２)建設沙漠光伏電廠需要用到無機非金屬材料(如制作太陽能電池板的單晶硅、多晶硅或非晶硅等)、金屬材料(如制作太陽能電池板固定架的合金等)、合成材料(如制作電纜的聚氯乙烯絕緣層)等,其中合成材料是由大量小分子聚合而成的。(３)我國新疆、內蒙古、寧夏等地已建成了沙漠光伏電廠。 沙漠光伏電廠通過利用太陽能資源為當地提供了清潔能源，還通過生態治理措施促進了當地的社會發展和環境改善，如減少了沙塵暴、增加了降雨、推動了農業發展等，進而提高了當地的經濟效益。復習與提高（P113-114）1.B 2.D 3.D 4.B 5.C6.（1）錯誤，人體發育的不同階段，對常量元素的需求量不同，需要根據實際情況判斷是否需要進行營養強化。 （2）錯誤，食物中的蛋白質進入人后，先在消化道內與水反應生成氨基酸，然后一部分氨基酸重新形成人體所需的多種蛋白質，促進生長發育。（3）錯誤，橡膠有天然橡膠和合成橡膠，纖維有天然橡膠和合成纖維，不
備課筆記
教材習題解答 是只能通過人工合成獲得。（4）錯誤，玻璃鋼是玻璃纖維增強塑料，屬于復合材料。（5）錯誤，電解水制氫是獲取氫能的主要方式，氫能需要通過化學變化獲取。（6）正確, 環境問題的解決，涉及社會的方方面面，需要化學與其他科學共同參與。7.該奶粉中蛋白質的含量為，即每100g該奶粉中含蛋白質21.9g。21.9g＞16.5g，故該奶粉的蛋白質含量符合國家標準。答：該奶粉的蛋白質含量符合國家標準。8.（1）二氧化硫在空氣中發生反應后的生成物溶于雨水，會形成酸雨。化石燃料的燃燒會使大氣中二氧化硫的濃度增加，環境的溫度、濕度、風向等會影響二氧化硫的擴散。（2）2012年的SO2濃度的變化曲線，在冬季的升高較為明顯，主要是因為冬季氣溫降低，燃煤取暖使煤的燃燒量大幅增加，產生大量二氧化硫排放到空氣中從而使SO2濃度升高。2022年的SO2濃度的變化曲線，較為平緩，數值較低，原因是新型能源的開發和利用，減少了化石能源的使用，從而減少SO2的排放。 9.略。10略。
難題解答 [例]有機化合物的數目異常龐大，遠遠超過無機化合物。下列有關有機化合物的說法錯誤的是（ ）A.有機化合物都含有碳元素B.含碳元素的化合物并不都是有機化合物C.有機物中，碳原子的排列方式不同，所表現出來的性質也就不同D.有機物的數目之所以龐大，是因為組成有機物的元素種類非常多[解析]有機物除含有碳元素外，還可能含有氫、氧、氯、氮和磷等元素。在有機物中，碳原子不但可以和氫、氧、氮等原子直接結合，而且碳原子之間還可以互相連接起來，形成碳鏈或碳環，若用氯原子換掉一個不同位置的H原子，便又是一種新的物質。由于原子的排列方式不同，所表現出來的性質也就不同。因此，有機物的數目異常龐大。[答案]D
布置作業：完成本課時對應練習，并提醒學生預習下一節的內容。
備課筆記
教學反思 有機物和無機物在我們生活中很常見，教師應讓學生課前找出生活中的有機物和無機物，并對它們進行比較，培養學生發現、觀察、分析的能力和習慣。同時教師引入高分子材料的例子，讓學生對高分子材料有一個初步的認識和了解。
教學過程中老師的疑問：
教師點評和總結：
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