课件27张PPT。第 1 节 能源的综合利用 人类社会需要充足的能源、丰富
的材料、良好的环境，而能源、材料、
环境这三个领域的研究都离不开化学。
化学有助于人类解决能源危机；
化学为人类提供更丰富的材料；
化学能保护和改善人类赖以生存
的环境。第一节 化学与能源 能源是这个世界不可缺少的资源
图9-1 几种能源 当前主要能源：煤、石油、天然气。
属不可再生能源，将日趋枯竭。
应对措施：
必须开发新能源，如：核能、太阳能、
氢能等。
提高化学能转化成热能、电能的效率，
降低能耗。
研制节能产品。
中国节能标志：
含义：
节：节约。
e：能源(energy resources)
3、天然气
重要的气体化石燃料,天然气的主要成分是甲烷（CH4）属混合物清洁燃料一、三大化石燃料天然气（甲烷）燃烧化学方程式：
CH4+2O2===CO2+H2O点燃现象：明亮的淡蓝色的火焰据报道：按照目前全世界对化石燃料的消耗速度计算，这些能源可供人类使用的时间大约还有：
石油? ??? ?45-50年
天然气?? 50-60年?
煤炭?? ?? 200-220年 资源有限并不可再生4、化石燃料的综合利用煤的干馏石油的分馏（1）、煤的干馏 把烟煤隔绝空气加强热，煤就可以分解为焦碳、煤焦油和焦炉煤气（主要成分：氢气、一氧化碳）等发生的变化：化学变化————煤的干馏或炼焦煤的综合利用（2）、石油的分馏 石油经过加工（分馏）就可以得到汽油、煤油、航空煤油、柴油等。发生变化：物理变化石油的综合利用1、乙醇
俗称酒精，可通过高粱、玉米等谷物发酵制得。
替代能源 可燃冰的学名为“天然气水合物”，化学式为CH4·H2O,可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”。? （3）、可燃冰 （化学式为：CH4·H2O）二、太阳能1、太阳能十分巨大 2、太阳能经济、丰富、清洁3、太阳能分布广阔，获取方便平时我们都是怎样利用太阳能的？ ①、直接利用
②、间接利用 二、哪些能源来自于太阳风能地热能潮汐能生物质能核能太阳能的利用三、化学电池
1、 燃烧化石燃料存在较多问题，如：
浪费自然资源、产生大气污染、能量转化
效率低等。
2、化学电源的使用可在一定程度上解
决这类问题。
3、化学电源是一种将化学能直接转化
成电能的装置。如：电池等。
动脑筋：
(1)干电池工作时：将 能转化为 能。
(2)蓄电池放电时：将 能转化为 能。蓄电池充电时呢？
化学电化学电蓄电池充电时，将电能转化为化学能
4、随意丢弃废旧电池，会导致固体废弃物和汞，铜等重金属对环境的污染。
一粒钮扣电池可污染600立方米水，相当于一个中型游泳池。
一节干电池就可以使一个原本清澈见底的小池塘受到难以恢复的污染。 交流与讨论： 你认为废弃电池应如何处理？ 不可以随意丢弃，要回收后集中处理四、氢能
1、氢能将成为21世纪的主要能源。
2、氢气为什么被称为理想的“绿色能
源” ？
①氢气完全燃烧放出的热量多；
②原料不受限制；（原料是水）
2H2O ====2H2 ↑ + O2 ↑
③燃烧产物不会污染环境。
2H2+O2====2H2O点燃通电观察与思考：
1、制取氢气的原理？
Zn + H2SO4 == ZnSO4+H2 ↑。
2H2O == 2H2 ↑ + O2 ↑
2、观察锌与稀硫酸反应制取氢气的过程。
思考：
⑴如何检查制取气体装置的气密性？
答：用止水夹夹住导气管的胶管部位，
往长颈漏斗加水，待试管内的水浸没长
颈漏斗管口后，液面不再上升，则不漏气。通电 (2)在点燃氢气之前为什么要检验氢气的纯
度？如何检验氢气的纯度？
答：因为不纯的氢气(混有空气或氧气)
点燃很可能发生爆炸。
检验氢气纯度的方法：用一小试管收
集氢气，用手指按住管口，移近火焰，移
开手指点火，无爆鸣声则纯净。
(3) 氢气储存时为什么要远离火源？
答：因为氢气是易燃、易爆物。 3、试说明利用太阳能获得氢气的优点。
光分解水
太阳能
光电转换 电解水4、氢能源的大量应用需解决的问题？
1、从水制备氢气的能耗。
2、氢气的储存和运输。课件28张PPT。第2节 新型材料的研制一. 金属材料
二. 无机非金属材料
三. 合成材料
四. 复合材料
学习目标金属材料(各种纯金属和合金) 贮氢合金戰國 青銅器錯金犀牛尊一. 金属材料 制造下一代晶片的硅合金
美国德拉瓦大学的科学家正研究新的硅合金，它是由硅碳化物及锗组成的合金，可以用作生产更快、更稳定的下一代晶片。
德拉瓦大学的高鲁斯教授(Professor James Kolodzey)解释说，用锗造的晶片能够提供比硅晶片更快的速度，硅碳化物可以经受华氏六百多度的高温，而硅只能经受华氏二百五十多度的温度，因此，硅碳化物比硅更适宜在高温条件下使用，此外，这种新的硅碳化物及锗组成的合金有更好的导电性。 钛车架 金属材料从外形上看，钛很像钢铁，但和钢铁相比，具有很多优异性能。因此，钛可成为一种发展快、用途广、收效大的金属。目前，有人把钛叫做“时髦金属”，也有人根据钛在工业上发挥的重要作用及其在未来发展趋势，把钛称为第三金属（第一金属指钢铁，第二金属指铝）、未来的钢铁。
在飞机制造工业上,钛的比强度是目前使用材料中最大的，是不锈钢的3倍，是铝合金的1.3倍。
随着航空工业的发展，飞机的飞行速度越来越快。速度越快、飞机跟空气摩擦产生的飞机表面温度就越高，当速度达到2.2倍音速的时候，铝合金已经不能胜任，而用钢又太重，只有采用钛合金，所以有人说，如果没有钛合金作为制造材料，就不能发展2.5倍音速以上的超音速飞机。
在宇宙航行上，使用了钛以后，可以大大减轻飞行器的重量。从经济效果来看，由于结构重量的减轻，能够大量节省燃料，同时可以大大降低火箭和导弹的建造和发射费用。钛的耐腐蚀能力非常强，特别是对海水的抗腐蚀能力，可以与白金相媲美。曾经有人把金属钛放在海水中浸泡了四年半，取出来以后观察，几乎没有被腐蚀，所以，钛是制造舰艇的良好材料。在合金钢中加入少量的钛，可以大大改善钢的性能，提高钢的强度、韧性和耐腐蚀性能。
经过长期实验证明：钛在人体内没有毒性，和人体的分泌物不起作用，对任何杀菌方法都适应，且没有磁性，所以，国内外都已经用钛作矫形外科材料和医疗器械。
二. 无机非金属材料 水泥 玻璃 陶瓷 氮化硅的陶瓷制品法国制造出导电性能极强的金刚石半导体
法国国家科研中心固体物理和结晶实验室的科学家，最近研制出一种比普通金刚石半导体导电性能高出近1万倍的新型金刚石半导体，为电子元器件的开发提供了新材料。
金刚石由碳原子构成，一般不导电，纯净的金刚石其实是良好的绝缘体。但是，如果在金刚石中掺入少量的硼或者氮，它就会变成半导体。由于金刚石半导体体积小、耐高温，因此它在电子或光电子元器件制造方面具有得天独厚的优势。
用金刚石半导体膜制作的芯片能在几百摄氏度的高温下正常工作，而硅芯片的工作温度不能超过150摄氏度。此外，金刚石电子元器件的体积可以更小，它能够在硅电子产品无法应用的场合发挥不可替代的作用。三.合成材料(都是有机物高分子)合成橡胶合 成 纤 维优点:强度大,耐磨.耐化学腐蚀,了解合成纤维与天然纤维,蛋白质的区别.塑料活动与探究常见的塑料
聚乙烯和聚氯乙烯的区别聚乙烯 易燃烧，上端黄色，下端蓝色，熔融
滴落，有烧蜡烛的气味，离火后继续燃烧聚氯乙烯 不易燃烧，黄色、边缘带绿色，冒白 烟， 软化，能拉丝，有HCl的刺激性气味，离火即熄灭。白色污染目前，废弃塑料的治理渠道，国内外多年普遍采取填埋和焚烧方式。但研究表明，废弃塑料在填埋后200多年才能分解完毕，且分解过程中会溶出有毒物质，易产生对土质的破坏；焚烧方式会使有害气体释放到空气中，影响大气环境及周边环境。 在全世界，每年都要抛弃几百万吨废旧塑料，大部分直接丢入海洋。没有抛入海洋的塑料垃圾，便在陆地上形成了白色污染。
许多人认为塑料垃圾最终是会分解的，但是，这种分解可能需要50年之久，这是人们所始料不及的。在这漫长的50年里，许多垃圾聚积在海洋和陆地上，特别是塑料垃圾浮于海面上，被海生动物误认为海蜇等食物，于是造成了生态失衡。每年丢入海洋里的大量塑料渔具会将海洋动物卷缠在里面，这又是一种危害。 白色污染 为了减轻塑料垃圾的危害，人们首先想到要回归自然，纸便是最早使用的包装材料。可是，造纸需要消耗大量木材，使原本不够的森林被采伐，减少地球植被。另外，最令人头痛的是，现代造纸工业乃是污染大户，它给江河湖泊造成的污染一点也不亚于塑料垃圾，因此，现今的有识之士都认为不应该大力提倡纸包装和纸餐具。
有些化学家把注意力集中在用淀粉制造包装材料和餐具，淀粉的优点在于：①它是无毒的；②制造淀粉的原料来自农业，来源丰富，价格低廉；③淀粉是一种很容易降解的化合物，能通过下图所示过程降解，最终的产物是无毒、无害、安全性极高的葡萄糖。
变“白色污染”为车用燃油
城市周围堆积如山的塑料垃圾和交通沿线满地飘飞的塑料食品袋完全可以被回收冶炼为汽油、柴油，北京梦蓝固体废弃物再生利用公司成功解决了废弃塑料油化技术中焦化、排渣、温控等关键问题，开发出自已的工艺系统和成套设备。国家石油产品质量监督检验中心认定其符合国家对车用燃油的标准和环境排放标准。有关专家建议尽快组织推广应用，以缓解“白色污染”给人类带来的环境危机。 北京市梦蓝固体废弃物再生利用技术有限公司认为把废弃塑料经催化裂解制为燃料，是物质重新循环同时也能避免二次污染的重要途径，代表着废弃塑料的处理方向。实践证明，采用该项技术设备在连续生产的情况下，日处理废弃塑料能力强、汽柴油转化率高，符合车用燃油的标准和环境排放标准。 “本征导电聚合物”是以共轭双键为主链的聚合物，例如聚乙炔、聚吡咯、聚苯胺等
利用”本征导电聚合物”处于中性状态和掺杂充电状态时的颜色可逆转换这一特性，可制成透明度可调的智能窗。夏季时，智能窗调成深色，吸收部分日光，可保持室内凉爽。冬季白天将智能窗调成透明，让可见光和红外线辐射进入室内，作为取暖的热源。冬季夜间又将智能窗调成深色，不让室内热量通过红外线辐射逸散到室外，智能窗起到了保暖作用。科学前沿四. 复合材料四. 复合材料在新型材料发展中，人们已经制出了泡沫铝合金，它的密度只有0.16～0.5 g/cm3，比木材还轻，可以浮在水面上，并且有很大的刚性、吸音性、抗冲击性。铝基纤维增强复合材料强度比一般铝合金的强度提高了10～100倍。以氧化铝为金属基的复合氧化铝纤维具有质轻、强度高、耐温、导热、刚性，沿纤维方向热膨胀少等优良性能。B—Al和C—Al复合材料已用于制造航天飞机的结构框架，经受了宇航过程中的严峻考验。 人工合成的智能型复合材料称为机敏材料.
根据响应方式不同，机敏材料可以分为主动控制式和被 动控制式两种。
主动控制式机敏材料具有先进和复杂的功能，可自动检测材料的动力和静力，在允许范围内比较测定结果，经过筛选确定适当的响应，控制不希望出现的动态特性。
被动控制式机敏材料只能传输传感器所感受到的信息（如位移、应变、温度、压力、加速度等），这种机敏材料的结构简单，属于低级智能材料。
美国两家航空公司研制“智能飞机蒙皮”，把微传感器、微处理器、微型天线、发射器、接收器等植入用含导电的复合材料制造的飞机蒙皮中，实现电子设备和飞机机体一体化。科学前沿1、下列有关高分子化合物性质的描述不正确的是（ ）
A、一般具有良好的绝缘性
B、均不溶于水，易溶于有机溶剂
C、均不耐热，受热后易熔化改变原来形状
D、一般比同质量金属强度大
2、综合治理“白色污染”的各种措施中，最有前景的是（ ）
A、填埋或向海中倾倒处理
B、热分解或熔融再生处理
C、积极寻找纸等纤维类制品替代塑料
D、开发研制降解塑料
3、下列材料中。属于无机非金属材料的是（ ）
A、钢筋混凝土 B、塑料 C、陶瓷 D、钢铁化学与材料 课堂练习DDC4、下列纤维中，属于化学纤维的是（ ）
A、涤纶 B、羊毛 C、蚕丝 D、棉花
5、为了增强某些制品的弹性，往往需要进行硫化处理，橡胶制品硫化程度越高，强度越大，弹性越差。请分析下列橡胶制品硫化程度最高的是（ ）
A、橡皮筋 B、汽车外胎 C、普通气球 D、医生乳胶手套
6、有机高分子材料是材料发展史上的一次突破，下列属于有机高分子合成材料的是（ ）
⑴家用保鲜袋；⑵不锈钢；⑶淀粉；⑷尼龙布；⑸汽车轮胎
A、⑴⑷⑸ B、⑵⑶⑷ C、⑵⑶⑸ D、⑴⑸ABA7.下列各组材料中,均属无机非金属材料的一组是( ) ?
A.玻璃、光导纤维、羟基磷酸钙
B.光导纤维、合成纤维、混凝土
?C.羟基磷酸钙、高压锅材料、聚乙烯
D.氧化铝陶瓷、碳化硅、硫化橡胶?
8.倡导“免赠贺卡”“免用一次性木筷”、“免用餐巾纸”的出发点是( )?
A.减少个人经济支出 B.节约木材，保护森林 ?
C.减少城市固体垃圾 D.移风易俗DB9、化学实验室中的蒸发皿是用陶瓷材料制成的，应用于了陶瓷的( ) ?
A.耐高温性B.脆性? C.抗腐蚀性 D.绝缘性
10、下列制品属于复合材料的是( ) ?
A.塑料薄膜 B.汽车外胎?C.玻璃仪器D.不锈钢AＢ课件28张PPT。第3节 环境污染的防治知识回顾材料金属材料无机非金属材料合成材料复合材料其寓意为“全民联合起来 ，共同
保护人类赖以生存的环境”环境的保护三个方面
防治空气污染防治水的污染防治垃圾污染人和其他动植物都需 要洁净的空气！煤燃烧汽车尾气排放 导致空气质量下降的污染物很多。目前空气污染物主要有：一.还人类洁净的空气1.几种空气污染物的主要来源空气污染物主要来源SO2CONOX可吸入颗粒煤，石油等燃料的燃烧，生产硫酸等工厂排放的尾气化石燃料等不完全燃烧机动车辆等排放的废气地面扬尘、燃煤排放的粉尘等酸 雨白色污染臭氧空洞赤 潮温室效应爱护家园（1）温室效应原因：大气中温室气体如CO2、CH4、N2O、H2O等
浓度过高时，会使地面接收到的太阳辐射大雨地面
向太空反射回去的辐射热，从而使地面气温逐渐升
高，这种现象称为温室效应。危害：气候变暖，冰川融化，海平面上升等2009年12月7日到18日
在丹麦首都哥本哈根
召开的世界气候大会 在你的学习与生活中，如何做到低碳生活呢？提倡水循环远离一次性巧用废旧品用电节约化拒绝塑料袋引起酸雨的主要物质是SO2和NOx。硫酸型酸雨硝酸型酸雨? （2）酸雨
酸雨被定义为pH小于5.6的降水，包括雾、雨、雪等形式。
a. 产生：分析表明，酸雨中的酸度主要是由硫酸和硝酸造成的，它们占总酸度的90%以上，其余为一些弱酸。矿石燃料的使用大大增加了硫的排放量；机动车交通造成的NOx排放在工业化国家占其总NOx排放量的30-50%。 b.危害：酸雨对河湖生态系统造成严重危害。酸雨造成湖泊酸化，引起鱼类、水生生物大量死亡，对河湖生态系统造成严重危害；酸雨还会毁灭森林，损害农作物；酸雨还会祸及人体健康，引发气喘、心脏病等。 c. 防治：根本措施是要减少二氧化硫和氮氧化物的排放。还积极采取治理措施，如在已酸化的土壤和湖泊中加入熟石灰，中和其中的酸性物质，在短期内可取得较好的效果。空气质量报告中的主要污染物：SO2、NO2、CO、可吸入颗粒物（尤其是直径小于2.5um的颗粒物，简称PM2.5）的含量偏高，是造成大气污染的主要污染物。
污染指数：
首要污染物：
空气污染指数：（API）空气质量指数越小，空气质量越好。拓展视野我国空气污染指数分级标准二 保护水资源1.水体污染的来源：
工业废水 农业用水 生活污水
2.水的富营养化：大量含N 、P元素的肥料生产和使用，含N、 P废水的排放，使水中的N 、 P元素含量升高，造成水中的浮游植物的疯狂繁殖，造成“赤潮”和“水华”自制污水净化器阅读教材P113，并说明装置中石子、细沙、活性炭、布、棉花在实验中的作用。三 、回收利用固体废弃物可回收垃圾：塑料制品，金属制品，旧书籍等
1、厄尔尼诺现象产生的原因之一是大气中的二氧化碳
含量剧增。为减缓此现象，最理想的燃料是 ( )
A．优质煤 B．天然气 C．汽油 D．氢气2、环境问题已成为制约社会发展和进步的严重问题。
有下列几种说法，其中正确的是 ( )
①臭氧层的主要作用是吸收紫外线
②温室效应将导致全球气候变暖
③酸雨主要是由于空气受到硫的氧化物和
氮的氧化物污染所致
④光化学烟雾主要是由汽车排放的尾气引起的
A、只有①和② B、只有②和③
C、只有①②和③ D、①②③④都正确DD随堂练习3、汽车尾气（含有CO、SO2与NO等物质）是城市空
气的污染物，治理的方法之一是在汽车的排气管上装
一个催化转换器，其特点是使CO与NO反应，生成可参
与大气生态环境循环的无毒气体，写出CO与NO反应的
化学方程式______________________________。控制
城市汽车尾气对空气造成污染的方法是___________。
①开发氢能源；②使用电动车；
③植树造林； ④戴呼吸面具。①②4、酸雨的危害有_________（至少填一项）。为减少
酸雨的产生，可采取的措施是________。
①少用煤作燃料；②采用燃料脱硫技术；
③向已酸化的土壤中加石灰；④开发新能源。①②④土壤酸化
