11.2 化学与可持续发展 教学设计 2025-2026学年化学人教版九年级下册

课题2　化学与可持续发展
1．知道化学对能源利用的重要意义。
2．知道合成材料（塑料、合成纤维和合成橡胶）的性能与用途。
3．学会区分棉纤维、羊毛纤维、涤纶的方法。
1．合成材料的性能与用途。
2．充分认识化学与生活、生产的密切联系，以及能源和材料在人类社会发展中所起到的巨大作用，提高学生的科学素养。
能根据所提供的常见材料判定其所属类别。
新课导入
【教师活动】人类社会在能源方面，经历了薪柴时代、煤炭时代、石油时代、新能源时代，在材料方面，经历了石器时代、青铜器时代、铁器时代、合成材料时代。为了实现人类社会的可持续发展，我们需要在保持良好生态环境的前提下，合理地开发和利用自然资源。在这个过程中，化学能够发挥怎样的作用？今天一起来了解能源和材料吧。
【学生活动】思考并回答问题。
【设计意图】通过能源和材料的发展历史以及提问引入新课，激发学生的求知欲望。
新知探究
【教师活动】请从物质的组成及转化视角，举例说明空气、水、化石燃料和金属矿物等自然资源的利用方式。想一想还有哪些自然资源通过化学方法得到了开发和利用，产生了哪些材料或能源？
【学生活动】思考并交流。
【教师活动】给出答案。分离空气得到富氧空气。电解水可得到氢气和氧气。对煤、石油等化石燃料的综合利用可得到焦炭、煤气、煤油、汽油等。将金属矿物中的金属元素从其化合物中还原出来，可以生产各种金属材料。
一、化学与能源利用
【教师活动】回顾第七单元学过的知识，讨论化石能源的利用方式，以及人们为降低化石能源利用对环境的影响而采取的措施。
【学生活动】思考交流并回答。
【教师活动】给出答案。提高燃料质量，如推广使用脱硫煤，改进生产中使用的脱硫设备，用天然气代替煤。改进使用技术，如改进发动机的燃烧方式，使燃料充分燃烧；使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质；加大尾气检测力度，禁止未达环保标准的汽车上路；推广使用电动汽车。开发新能源，如太阳能、风能。
【设计意图】培养学生知识回顾能力。
【教师活动】有哪些方法可以改变传统能源的利用方式呢
【学生活动】小组讨论交流。完成“学习任务一”中1的内容。
【教师活动】给出答案。（1）通过化学反应将化石能源转化为清洁、便利的二次能源，如电能、石油制品等。（2）开发可再生和环境友好的新能源，如风能、太阳能、氢能、生物质能等。
【教师活动】在能源利用中，化学可发挥作用的领域有哪些？
【学生活动】阅读教材并回答。完成“学习任务一”中2的内容。
【教师活动】给出答案。
（1）煤的清洁利用。
（2）电解水制氢。
（3）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。
【学生活动】结合教材第105页“科学·技术·社会”，了解风电制氢的相关知识。
二、化学与材料开发
【教师活动】煤、石油等化石燃料和秸秆等生物质直接燃烧，其应用范围有限且污染严重。如果通过化学反应进行物质转化，就能得到煤气、沼气等清洁燃料和化工原料，以及塑料、合成橡胶、合成纤维等高分子材料。天然橡胶和棉花、羊毛等天然纤维属于天然高分子材料。人工合成的高分子材料，简称合成材料。日常生活中用得最多的塑料、合成纤维和合成橡胶等属于合成材料。合成材料的出现，使人类结束了严重依赖天然高分子材料的历史。合成材料与天然高分子材料相比有什么优势呢？
【学生活动】阅读教材并回答。
【教师活动】给出答案。合成材料在很多方面具有更为优异的性能，而且便于大规模工业化生产，成本较低，产量稳定。人们可以自主设计并合成具有特殊性能的材料，更好地满足工农业生产和日常生活的需要。
【设计意图】让学生体会合成材料的优势。完成“学习任务二”中1、2的内容。
【教师活动】塑料是最常见的合成材料，观察用途广泛的塑料制品图，塑料具有哪些主要性能？使用较多的塑料有哪些？有哪些应用？
【学生活动】主要性能：密度小，耐腐蚀，易加工。
常见类型：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯等。
应用：绝缘材料、包装材料、农用薄膜、管道、机械零件等。
【教师活动】我们穿的衣服通常是由纤维织成的，而高分子材料中的纤维有天然纤维和合成纤维之分。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。合成纤维有哪些主要性能？使用较多的合成纤维有哪些？有哪些应用？
【学生活动】主要性能：强度高，弹性好，耐磨，耐腐蚀。
常见类型：聚丙烯纤维（丙纶）、聚对苯二甲酸乙二酯纤维（涤纶）、聚丙烯腈纤维（腈纶）等。
应用：纺织原料、过滤材料、建筑材料等。
【教师活动】提出问题：日常生活中有很多棉纤维、羊毛纤维和涤纶面料制成的衣物。如何通过实验区分这三种纤维？课堂演示实验或展示视频。
【学生活动】学生观察实验并记录。
【教师活动】请学生通过实验探究总结通过燃烧区分三种纤维的方法，以及通过实验探究，对于废弃材料的处理方案有哪些启发？
【学生活动】讨论并交流。
【教师活动】总结：点燃，如闻到类似烧纸的气味，灰烬为灰黑色的是棉纤维；如闻到有类似烧焦羽毛的特殊气味，灰烬呈黑褐色小球的是羊毛纤维；如无焦煳味，且灰烬不能用手指挤压成粉末状，则为涤纶。废弃的羊毛纤维和合成纤维不宜采取燃烧的方法进行处理。
【学生活动】认真听讲。
【教师活动】橡胶最初是从橡胶树等植物中获取的。人们根据天然橡胶的分子组成和结构，用化学方法制得了合成橡胶。与天然橡胶相比，合成橡胶有哪些主要性能呢？常用的合成橡胶有哪些？有哪些应用？
【学生活动】主要性能：弹性和绝缘性好。
常见类型：顺丁橡胶、丁苯橡胶、异戊橡胶、硅橡胶等。
应用：轮胎、密封制品、防护用品等。
【学生活动】完成“学习任务二”中3的内容。
【设计意图】分类介绍了常见的塑料、合成纤维和合成橡胶的主要性能和应用，体会化学在生活和生产中的重要性。
三、新型材料的发展方向
【教师活动】由于现代航空航天、信息技术、生物医药和海洋工程等的发展，对材料性能提出了更高的要求。新型材料的研发也越来越重要。那么新型材料的发展方向有哪些呢？
【学生活动】结合教材回答问题。
【教师活动】总结：
（1）开发环境友好型新材料——解决使用合成材料带来的环境问题。
（2）不断改进金属材料、无机非金属材料、高分子材料的性能。
（3）形成复合材料——将几种材料复合起来，综合各组分性能的优点。如碳纤维复合材料、玻璃钢、芳纶复合材料等。
（4）开发具有光、电、磁等特殊性质的功能材料。
【学生活动】完成“学习任务三”中的内容。
【设计意图】使学生充分认识化学与生活、生产的密切联系，以及材料在人类社会发展中所起到的巨大作用，提高学生的科学素养。培养学生关注自然和社会的责任感。
四、化学与可持续发展
【教师活动】社会的可持续发展要以自然资源的合理开发和利用为基础。如果对物质的获取、使用或处理不当，就会引发一系列环境和社会问题。化学与相关技术的发展，遵循增进人类福祉、尊重生命权利、合理控制风险等原则，充分考虑资源供给和环境承载能力，将为解决影响可持续发展的社会性科学议题开辟新的途径，为人类创造更加美好的生活。
【学生活动】完成“学习任务四”中的内容。
五、废弃塑料的回收
【教师活动】垃圾是放错位置的资源。废弃塑料垃圾的回收有哪些意义呢？废弃塑料回收的解决途径又有哪些？
【学生活动】意义：回收废弃塑料是非常重要的，因为塑料回收不仅可以减少废弃塑料的数量，而且节约资源。
解决途径：为塑料分类，在塑料制品上印刷或模压所用材料种类的标志，方便塑料的回收和再利用。
【学生活动】完成“学习任务五”中的内容。
【教师活动】展示部分我国制定的塑料包装制品回收标志及对应的塑料名称。
【学生活动】了解相关的塑料包装制品回收标志及对应的塑料名称。
课堂小结
本课题包括化学与能源利用和化学与材料开发两部分。第一部分通过学习化学与能源利用，了解化学在能源利用和开发上的应用。第二部分从回顾石油资源的利用出发，主要介绍了通过化学反应对石油资源进行物质转化，得到常见的塑料、合成纤维和合成橡胶等材料，并介绍了一些新型材料。目的是使学生认识化学与生活、生产的密切联系，以及材料在人类社会的发展中所起的巨大作用，提高学生的科学素养。
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