高中化学 4.2 化学是社会可持续发展的基础相关材料素材 苏教版必修2.doc

化学是社会可持续发展的基础 引言我们已经了解了化学是打开物质世界的钥匙，是人类创造新物质的工具，那么今天我 们要学习的是化学是社会可持续发展的基础。我们生活在一个缤纷多彩、形形色色的 世界，而存在于这个世界中的种类繁多的生物构成了这个美妙世界的动感美。难以想 象没有花儿、鸟儿的世界会是怎样的荒芜一片。然而当代社会面临着诸多问题，同学 们回想一下我们身边有哪些社会问题呢？相信经常看新闻的同学，一定有很多话想说。学生化石能源日益枯竭、水资源紧缺、生态环境遭到破坏等。评价很好，这些问题都是迫在眉睫的，我们都知道能源的产生过程需要的时间需要很久很 久，而我们在利用能源的时候却是非常的挥霍，如果继续这样下去，即使现有的资源 能够支持我们使用，那么他们能够支持我们的子孙后代使用吗？我们的社会还能不能 延续发展呢？同学们应该好好思考一下，找找解决这些问题的方法，想想如何使我们 的社会能够可持续发展呢？学生提问同学们说的节约能源，保护环境等的想法，都很好。那么如何节约能源，治理环境呢？ 这些问题的解决离不开科学技术的发展，尤其需要化学科学的支持。现代科学技术离 不开化学。那么化学不仅仅与生活密切相关，而且与其他的科学技术同样也有紧密的 联系，那么化学与那些新兴学科和高新技术有紧密的联系呢？学生介绍现代的新兴学科有生命，材料，环境，能源，地球，空间以及核科学等等，那么新技 术呢？同学们可以在课本里寻找一下，有信息技术，生物技术，核科学和核武器的技 术，航空和导弹技术，激光技术以及纳米技术等等，这些技术都在最热门的技术，它 们的发展也都离不开化学。那么它们与化学到底有着什么样的千丝万缕的联系呢？今 天我们就来共同探讨一下。提问大家都知道神州八号飞天的事情吧，同学们看这就是神州八号。视频我们看看神八的发射视频。介绍我请一位同学来说一下此次神八的任务是什么？学生介绍神舟八号无人飞船，是中国“神舟”系列飞船的第八艘飞船，于2011年11月1日5时 58分10秒由改进型“长征二号”f遥八火箭顺利发射升空。升空后2天，“神八”与此前 发射的“天宫一号”目标飞行器进行了空间交会对接。组合体运行12天后，神舟八号飞 船脱离天宫一号并再次与之进行交会对接试验，这标志着我国已经成功突破了空间交 会对接及组合体运行等一系列关键技术。提问那同学们思考一下，化学在“神州八号”研制和发射过程中起到哪些作用？学生介绍化学在航天技术领域应用非常广泛。首先偏二甲肼和液氢等等化学物质呢可以用来作 为高效燃料。我们来看一下偏二甲肼的分子结构，同学们觉得它互相作用力是什么呢？ 属于什么化合物？学生共价键，共价化合物。介绍非常正确。那么神八的外壳是用高科技材料高温结构陶瓷制成的，我们都知道火箭在 升空的时候会与气体产生摩擦，摩擦使得温度急剧升高，就是因为这种陶瓷材料呢非 常的耐高温，所以才可以保护内层。同时还有记忆合金天线等等也是高科技材料。还 有火箭的供氧系统，供给宇航员氧气，得以呼吸。同学们知不知道火箭中所使用的供 养剂是什么呢？从我们所学的知识中寻找。学生过氧化钠。提问很好，同学们都非常聪明。那么大家还记得过氧化钠产生氧气的反应方程式呢？学生2na2o2+2co2=2na2co3+o2评价看来同学们掌握的很好。所以我们说化学为现代科学技术发展提供了丰富的材料。那 么化学还提供了哪些材料呢？我们来看看这些电脑主板，电脑主板是由印刷电路制成 的，那么印刷电路的制作原理是什么？请同学们翻开课本100页，阅读活动与探究的 电路板的制作。阅读完以后告诉我制作原理是什么？反应方程式是什么？标出反应中 的氧化剂以及电子转移的方向和数目。学生2fecl3+cu=2fecl2+cucl2介绍正确。那么我们来看看它的制作原理。首先取一块敷铜板，除去铜箔上的油污，洗净 吹干以后，用油漆描出电子路线图，待油漆干后放入三氯化铁溶液中浸泡。20分钟以 后，用镊子取出，再洗净吹干以后，用适当的溶剂把油漆清洗掉，最后你就得到了想 要的印刷电路板。过渡相信同学们对印刷电路板的制作原理已经有所了解了。而且这电路板的应用非常的广 泛。那么除了这些材料以外，同学们来谈一谈，据你了解还有哪些新型材料？学生提问看来同学们还是很了解新型材料的。现代的信息技术是非常发达的，那么信息技术的 发展需要什么呢？学生介绍需要光导纤维来铺设光纤通讯线路，光导纤维很是不是很漂亮？那么光导纤维简称光 纤，利用了全反射的原理。容量大，衰减小，抗干扰性强，一对光纤的传输能力理论 值为二十亿路电话，一千万路电视。光导纤维应用非常广泛，可以用做胃镜等等；那 么信息技术同时还需要单晶硅来制造芯片，在必修一中同学们应该已经学习了石英砂 制造单晶硅的原理。请同学们回忆一下，写出反应方程式。学生评价正确。那么石英砂就是二氧化硅的俗称，人们用焦炭在高温下还原二氧化硅之德含有 少量杂志的粗硅，将粗硅在高温下与氯气反应生成四氯化硅，四氯化硅提纯以后再用 氢气还原，就可以得到高纯度的硅。介绍接下来我们看看什么是纳米材料，这是纳米碳管，我们在同素异形现象这节课中已经 学习过。那么同学们还记不记得纳米这个单位表示的数量级是多少？学生介绍很好，纳米材料是指三维空间尺度至少有一维处于纳米量级的材料，它是由尺寸介于 原子、分子和宏观体系之间的纳米粒子所组成的新一代材料。纳米科学技术的诞生， 将对人类社会产生深远的影响，并有可能从根本上解决人类面临的许多问题，特别是 能源、人类健康和环境保护等重大问题。下面我们来看看什么是形状记忆合金，看一 下旁边的这个弹簧会有什么样神奇的变化。视频形状记忆合金。介绍形状记忆合金在高温下可以变成任何你想要的形状，在较低温度下合金可以被拉伸或 压缩，但若对它重新加热加热到一定的“变态温度”时，它会记起它原来的形状，而 立即恢复原来的形状。因此，记忆合金被誉为“有生命的合金”。 最后就是超导合金。 同学们应该都知道磁悬浮列车吧？我请一位同学来说说磁悬浮列车的原理是什么？评价很好。就是因为在超导状态下具有零电阻和完全的抗磁性，可以获得稳态强磁场，用 于制造超导列车，它将在无摩擦状态下运行，这将大大提高他们的速度和安静性能。过渡介绍了这么多的材料我们说现代科学技术的发展真是离不开化学，而且化学为科学技 术的发展提供必要的能量。那么化学到底为人类提供了哪些能量呢？学生介绍我们说媒、石油、天然气等这些化石燃料是目前人类使用比较广泛的能源，还有化学 电源，例如干电池、蓄电池等等应用也非常多，另外还有环保的洁净能源和生物质能 等等，这些能量都是化学提供的。过渡但是这些化学物质例如媒、石油等等化石燃料它们的燃烧非常容易造成环境问题，看 来我们得辩证性地看待化学。我们会想自己身边的环境，谈谈有哪些物质的过量排放 直接影响了我们的生活？ 产生了哪些类别的污染？学生大气污染、水污染、固体废弃物污染评价很好，基本上是分为这三类。那么目前环境问题比较严重的还要数二氧化硫的污染， 在必修一中同学们也已经学习了二氧化硫的污染与治理，下面我们再来看一看二氧化 硫对我们带来的危害到底有哪些？视频播放二氧化硫污染。学生评价说的都很好。这就是二氧化硫给人们带来的可怕的危害。那么我们如何来防治呢？既 然这些危害都是由化学物质过量所造的，那么我们说解铃还须系铃人，我们就要用化 学科学来解决环境问题。同学们还记得有哪些方法来解决二氧化硫所带来的问题吗？学生介绍 煤烟气脱硫 (1)石灰石膏法 so2+ca(oh)2=caso3+h2o 2caso3+o2=2caso4 (2)氨水法 so2+2nh3+h2o=(nh4)2so3 so2+h2o+nh3=nh4hso3 2(nh4)2so3+o2=2(nh4)2so4介绍二氧化硫的问题解决了，但是汽车尾气的问题又出现了，这该怎么解决呢？同学们都 听说过雾都吧？雾都指的是哪个城市？学生英国伦敦。介绍很好，就是因为他们的化石燃料与汽车尾气排放都过量了，导致整个城市都被大雾笼 罩，能见度非常低。这样的天气对人体的危害是非常大。那么我们该如何解决汽车尾 气对环境的污染问题呢？学生介绍燃料脱硫（s caso4） 尾气处理（2co+2no=n2+2co2） 利用新能源（燃料电池、甲醇汽油、氢气）补充同样的，现在我们全球的温室效应还是很严重的，有时候甚至会有极端天气出现。那 么造成温室效应的罪魁祸首是什么？学生介绍很好。那么假如我们将我们唾弃的二氧化碳变废为宝，是不是会大大改观二氧化碳在 催化剂 我们心目中的地位呢？其实科学家们已经研究出来了，他们利用ch3on ch3chch2 + n co2 ochch2ocon 这样的工作原理将二氧化碳制造成可降解的塑料制品。这样就一举两得，变废为宝。 我们一直强调环保，只要我们从根源出发，把我们的化学变为绿色化学就可以防止化 学物质过量带来的环境问题了。那么什么叫做绿色化学呢？学生介绍绿色化学又称环境友好化学、环境无害化学、清洁化学，是用化学的技术和方法去减 少或消除有害物质的生产和使用。绿色化学的核心是：利用化学原理从源头上减少和 消除工业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则:在理想的化工生产方式是：反应物 的原子全部转化为期望的最终产物（原子利用率100%）。那么绿色化学分为这三个方 面内容，分别是原料绿色化，过程绿色化，原子利用经济及零排放以及产品绿色化。问题解决了解了绿色化学的概念以后，我们翻开课本102页，思考一下里面的问