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1、你知道吗？,当今世界，制约社会协调发展的三个领域是什么？,能源 材料 环境,第九章 化学与社会发展,一、化学与能源 二、化学与材料 三、化学与环境,一、化学与能源,你知道目前世界上正广泛使用着什么能源？,化石能源,煤,石油,天然气,一、化学与能源,你知道目前世界上正在开发和使用着哪些能源？,太阳能,地热能,电能,风能,核能,潮汐能,地热能是指贮存在地球内部的热能。其储量比目前人们所利用的总量多很多倍，而且集中分布在构造板块边缘一带、该区域也是火山和地震多发区。,我国的地热资源也很丰富，但开发利用程度很低。主要分布在云南、西藏、河北等省区。,风能是太阳能的一种转换形式，是一种重要的自然能源。据有
2、关专家估算，相当于目前全世界 每年所燃烧能量的3000倍。,风能利用简单、无污染、可再生；不稳定性大，连续性、可靠性差；时空分布不均。,目前广泛使用的一种技术可以解决化石燃料燃烧的效率低、污染重、浪费大的问题，你知道是什么技术吗？,直接将化学能转化为电能的化学电源,看一看、想一想： 化学电源的原理,为什么电流表的指针会偏转？ 不换溶液，指针会持续偏转吗？Why?,化学电源是一种通过化学反应，消耗某种化学物质，输出电能的装置。,常见电池,锰干电池,铅蓄电池,燃料电池,微生物电池,如果在飞船上采用氢氧燃料电池，氢就会在电极上氧化生成水，供宇航员饮用，从而大大减少飞船携带水的数量。可见，燃料电池既提
3、供电能又提供饮水，真是一举两得。,在密闭的宇宙飞舱里，必须处理宇航员排出的尿。美国为此设计了一个巧妙的方案：用一种芽孢杆菌来处理人尿。生产出氨气；氨作为电极活性物质在铂电极上发生电极反应。这样就构成了微生物电池，亦称生物化学电池。一个人一天排出的尿，可获得47瓦的电力。这样既处理了尿液，又获得了电，在宇宙飞行中，又是一个两全其美的成果。,说到“能源”不得不提的一种“清洁、高效”能源是？,氢能,例举“氢能”的三大优点、三大缺点,三大优点：,原料不受限制,清洁,放热多,氢的发热值是所有 化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的， 为142,351kJ/kg，是汽油发热值的3倍， 是甲烷的2倍多。,氢本
4、身无毒，燃烧时最清洁，除生成水和少量氮化氢外不会产生诸如一氧化碳、二氧化碳、碳氢化合物、铅化物和粉尘颗粒等对环境有害的污染物质，少量的氮化氢经过适当处理也不会污染环境，而且燃烧生成的水还可继续制氢，反复循环使用。,氢主要以化合物的形态贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。据推算，如把海水中的氢全部提取出来，它所产生的总热量比地球上所有化石燃料放出的热量还大90O0倍。,三大缺点,缺乏安全可靠的贮氢方法。,缺乏廉价的制氢技术。,缺乏安全可靠的输氢方法 。,因为氢是一种二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而且目前制氢效率很低，因此寻求大规模的廉价的制氢技术是各国科学家共同关心的问题。,由于氢
5、易气化、着火、爆炸，因此如何妥善解决氢能的贮存和运输问题也就成为开发氢能的关键。,我们已经学过哪些反应产生氢气？,我们已经学过哪个氢气发生装置？,启普发生器（组成、气密性检验、工作原理）,观察P 232图9-6思考：,隔板为什么要有孔？ 隔板可能是什么材料做的？,该装置的气密性如何检验？,氢气的纯度如何检验？（向下排空气法检验时，应如何做？）,第二章 化学与材料,一、金属材料,一五、半导体材料,二、无机非金属材料,三、（有机）合成材料,四、复合材料,一、金属材料,什么样的材料称为金属材料？,（纯金属及其合金）,金属材料的历史演变,常见金属材料、尖端金属材料及其优良性能,大话金属时代,青铜器时代
6、,铁器时代,铝器时代,合金时代,不锈钢,生铁、钢,形状记忆合金,储氢合金,发射人造卫星之前，将抛物面天线折叠起来装进卫星体内，火箭升空把人造卫星送到预定轨道后，只需加温，折叠的卫星天线因具有“记忆”功能而自然展开，恢复抛物面形状。,用记忆合金制作的眼镜架，如果不小心被碰弯曲了，只要将其放在热水中加热，就可以恢复原状。,不久的将来，汽车的外壳也可以用记忆合金制作。如果不小心碰瘪了，只要用电吹风加加温就可恢复原状，既省钱又省力，实在方便。,信息时代,一五、半导体材料,导电能力介于导体与绝缘体之间的物质称为半导体。半导体材料是一类具有半导体性能、可用来制作半导体器件和集成电的电子材料 。,大致可分为
7、以下几类。,1.元素半导体有锗、硅、硒、硼、 碲、锑等。,2.化合物半导体由两种或两种以上的元素化合而成的半导体材料。它的种类很多，重要的有砷化镓、磷化锢、锑化锢、碳化硅、硫化镉及镓砷硅等。其中砷化镓是制造微波器件和集成电的重要材料。碳化硅由于其抗辐射能力强、耐高温和化学稳定性好，在航天技术领域有着广泛的应用。,二、无机非金属材料,传统陶瓷,新型陶瓷,玻璃,高温陶瓷,压电陶瓷,透明陶瓷,高强度陶瓷,玻璃以砂子、石灰石、和纯碱为原料。,高温陶瓷以氧化铝为主要原料，在空气中可以耐1980度的高温，化学稳定性强，耐酸、碱侵蚀。,压电陶瓷是一种将压力转变为电力的陶瓷。代替普通火石制成的电子打火机，能连
8、续打数万次。,透明陶瓷（主要成分MgO、CaO、MgF2、CaF2）不但能透过光线，还有很高的机械强度和硬度，是一种很好的防弹材料，还可以作高速切削刀、喷气发动机的零件、代替不锈钢。,透明陶瓷,高强度陶瓷（氮化硅）制造燃气轮的燃烧器、叶轮、涡轮。,日常生活中使用最多的是什么材料？该材料一般包括哪些具体材料？,（有机）合成材料,合成塑料,合成橡胶,合成纤维,合成塑料一种有机高分子材料。,可以制成：,薄膜、,日用品、,管道、,塑料板材、,泡沫包装材料、,电器绝缘部件和外壳。,常见塑料： 聚乙烯、 聚氯乙烯、 聚苯乙烯、 有机玻璃、 电木塑料。,常见塑料简称： PE、 PVC、 PS、 PMMA.,
9、聚乙烯与聚氯乙烯的鉴别,天然纤维： 棉、 麻、 植物纤维、 动物的毛、 蚕丝,Vs,合成纤维： 1.以竹、木为原料。 2.以石油产品、煤、石灰石、水、空气为原料。,天然纤维优点： 强度高、 耐磨、 弹性好、 耐化学腐蚀,Vs,合成纤维优点： 吸水性好、 透气性好,橡胶的演变：,天然橡胶,合成橡胶,橡胶树、橡胶草,获得,需求的增加,对组成和结构的了解,良好的弹性、绝缘性、耐高温性,优点,上述材料的优缺点：,金属材料,陶瓷材料,合成材料,强度大,不耐腐蚀,耐高温,脆性大,强度大、密度小,不耐高温,看到上述各种材料的优缺点，你有什么想法？,要是有一种材料集各种优点于一身，多好！,四、复合材料,钢筋混
10、凝土,快艇的艇身,四、复合材料,火箭锥头,四、复合材料,碳纤维,四、复合材料,机动车轮胎,餐桌椅,防弹玻璃,一、还人类洁净的空气,工业化以前的空气是什么样？,现在的空气是什么样？,我们人类能作些什么？,蓝天白云,青山绿水,红花碧草,莺歌燕舞,天苍苍、野茫茫,全球气候变暖,臭氧层破坏,酸雨,全球性的与空气污染有关的三个环境问题,我国酸雨正呈蔓延之势，是继欧洲、北美之后的世界第三大酸雨区。我国酸雨区面积扩大之快、降水酸化率之高，在世界上是罕见的。,酸雨在我国几乎呈燎原之势，覆盖面积已占国土面积30以上。因酸雨造成的年总损失为130亿元。,其实，北方城市二氧化硫的排放量并不比南方少，只是因为北方土壤
11、呈碱性，大气中尘沙又多，雨滴在经过大气层时得到了中和。每当降雨时间较长，碱性尘沙被冲刷到地面上以后，雨水也会呈酸性。,我国酸雨的形成机制不是局地性的，而是整个区域性的。这就决定了我国酸雨的治理对策应该是控制整个地区内二氧化硫的排放总量，这称为“总排放量控制原则”。 过去常采用的建高烟囱的办法，只能减轻局地少数地点的地面污染强度，而无助于解决区域性的整体污染强度。,1998年9月中 旬至12月中旬，南极上空臭氧层出现了历史上最大的空洞，面积为2720万平方公里，足足有一个美国领土那么大 。,1987年，德国科学家在北极上空发现了另一个臭氧洞，它出现在每年2月份，其面积相 当于南极臭氧洞的13。,如今，人们知道破坏臭氧层的主要罪魁祸首氟氯碳自30年代面世以来被广泛用作冰箱、冷 冻机、空调等制冷设备中的制冷剂，聚氨酯泡沫和聚乙烯聚苯乙烯泡沫中的发泡剂，气 雾剂制品中的推进剂，电子线路板、精密金属零部件等的清洗剂，烟丝的膨胀剂等。另一 主要罪魁祸首哈龙则主要用作灭火系统或手提灭火器中的灭火剂。,
