高中化学 4.2.2《解决环境问题需要化学科学 》教案 苏教版必修2

第二单元 化学是社会可持续发展的基础 第二节 解决环境问题需要化学科学【教学目标】1. 能运用具体事例说明化学为其他科学技术发展提供了物质基础，促进了现代科技的发展。2. 认识人类活动，包括化学品的制造、应用可能对环境、社会带来的负面影响。3. 能列举事实论述化学与科学、技术、社会的关系。【教学重点】认识人类活动，包括化学品的制造、应用可能对环境、社会带来的负面影响【教学方法】交流与讨论【教俱准备】 实物：铝合金、半导体材料、塑料、橡胶等 化学仪器：烧杯、滴管、镊子、玻璃棒、针筒、玻璃片等 化学试剂：5%硫酸铜溶液、10%氢氧化钠溶液、浓氨水、稀盐酸等【教学过程】【引入】多媒体展示：小林苦恼的一天【过度】化学一方面可以造福人类，另一方面如果使用不当，也可以对人类造成危害。在过去一个世纪里，化学和化学工业在为人类创造巨大物质财富的同时，也对环境造成了相当严重的污染，这是人类犯的错，而不是化学本身。我们今天这节课主要共同认识化学对环境保护的贡献。请同学们交流讨论P101的问题。【板书】课题一 :大气污染治理1.城市大气污染主要是怎么造成的？2.这些废气的主要成分是什么？3.这些气体是怎么产生的？【问题提出】二氧化硫对环境破坏包括哪些方面？如何减少二氧化硫排放？ 【板书】1. 二氧化硫的治理【学生反馈】形成酸雨，使土壤酸化，腐蚀古建筑，使植物枯死，庄稼减产，鱼虾死亡等。降低石油中硫的含量，在燃烧含硫的煤中加入生石灰等。煤的脱硫过程：将废气最终转化为石膏CaSO4.2H2O（1） 烟气加湿（2）而后被石灰石浆吸收（3）生成物被空气氧化（4）结晶【问题提出】使用汽油、煤油等矿物油的机动车日益增多，为什么会使空气质量下降？可以采取哪些措施？【板书】2. 汽车尾气的污染和处理。【学生反馈】因为使用汽油、煤油的机动车会排放烃类物质、氮的氧化物、硫的氧化物，会造成空气质量下降。在城市控制使用汽油、煤油的机动车，可以燃烧乙醇；或者使用“零排放”电动车；此外，用氢作汽车燃料、用燃料电池作动力，合成廉价的、可再生的储氢材料和能量转换材料等。【问题提出】如何消除汽车尾气对环境的污染？【指导阅读】学生阅读教材P101【分析讲解】发动机燃油排放的尾气中有一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、碳氢化合物、颗粒物等。消除污染进行石油脱硫处理，利用尾气处理装置等，介绍用于汽车尾气处理的催化剂及制备方法。用新的无害汽油，使用酒精天然气代替燃油，用无污染氢燃料作动力等。【问题提出】随着工业的发展，大气中二氧化碳的浓度不断增加，温室效应日益严重，化学家是如何处理的？【板书】3. 回收二氧化碳。【分析讲解】OCHCH2OCO nCH3用二氧化碳的环氧丙烷在催化剂作用下可形成高聚物。催化剂+ nCO2nCH3CHCH2O从根本上解决环境和生态问题，还要依靠绿色化学的发展。绿色化学使人们可以期望未来的化工企业将是零排放的，所有物质原料、中间产物都在内部循环、利用，尽量不使用有毒、有强腐蚀性的原料。【问题解决】请同学们看教材P102问题解决。比较两种途径，你认为哪种路线符合绿色化学的要求？这种方法的优点是什么？【对比分析】对比两种途径的优点。【学生反馈】后者，没有用氢氰酸极毒物，反应只要一步反应，转化率高，没有其他生成物。【分析讲解】绿色化学是设计没有或只有尽可能小的对环境产生负面影响的，并在技术、经济上可行的化学品和化学过程的科学。绿色化学的目的是用化学方法在化学过程中预防污染。清洁生产的重点在于：1. 设计比现有产品的毒性更低或更安全的化学品，以防止意外事故的发生；2. 设计新的，更安全的、对环境良性的合成路线，例如尽量利用分子机器型催化剂、仿生成等，使用无害和可再生的原材料；3. 设计新的反应条件，减少废弃物的产生和排放，以降低对人类健康和环境产生的危害。【介绍】由于绿色化学的重要性，1995年，美国设立了“总统绿色化学挑战奖”，以表彰在绿色化学化工领域和开发中有重大突破和成就的个人和单位。绿色化学要求开发新的原子经济反应。原子经济性即在化学反应过程中有多少原料的原子进入到所需的产品中。理想的原子经济反应要求原料分子百分之百在转变成产物，不产生副产物或废物，实现废物的“零排放”。对于大宗基本有机原料的生产来说，选择选择原子经济反应十分重要。近年来，开发新的原子经济反应已成为绿色化学研究的热点之一。绿色化学还要求采用无毒、无害溶剂或不使用溶剂。与化学品制造相关的污染问题不仅来源于原料和产品，而且和生产过程中使用溶剂也有关系。当前广泛使用的溶剂是有挥发性的有机化合物，会造成较大的环境污染。采用无毒无害的溶剂代替挥发性有机化合物已成为绿色化学的重要研究方向。【板书】课题二、水环境治理【问题提出】怎样保护水体？怎样对水进行净化处理？【学生反馈】不排放含重金属离子、有机磷、有毒物如氰离子、酸、碱等工业废水。工业废水要经过净化再排放，对水净化要除去悬浮物，加漂白粉消毒等进行