高一化学：化学与可持续发展教学设计课件

高一化学·课堂教学课件化学与可持续发展授课年份2026年课程导览01资源环境之困认识资源短缺与环境问题的严峻现实02绿色化学之道理解绿色化学与原子经济性核心原理03循环利用之策探索资源循环利用的化学路径04责任担当之行树立可持续发展观与行动自觉资源环境之困资源有限，警钟长鸣从资源短缺到环境危机，化学视角下的可持续发展命题资源有限，警钟长鸣01自然资源知多少自然资源是人类生存和发展的物质基础，化学工业高度依赖各类资源类型代表特点可再生资源太阳能、风能、生物质可循环利用不可再生资源煤、石油、天然气、金属矿物用一点少一点可再生资源太阳能、风能、生物质可循环利用不可再生资源煤、石油、天然气、金属矿物用一点少一点金属矿物逐年告急金属矿物不可再生，高品位矿石日益减少，资源压力逐年加剧资源压力三大表现3项冶炼高耗高排冶炼金属消耗大量能源与水资源，排放废渣废气遗弃双重损失废旧金属若被遗弃，既浪费资源又污染环境回收价值可观铜、铝等常用金属的回收价值远高于从矿石重新冶炼化石能源消耗巨大煤、石油、天然气是当前全球最主要的能源来源，但三者均为亿万年地质作用形成的不可再生资源依依赖之深工业生产制造高度依赖化石能源驱动交通运输体系依赖燃油与燃气驱动发电电力供应依赖燃煤与燃气机组化工原料供给依赖油气与煤炭转化排排放之重二氧化碳燃烧释放大量温室气体加剧暖化二氧化硫酸性气体排放污染空气与水体环境各类气体排放持续污染生态环境转转型之迫短缺能源短缺与资源枯竭风险并存污染环境污染与生态压力日益凸显倒逼倒逼能源结构调整与转型提速淡水资源日渐紧张水资源短缺与水质恶化，正成为许多地区面临的双重压力淡水困境的四个侧面4点淡水占比极少地表淡水在总水量中占比很小，可直接利用的更少需求持续扩大工农业生产与城市生活大量消耗淡水污染加剧短缺化肥、农药、工业废水等污染使可用水资源进一步减少化学发挥关键作用化学方法在水处理与海水淡化中发挥关键作用环境污染触目惊心大气、水、土壤——三大污染正在侵蚀我们的生存环境大气污染化石燃料燃烧排放二氧化硫、氮氧化物，形成酸雨汽车尾气与工业排放造成雾霾与光化学烟雾水污染工业废水、生活污水未经处理直接排放重金属离子与有机污染物危害水体生态土壤污染过量使用化肥、农药导致土壤板结与残留污染大气污染·酸雨与雾霾威胁呼吸健康水与土壤·污染物累积破坏生态平衡三大污染正在加剧，治理刻不容缓走向可持续发展既满足当代人的需求，又不损害后代满足其需求的能力三协调：经济、社会、环境三协调可持续发展强调经济社会环境三者协调统一破矛盾资源有限性与需求增长的矛盾必须依靠科技创新化解转角色化学既曾带来污染也是解决污染与资源危机的主力学科变路径从末端治理走向源头预防是化学发展的必然方向绿色化学之道从源头消除污染绿色化学与原子经济性，让化学反应更高效更清洁从源头消除污染02绿色化学为何而来先破后立：从末端治理到源头预防传统末端治理模式：先污染、后治理成本高、效果有限污染物可能转移而非消除末端治理绿色化学新理念（20世纪90年代提出）又称环境友好化学、清洁化学核心主张：在源头就减少或消除污染物的产生源头预防绿色化学核心理念预防优于治理，从设计阶段杜绝污染，而非事后清除绿色化学的四大核心理念，贯穿从原料选择到产品设计的全流程原子经济性让反应物原子最大限度转化为目标产物原料无毒无害优先使用可再生、低毒的原料产品环境友好设计可降解、可回收的化学品绿色溶剂与催化剂减少有毒试剂与副产物认识原子经济性定义衡量反应物原子进入目标产物的利用效率计算目标产物质量占反应物总质量百分比目标越接近100%，副产物越少越绿色100%原子经济性目标产物质量

÷

反应物总质量×100%反应物总质量占比计算口径它是设计绿色合成路线的重要依据原子经济性=目标产物质量

÷

反应物总质量

×100%两种路线的对比制备路线主要反应原子经济性氯乙醇法乙烯与氯水反应约

25%直接氧化法乙烯催化氧化接近

100%直接氧化法副产物少，是更绿色的合成路线催化剂助力绿色化催化剂是绿色化学的关键工具降低活化能降低反应活化能，加快反应速率提高选择性提高反应选择性，减少副产物生成温和条件反应条件更温和，降低能耗生物酶生物酶高效绿色，制药化工应用广泛可循环催化剂可循环使用，符合绿色化学要求绿色合成路线设计原料选择›反应设计›条件优化›产物分离›全程考量优先可再生、无毒、储量丰富的物质追求高原子经济性与高选择性使用催化剂、绿色溶剂，温和条件反应减少有毒试剂使用，简化分离流程原料、反应、产物、排放全链条绿色化循环利用之策变废为宝，循环再生从金属回收到塑料再生，化学让资源循环起来变废为宝，循环再生03金属回收变废为宝回收金属，一举三得回收价值3项节能降耗大幅降低冶炼能耗，废金属重新冶炼，比矿石冶炼更节能减排废气从铜、铝等废金属再生，有效减少冶炼废气保护生态回收利用减少采矿对地表环境的破坏来源与行动2项再生金属来源易拉罐、电线、旧家电都是再生金属的重要来源回收第一步垃圾分类是金属回收的第一道关口废旧电池谨慎处理危害与价值并存，回收势在必行危害2项重金属污染电池含汞、镉、铅等重金属及电解质溶液，随意丢弃会污染土壤与水源食物链危害进入食物链，危害健康价值2项可回收金属废旧电池含有可回收的金属与电极材料专业提取专业回收可提取锌、锰、锂等有价值的金属塑料回收再生利用材料属性决定回收方式属性对比2类热塑性塑料受热可软化重塑，可回收再加工热固性塑料成型后不能重塑，回收难度大回收路径01清洗02粉碎03熔融再造粒再生与减量再生应用可制成板材、纤维、包装材料等源头减量减少一次性塑料使用是关键煤油气综合利用三大化石资源的综合利用与深加工三大化石资源·深加工路径3类煤气化、液化→清洁燃料、化工原料石油裂化、裂解、重整→汽油、基础化工原料天然气清洁利用→合成氨、甲醇原料综合利用·核心价值提升附加价值综合利用提升资源附加价值，减少浪费物尽其用深加工使有限化石资源物尽其用生物质替代化石原料以秸秆等生物质转化为燃料与化学品为例，展示可再生资源的化学利用醇燃料乙醇发酵制取·可再生液体燃料原料秸秆、甘蔗渣等经发酵制取可再生新能源酯生物柴油酯交换反应·清洁燃料工艺废弃油脂经酯交换反应制得废油利用低碳塑可降解塑料生物基材料·环境友好转化生物质转化，减少石油依赖减塑绿色材料梯级利用吃干榨尽梯级利用，提升生物质利用效率水资源循环利用中水回用有效缓解城市水资源紧张，化学水处理是水资源循环的技术核心工业废水回用多级处理物理、化学、生物多级处理回用去向回用于冷却、洗涤、绿化海水淡化淡化技术蒸馏、反渗透等技术获得淡水获得淡水，缓解水资源紧张三废资源化利用四条典型路径实现工业废弃物资源化再利用工业废弃物全量变废为宝的四种典型转化路径循环经济让工业废弃物成为二次资源含硫尾气来源含硫尾气去向回收二氧化硫产物生产硫酸燃煤电厂粉煤灰来源燃煤电厂粉煤灰去向制成建材、路基材料用途建材、路基材料冶金废渣来源冶金废渣去向回收铁、铝等有价金属有机废气来源有机废气去向回收或焚烧产物转化为可利用能量责任担当之行知行合一，从我做起以化学素养践行可持续发展，做负责任的未来公民知行合一，从我做起04日常绿色行动清单绿色出行步行骑行乘坐公共交通节水节电随手关灯关水一水多用拒绝浪费按需取用减少剩饭剩菜减用一次性自带水杯自带餐具自带购物袋爱护环境不随意丢弃垃圾不乱排废水垃圾分类从我做起上段：四类垃圾横向卡片并排，每卡片含类别名称+典型示例+处理路径。下段：核心结论句横跨全页（正确分类是资源循环再生的第一道分拣）。无配图。可回收物典型示例废纸、塑料、金属、玻璃处理路径回收再加工有害垃圾典型示例废旧电池、过期药品、灯管处理路径专门处理厨余垃圾典型示例剩菜果皮处理路径堆肥或生物处理其他垃圾典型示例难以回收的处理路径无害化填埋或焚烧绿色消费理性选择绿色消费是用选择权为

可持续发展

投票优优先环保认证优先选择环保认证产品优先选择可降解材料优先选择可回收材质绿色选购拒拒绝过度包装拒绝过度包装商品减少不必要的资源消耗源头减量购购买再生产品支持再生产品消费助力资源循环利用循环再生按按需消费按需购买避免冲动减少浪费践行节约理性消费化学知识助我判断读标签识别有害添加剂与残留辨宣传识破“伪环保”夸大广告懂原理理解酸雨、温室效应的化学本质评用品判断消毒剂、清洁剂的正确使用践行低碳生活方式从日常点滴做起，让低碳成为生活习惯个人碳足迹虽小，亿万人的选择汇聚成巨大力量节约用能减少化石燃料消耗，间接降低碳排放绿色饮食减少食物浪费，适量摄入低碳出行优先公共交通与非机动方式循环使用延长物品寿命，减少新购制造排放做可持续发展的行者化学可以是问题的源头，更可以是解法的开端从资源认知到绿色原理，再到循环实践，知识已经齐备用化学的智慧审视消费、生活与环境的关系消费视角以化学知识辨析产品成分与环保宣称，做出理性选择生活视角在日常起居中识别化学品风险，善