第二单元　化学式社会的持续发展的基础优秀教学实录

《解决环境问题需要化学科学》教学设计

永年区实验中学 李增红

【教学目标】

1．知识与技能：

（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。

2．过程与方法：

（1）在学习过程中认识到化学科学促进了现代科学技术发展。

（2）通过学习让学生认识到哪些方面生产造成环境的破坏并知道如何克服这些负面影响。

3．情感态度与价值观：

（1）能从理论上认识化学在现代科学技术发展及解决环境问题中发挥的作用，树立学生的环保意识。

（2）能认识到化学是环境保护事业的强大支柱，了解绿色化学对可持续发展的贡献，增强学生社会责任感，提高科学素养。

【教学重点】

认识人类活动，包括化学品的制造及应用可能对环境、社会带来的负面影响

【教学难点】

认识绿色化学对可持续发展的贡献

【教学方法】

交流与讨论、多媒体

【教学过程】

【学生活动】开展微型辩论会，主题：《化学在社会发展中的功VS过》

【课件展示】《烦恼的一天》

【过 渡】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。但这是人类犯的错，而不是化学惹得祸。现在，化学科学为分析检测治理环境污染提供了有效快捷的方法与技术。我们今天这节课主要共同认识化学对环境保护的贡献。

【板 书】解决环境问题需要化学科学

【小组讨论】常见的环境污染有哪些？

【学生反馈】1.工业三废；2.破坏臭氧层；3.酸雨；4.白色污染；5.温室效应6.PM2.5等

【课件展示】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？

【学生反馈】造成环境污染的物质，来源及其形成的污染有哪些？

【学生反馈】1.工业三废（废水、废气、废渣）的排放，汽车与其它交通运输工具的排气，以及世界人口的剧烈膨胀生活垃圾的剧增，都对地球环境造成了污染和破坏。。

2.大气污染物主要包括悬浮在空气中的颗粒物质、含硫化合物（如H2S,SO2）含氮化合物（NO,NO2,NH3）、一氧化碳和二氧化碳等。

3.悬浮于空气中的颗粒物质主要来源于自然界的风砂尘土以及人为的各种烟尘，如采矿过程中的粉碎、研磨、筛分装卸及运输过程中散发的粉尘，建筑工地和交通运输等产生的烟尘等。北京大气的主要污染源有风沙土壤，煤炭燃烧，机动车尾气排放等易形成雾霾。

4.SO2：煤、石油的燃烧，金属矿物的冶炼等；形成酸雨。

NOx：煤、石油的燃烧，硝酸工厂和汽车尾气的排放；形成光化学烟雾。

COx：煤、石油、天然气的燃烧；造成温室效应。

【交流讨论1】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】二氧化硫对环境破坏：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。

【问题提出】结合二氧化硫化学性质考虑如何减少二氧化硫排放？

【学生反馈】措施：降低石油中硫的含量，在燃烧含硫的煤中加入生石灰等。

1、SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O 2CaSO3 + O2 = 2CaSO4

2、SO2

+ 2NH3

+ H2O = (NH4)2SO3 2(NH4)2SO3

+ O2

= 2(NH4)2SO4

【课件展示】燃煤烟气的脱硫：石灰石-石膏法、氨水法

【教师引导】煤的脱硫过程：将废气最终转化为石膏CaSO4.2H2O。通过上述过程，既可以消除燃煤烟气中的二氧化硫，同时还可以得到副产品石膏和硫酸铵。

【交流讨论2】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 【课件展示】汽车尾气处理装置

【教师引导】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。

【教师引导】

nCH3CH─CH2 + nCO2 催化剂

用二氧化碳的环氧丙烷在催化剂作用下可形成高聚物。

O ─O─CHCH2─O─CO─n

【课件展示】回收二氧化碳

CH3 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？

【学生反馈】对比两种途径的优点：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。

【教师引导】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。

【课件展示】绿色化学

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。

【课堂小结】通过汽车尾汽治理、二氧化碳回收利用、绿色化学的举起等问题的分析，说明化学是环境保护的强大支柱。

要充分了解化学学科在人类创造新物质的活动中的重要作用，努力学习，为发展化学，创造更多的新物质而努力。

【针对训练】

1.减少酸雨的产生，下列措施中有效的是 （ ）

①把工厂烟囱升高

②燃料脱硫

③开发洁净能源

④在酸化土壤中加入石灰

⑤用煤做燃料

A．②③ B．①③⑤ C．①③④⑤ D．①③④⑤

2.当前有许多科学家认为“温室效应”将导致地球表面温度缓慢升高，为了保护人类赖以生存的环境，必须密切关注。造成“温室效应”的主要原因是人类向大气排放了大量的二氧化碳。下列说法错误的是（

）

A、由于森林绿化面积的迅速递减，使得自然界吸收二氧化碳的能力降低

B、大量燃烧含碳的燃料使二氧化碳含量增加

C、一个二氧化碳分子的质量约为 D、4.4gCO2中含有0.1mol质子

3.下列不符合“绿色化学”的是 （ ）

A：就地焚烧 B：发酵后作农家肥料 C：加工成精饲料 D：制造沼气

4. 下列制取乙醇的反应中，符合绿色化学观念，原子经济性最强的是

1）CH2==CH2 + H2O → CH3CH2OH 2）CH3COOC2H5 + H2O → CH3COOH + CH3CH2OH 3）CH3CH2Br + H2O → CH3CH2OH + HBr 第二单元

化学式社会的持…

高中化学

苏教2003课标版

评论（0）1教学目标

1．知识与技能：

（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。

2．过程与方法：

（1）在学习过程中认识到化学科学促进了现代科学技术发展。

（2）通过学习让学生认识到哪些方面生产造成环境的破坏并知道如何克服这些负面影响。

3．情感态度与价值观：

（1）能从理论上认识化学在现代科学技术发展及解决环境问题中发挥的作用，树立学生的环保意识。

（2）能认识到化学是环境保护事业的强大支柱，了解绿色化学对可持续发展的贡献，增强学生社会责任感，提高科学素养。

评论（0）2学情分析

（一）认知起点

当今,环境问题已成为全球性的问题，贴近学生生活实际，是当代青少年渴望知道且必须知道的问题。学生在历史、地理、生物、化学课堂及平日的生活中也都有所了解,只是侧重点不同，。因此本课教学内容对学生来说并不陌生，但对于如何解决相应的问题，怎样走可持续发展道路，什么是可持续发展，学生多少知道一些却不能清楚的理解和表达。因此在本课的设计过程中本着以学生为主，发挥学生主体性作用的理念，通过形象的多媒体教学创设各种种情景，由学生自己从所给的材料中找出相应的答案。在生活中增强学生的可持续发展意识，更能为学生将来更好地融入社会、服务社会做好准备，具有较大的现实意义。

（二）思维特点

高一学生正处在由形象思维向抽象思维、创造性思维的转型阶段，抽象思维已经有了很大的发展，并占有优势地位。但这种抽象思维仍然是经验型的，应以文本、图片、动画、视频等多种形式提供感性经验的支持。学生思维活跃、勇于创新，但是比较片面，处理问题的方式容易简单化。

（三）情感态度

高一学生已经具备了初步的可持续发展意识,对社会的发展比较关注，对未来充满着期待；通过合作训练，已经具备了一定的合作态度和合作习惯。

评论（0）3重点难点

【教学重点】

认识人类活动，包括化学品的制造及应用可能对环境、社会带来的负面影响

【教学难点】

认识绿色化学对可持续发展的贡献

4教学过程

4.1第二学时

《解决环境问题需要化学科学》

教学活动

评论(0)活动1【活动】开展微型辩论会，主题：《化学在社会发展中的功VS过》

课前学生从“功”与“过”两个角度中任选其一就化学在社会中的作用搜集资料，分为正反两方，课上进行自由辩论。

评论(0)活动2【导入】《烦恼的一天》

教师点评，明确观点，化学在社会发展中是一把双刃剑，它既能为社会创造物质文明，又能将社会推向灾难的深渊，朝哪个方向作用更大一些是由我们人类所决定的。人类如果能够端正态度，合理的去利用化学技术，将可以使化学扬长避短。

展示ppt《烦恼的一天》，生活在城市中的小林，早上在十面“霾”伏中闻者浓浓的汽车尾气去上班；上午喝水时又遇到因附近河水被污染而停水整治；中午吃饭时因菜中有异味，经了解是蔬菜中残存农药超标；下午下班时又遇上一场沙尘暴，吃了一肚子沙子，真的很郁闷1

导入新课，随着生活水平的提高，环境污染日趋加剧，空气质量不断下降，解决环境问题迫在眉睫！

评论(0)活动3【活动】观看相关视频并交流讨论，寻找解决环境问题的方法

【小组讨论】常见的环境污染有哪些？

【学生反馈】1.工业三废；2.破坏臭氧层；3.酸雨；4.白色污染；5.温室效应；6.PM2.5等

【小组讨论】造成环境污染的物质，来源及其形成的污染有哪些？

【学生反馈】1.工业三废（废水、废气、废渣）的排放，汽车与其它交通运输工具的排气，以及世界人口的剧烈膨胀生活垃圾的剧增，都对地球环境造成了污染和破坏。

2.大气污染物主要包括悬浮在空气中的颗粒物质、含硫化合物（如H2S,SO2）含氮化合物（NO,NO2,NH3）、一氧化碳和二氧化碳等。

3.悬浮于空气中的颗粒物质主要来源于自然界的风砂尘土以及人为的各种烟尘，如采矿过程中的粉碎、研磨、筛分装卸及运输过程中散发的粉尘，建筑工地和交通运输等产生的烟尘等。北京大气的主要污染源有风沙土壤，煤炭燃烧，机动车尾气排放等易形成雾霾。

4.SO2：煤、石油的燃烧，金属矿物的冶炼等；形成酸雨。

NOx：煤、石油的燃烧，硝酸工厂和汽车尾气的排放；形成光化学烟雾。

COx：煤、石油、天然气的燃烧；造成温室效应。

【课件展示】观看视频1：,《酸雨的形成及危害》

【交流讨论1】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】二氧化硫对环境破坏：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。

【问题提出】结合二氧化硫化学性质考虑如何减少二氧化硫排放？

【学生反馈】措施：降低石油中硫的含量，在燃烧含硫的煤中加入生石灰等。

1、SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O

2CaSO3 + O2 = 2CaSO4

2、SO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2SO3

2(NH4)2SO3 + O2 = 2(NH4)2SO4

【课件展示】燃煤烟气的脱硫：石灰石-石膏法、氨水法

【教师引导】煤的脱硫过程：将废气最终转化为石膏CaSO4.2H2O。通过上述过程，既可以消除燃煤烟气中的二氧化硫，同时还可以得到副产品石膏和硫酸铵。

【交流讨论2】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？

【课件展示】观看视频：2《一分钟了解雾霾》；3,《地球家园----汽车尾气》

【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 【教师引导】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。

【课件展示】汽车尾气处理装置。观看视频：4《青岛新发明----油水混合燃油》；

【课件展示】观看视频：,《地球家园----温室效应》

【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。

【教师引导】用二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下可形成高聚物。

【课件展示】回收二氧化碳；观看视频：5《印度---“吞食”汽车尾气中二氧化碳装置》

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？

【学生反馈】对比两种途径的优点：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。

【教师引导】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。

【课件展示】绿色化学

【资料拓展】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。

【课堂小结】在本节课中通过学习燃煤烟气的脱硫方法、汽车尾汽治理、二氧化碳回收利用、绿色化学的举起等问题，说明化学是环境保护的强大支柱，解决环境问题需要化学科学，尤其需要大力开发绿色化学，使化学只生产对环境友好的产品，实现废物的零排放，再加上法制健全，全民觉悟提高，相信我们很快就会迎来一个绿色、环保、文明、健康的清新世界。

评论(0)活动4【练习】针对训练

【针对训练】

1.减少酸雨的产生，下列措施中有效的是

（

）

①把工厂烟囱升高

②燃料脱硫

③开发洁净能源

④在酸化土壤中加入石灰

⑤用煤做燃料

A．②③

B．①③⑤

C．①③④⑤

D．①③④⑤

2.当前有许多科学家认为“温室效应”将导致地球表面温度缓慢升高，为了保护人类赖以生存的环境，必须密切关注。造成“温室效应”的主要原因是人类向大气排放了大量的二氧化碳。下列说法错误的是（

）

A、由于森林绿化面积的迅速递减，使得自然界吸收二氧化碳的能力降低

B、大量燃烧含碳的燃料使二氧化碳含量增加

C、一个二氧化碳分子的质量约为

D、4.4gCO2中含有0.1mol质子

3.下列不符合“绿色化学”的是

（

）

A：就地焚烧

B：发酵后作农家肥料

C：加工成精饲料

D：制造沼气

4. 下列制取乙醇的反应中，符合绿色化学观念，原子经济性最强的是

1）CH2==CH2 + H2O → CH3CH2OH 2）CH3COOC2H5 + H2O → CH3COOH + CH3CH2OH 3）CH3CH2Br + H2O → CH3CH2OH + HBr 评论(0)活动5【作业】课后活动

【布置作业】

1.课本103页

1，2，3，4。

2.活动与探究：

（1）查阅资料：符合“绿色化学”思想的化工产品的生产。

（2）搜索有关材料查找造成水污染的原因及对水净化处理的常用化学方法。

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