第二节　资源综合利用　环境保护优质课教案

课

题

环境保护与绿色化学

一、教学目标

知识与技能

1、了解一些环境保护的知识及“绿色化学”的思想；

2、通过收集、调查、发言，培养学生团结合作、科研实践、组织表达等能力。

过程与方法

1、

课前学生对学习内容进行社会调查和查阅相关资料；

2、

课堂中，学生根据准备的材料进行发言，讨论。

情感、态度与价值观

通过参加环境教育活动，学习一些环境知识，增强环境保护意识，树立主人翁社会责任感，体会化学与社会发展的关系。

二、教学重难点

教学重点

增强环境保护意识，体会化学与社会发展的关系。

教学难点

课前资料的收集与整理。

三、课前准备

1、提前一周印发阅读材料，布置学生分组进行调查，收集资料，访问身边的人群，为课堂的讨论发言做好充分准备。

2、小组长负责召集成员进行原始材料的收集和分类整理，准备发言内容。

3、材料可以是图片、文字（报刊杂志，复印材料等）、实物、影片等。

四、教学过程

（一）创设情境，引入课题

1、

播放幻灯片《森林狂想曲》

这是一幅多么迷人的自然美景。然而，如今的地球正在遭受着前所未有的灾难

2、

播放幻灯片《环境污染》

（边播放边讲解）大气污染加剧、水污染严重、赤潮、酸雨、臭氧空洞、固体废弃物与日俱增、温室效应、水土流失、土地沙漠化……。生存环境的日益恶化，严重威胁着人类的健康和生命，于是，全人类大声疾呼：“Save Our Soul”，(拯救生命)，保护地球，保护环境。

3、播放幻灯片《环境保护与绿色化学》

[引言]纵观历史，从使用火到水、木材、煤、石油、天然气等资源，人类能源的来源全部都是从自然界中得到，仅仅注重资源开发是远远不够的，人类要实现可持续发展，必须做到合理开发资源，最大限度地利用好资源，还要保护好环境，而化学不仅在资源的开发和综合利用上发挥重要的作用，在环境保护方面也大有用武之地。

[展示]幻灯片《大气环境和水环境监测》

要了解环境的污染情况，消除和控制污染以及研究污染物的存在、分布和转化规律，就

需要对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据。化学工作者承担着繁重的环境监测工作。

（二）组织学生发言、讨论，了解一些环境污染及防治措施知识

[引言］俗话说：“明枪易躲，暗箭难防”。难防，不等于不触防

。隐藏在我们身边的无形杀手究竟是什么?下面请第一小组同学代表给大家讲讲。

[问题1] 居室污染的来源、危害及防治措施。

[学生活动］讲述居室污染的来源、危害及防治措施。

[问题2]硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些廉价易得到的化学物质发生反应加以控制、消除或回收利用。请举例说明这些方法的化学反应原理和类型。

[学生活动］讲述酸雨的防治措施

[问题3]含氮、磷的大量污水任意排向湖泊、水库和进海海域，会出现水华、赤潮等水体污染问题。你认为在农村和城市造成的这种水体污染各有什么特点，并查阅资料了解有关的污染及治理情况。

[学生活动］讲述水体富营养化及治理

[问题4] “世界环境日”的来历怎样？历年“世界环境日”主题是什么？古人说：“千里之行，始于足下。”我们每个人应该为环境保护作些什么？

[学生活动］“世界环境日”的来历怎样？历年“世界环境日”主题是什么？我们每个人应该为环境保护作些什么？

（三）理解“原子经济”的概念，体会绿色化学的思想。

[引言]我们可以设想，实施清洁生产，既能满足人们的物质需求又可以合理使用自然资源，同时可以保护环境。绿色化学的核心就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。

简单而言，化学反应就是原子重新组合的过程。因此，按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。

[思考] 课本92页《思考与交流》

[讲解]1、原子利用率=M（环氧乙烷）/ M（环氧乙烷）+ M（CaCl2）+ M（H2O）

=44 / 44 + 111 + 18 =0.254 = 25.4% 2、100% [播放并讲解] 《绿色化学示意图》

（四）练习与作业

1、20世纪90年代初，国际上提出“预防污染”的新概念。“绿色化学”是预防污染的基本手段，下列各项中属于“绿色化学”的是（ ）

A、处理废弃物 B、杜绝污染源 C、禁食有毒物 D、制度治污规章制度

2、“绿色食品”是指（ ）

A、原料生产过程及加工过程中都没有污染的食品 B、含有叶绿素的食品

C、原料生产过程中没有污染的食品 D、添加了绿色色素的食品 3、酸雨对环境的影响很大，为减少酸雨的产生，应______________________。

①少用煤作燃料 ②燃料脱硫 ③在已污染的土壤中加石灰 ④多种美人蕉、银杏 ⑤开发新能源 ⑥多种法国梧桐和柠檬

4、煤、石油、天然气等能源在地球上已探明的蕴藏量是有限的，以目前人类消耗这些能源的速度估算，石油、天然气不过几十年，煤不过几百年就会消耗殆尽。因此进一步开发利用新能源已显得十分迫切。

氢气是一种高效而无污染的理想能源。下列是制取氢气的方法，其中包括正在研发的方案: （1）电解法：2H2O == 2H2↑+ O2

↑

催化剂

（2）甲烷转化法： CH4 + H2O ===== CO + 3H2

100℃

（3）水煤气法：C + H2O ===== CO + H2

高温

2

（4）碳氢化合物热裂法：CH4 ==== C + 2H高温

（5）设法将太阳能聚焦产生高温使水分解：2H2O ==== 2H2↑+ O2

↑

（6）寻求高效催化剂使水分解产生氢气

上述6种方法中你认为可行的、且有发展前途的方法是哪几种？说明理由。

五、板书设计

1.

环境问题

2.

化学工作者的任务

3.

绿色化学

教学后记：1、联合国教科文组织公布的21世纪教育的四个基本点：1.）学习知识；2.)学习做事；3.)学习为人处世；4.)学习和睦相处。这其中包含着做人的根本、思想道德、社会责任感的教育。因此，如今的课堂除知识、能力外，不容忽视的是思想道德教育。

2、采用课前调查、收集的形式，有助于学生实践、自主学习、团结合作能力的培养。借助计算机、大屏幕等多媒体进行教学，可增大信息量，有助于学生更多、更全面地认识环境污染的形成、危害及防治，从而清醒地认识到环境保护的重要性和迫切性。

3、本节课的特点是开放型的，结合主要常见的环境污染问题，设置了4个题目，以学生讨论、发言为主，教师引导、讲解为辅。

附

课前资料：

一、环境及环境保护

环境是我们人类赖以生存的空间，由于人口的不断增加，科技的进步，不仅提高了生产能力和生活质量，同时也给环境带来了破坏，使得组成环境的大气、水体、土壤等发生了变化，人类活动导致的环境污染超出了环境的自净能力，使环境质量下降并造成有害于人类或其它生物的正常生长和发展。因此，保护环境治理环境是每个人义不容辞的责任。

二、环境污染

1、大气污染——当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象叫做大气污染。

凡是能使空气质量变坏的物质都是大气污染物。大气污染物目前已知约有１００多种。按其存在状态可分为两大类。一种是气溶胶状态污染物。另一种是气体状态污染物。气溶胶状态污染物主要有粉尘、烟液滴、雾、降尘、飘尘、悬浮物等。气体状态污染物主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物，以二氧化氮为主的氮氧化合物，以二氧化碳为主的碳氧化合物以及碳、氢结合的碳氢化合物。大气中不仅含无机污染物，而且含有机污染物。随着人类不断开发新的物质，大气污染物的种类和数量也在不断变化着。

大气污染物的主要来源：

氮[来源:学2/3来自煤炭及石油产品燃烧以及生产氮肥有机中间体、金属冶炼时产生的废气。科网ZXXK]

约1/3来自汽车的尾气,少量是由于自然界的火山爆发、雷击电闪等使大气中的氧

氮和氧化合生成的：

化

N2+O2===2NO 2NO+O2===2NO2

物

（NOx） SO2 2/3来自煤炭燃烧，1/5来自石油的燃烧、火力发电厂、石化厂、硫酸厂、有色金属冶炼厂、焦化厂、造纸厂

碳氧化物主要来自煤炭和石油的燃烧，如：焦化厂、炼铁厂、化工厂、石灰厂、砖瓦厂、汽车尾气、火力发电厂 （COx） 飘尘

污染物

空气质量报告中涉及的污染物主要是：SO2、NO2和可吸入颗粒物。

（1）光化学烟雾——是一种淡蓝色的烟雾，汽车尾气和工厂废气里含大量氮氧化物和碳氢化合物，这些气体在阳光和紫外线作用下，会发生光热化学反应，产生光化学烟雾。它的毒性很大，对人体有强烈的刺激作用，严重时会使人出现呼吸困难，视力衰退，手足抽搐等症。

光化学烟雾的来源：NOx、CxHy 如下图：

光化学烟雾的成分：臭氧、醛类、酮等

光化学烟雾的防治：省环保局指出，首先要加强机动车污染防治工作，主要是提高机动车排放标准；其次是加强燃煤电厂烟气脱硝工作。相关人士还提出，可建立一个臭氧超标预警系统，当臭氧浓度达到预警浓度时，将建议公众尽量少出门，减少私车使用。

（2）臭氧层破坏——臭氧层是地球最好的保护伞，它吸收了来自太阳的大部分紫外线。某些大气污染物的排放使得臭氧层密度降低形成空洞的现象。

原因：氟氯烃、NOx 危害：过量的紫外线照射，会破坏植物的生长，使农作物减产。会引起皮肤癌和白内障等。

防治：（1）禁止或限制使用氟利昂 （2）汽车尾气安装净化装置

（3）温室效应——由于大气层中某些气体对地球辐射的红外线有很强的吸收作用，进而导致地球温度不断上升，类似温室大棚的一种吸热效应。

原因： CO2、CxHy 危害：使环境温度升高，冰川融化，海平面上升，引发酷热、旱涝等。

防治：1. 改变以煤油、天然气等为主要能源的现状，减少二氧化碳的排放量，大力发展太阳能、风能等绿色能源

2. 绿色植物是自然的调节师，我们应该多进行植树，不胡乱砍伐树木。

（4）二恶英污染——来自对垃圾的不完全焚烧所产生的烟雾，属于二次污染。二恶英是二苯基1，4－二氧六环及其衍生物的总称。如：

O结构式Cl—O—Cl、、、、

危害：“二恶英”

是迄今为止毒性最强的化合物，能致癌，毒性相当于氰化钾（KCN）的1000倍，砒霜的900倍。对人体有很强的致畸作用。国际组织已把二恶英从可疑致癌物重新划分为人类一级致癌物。

防治：减少垃圾污染，进行高温焚烧。

（5）酸雨——通常指pH值低于5.6的降水。但现在泛指酸性物质以湿沉降或干沉降的形式从大气转移到地面上。湿沉降是指酸性物质以雨、雪形式降落地面干沉降

是指酸性颗粒物以重力沉降、微粒碰撞和气体吸附等形式由大气转移到地面。pH值低于4.5的酸雨叫重酸雨。

来源：SO2 、NOx

成分：H2SO3、H2SO4、HNO3

形成原因：SO2+H2O= H2SO3 2H2SO3+O2=2H2SO4 3NO2+H2O=2HNO3+NO[来源:Z|xx|k.Com]

危害：毁坏森林、湖泊和土壤，导致渔业和粮食农作物减产。腐蚀文物、工厂设备和建筑物。

防治：1、改善能源结构，大力提倡民用石油气、天然气。2、减少用煤量。

3、对煤进行脱硫处理：将生石灰跟煤均匀混合，煤燃烧时防除的SO2跟生石灰放映生成CaSO3,CaSO3再被空气氧化成CaSO4（石膏）而被“固化”，从而减少SO2向大气的排放。 SO2+CaO = CaO3 2CaSO3+O2

= 2CaSO4

4、加强对工厂废气排放的监测：硫酸厂通常用氨水吸收二氧化硫

SO2+2NH3+H2O = (NH4)2SO3 (NH4)2SO3+SO2+H2O = 2NH4HSO3[来源:Z,xx,k.Com]

5、加强对汽车尾气排放的控制：用铂、钯合金催化转化法消除汽车尾气的污染。

2NO+2NO2===3O2+2N2 2NO2+4CO===N2+4CO2 6、积极开发新型的清洁能源 2、水体污染——指人类在生产、生活过程中产生的有毒有害物质进入水体，其容量超过了水体的自净能力，引起水质恶化，降低了水的使用价值，造成对环境、人体和其它生物的危害现象。 水体污染物的主要来源：

⑴生活废水排放；⑵含有机农药的废水排放；⑶来自化学、电镀、煤气、炼焦等工业废水的排放

3、白色污染——是人们对塑料垃圾污染环境的一种形象称谓。它是指用聚苯乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子化合物制成的各类生活塑料制品使用后被弃置成为固体废物，由于随意乱丢乱扔，难于降解处理，以致造成城市环境严重污染的现象。

4、居室污染——来自建筑、装饰和家具材料散发出的甲醛、苯、氨气污染起居空间的现象。甲醛对眼、鼻、喉有明显的刺激性，严重时甚至致癌。苯则会抑制人体造血功能，长期在这种环境下人们会有头疼、失眠，严重者则导致某些血液疾病。已经严重影响了人们的身体健康。

5、土壤污染——人们把大地看作处理废弃物的场所，如城市垃圾、工矿企业固体废弃物向土壤倾倒和堆放以及城市污水、工业废水、大气沉降物进入土壤而引起的污染。

(1)城市污水、工业废水对土壤的危害及治理

城市污水和工业废水中含有汞、铅、镉、砷、酚、氰化物、三氯乙醛、苯并芘等有害污染物，进入土壤使农作物产量和质量下降，土壤盐碱化、环境卫生恶化等。但城市污水、工业废水中也含有氮、磷、钾及其他植物的营养成分，可以用来灌溉农田，可使农作物增产。通过污水灌溉，氮、磷及生物能降解的有机物可去除90%以上，一些有毒、有害物质也可以被氧化分解。因此，利用污水灌溉，特别是用工业废水灌溉时，必须要做预处理，以除去其中的有毒、有害物质。合理适度的污水灌溉可节约农业用水，充分利用污水中的营养元素，是一种经济的、节省能源的污水处理方法。

(2)垃圾及工矿企业固体废弃物对土壤的危害及治理

随着生产的发展和消费的增加，堆放垃圾和工矿企业固体废弃物占用了大量土地。这些废弃物不仅占用土地，损伤地表，而且会污染土壤、水体、大气。固体废弃物经日晒雨淋，它们的渗出液中所含有毒物质渗入土壤后，会改变土壤结构，影响土壤中微生物的活动，妨

碍植物根系生长或在植物机体内积累。垃圾堆放地往往也是蚊、蝇孳生地和老鼠猖狂活动地区，这与很多传染病的发生有关。但是工矿企业固体废弃物中含有各种资源，可合理利用：①利用矿物废料作建筑材料、道路工程材料、填垫材料及冶金、化工、轻工等工业原料；

②含碳、油类或其他有机物质的废物，从中回收燃料；

③含有土壤、植物所需元素的废物，作土壤改良剂和肥料；

④垃圾焚化回收热能，可供热水和发电等；

⑤日本采用高压压缩垃圾，制成垃圾块，用作填海造地材料。