第二单元　化学式社会的持续发展的基础ppt课件配套教案内容

解决环境问题需要化学学科

无锡市市北高级中学

邵倩

教学目标

1、知识与技能目标

（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。

2、过程与方法目标

（1）在学习过程中认识到哪些方面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、情感态度价值观目标

（1）能从理论上认识化学是现代科学技术发展的基础。

（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。

（3）通过本专题的学习，增强学生社会责任感，提高科学素养。

教学重点

化学在环境保护中的作用与绿色化学的思想内涵

教学难点

利用已有知识，以具体事例说明化学对解决环境问题中发挥的重要作用

教学过程

【创设情境】观看一则公益广告

【引入】日益严重的环境问题正在使我们的世界逐渐失去色彩，为了不让未来失去色彩，今天我们就一起来学习如何解决一些环境问题。

【教师提问】你知道吗？下列图片展示的是哪种环境问题？

【学生活动】学生观察图片并回答。

酸雨、雾霾、光化学烟雾、水体富营养化、臭氧层空洞、温室效应、白色污染

【教师提问】那么，要想解决这些环境问题，我们首先需要明确这些环境问题是怎样产生的？请6-8位同学组成一个小组，每组选一位同学担任组长。在诸多环境问题中，选择一种你们感兴趣的环境问题，通过交流合作的方式，完成下列内容：

1、引起这种环境问题的污染物是什么？

2、产生这些污染物的源头在哪里，即，污染源是什么？

【学生活动】进行交流讨论，组长做好归纳汇总工作。

环境问题

雾

霾

污染物

SO2、NOx以及可吸入颗粒物又称PM10（直径小于等于10微米的颗粒物）

PM2.5（直径小于等于2.5微米的颗粒物）被认为是造成雾霾天气的“元凶”

SO2、NOx

碳氢化合物（HC）和NOx

氟利昂、氮氧化物（NOx）

污染源

（除自然因素）

工业生产排放的烟尘、汽车尾气、北方冬季取暖烧煤、建筑工地和道路交通产生的扬尘。

酸

雨

光化学烟雾

臭氧层空洞

煤、石油和天然气等化石燃料燃烧

汽车尾气

汽车尾气

氟利昂被广泛用作冰箱、空调制冷剂，

目前已经被限制使用

汽车尾气、工业生产排放

温室效应

二氧化碳（CO2）、甲烷、臭氧、煤、石油和天然气等化石燃料燃烧

一氧化二氮、氟里昂以及水汽等

【教师总结】引起不同的环境问题的污染物也不尽相同，常见的污染物有：SO2、NOx、CO2、可吸入颗粒物、碳氢化合物、氟利昂等等。而这些污染物主要来自于以下几个方面：汽车尾气；煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧；工业生产过程的排放。

为了改善和解决环境问题，我们首先要对排放出来的污染物进行治理，那么如果想彻底解决环境的话，我们应该要从源头上进行预防。

【教师引导】对于污染物的治理，我们应该遵循什么样的原则？采用哪些方法呢？例如，我们应该如何消除汽车尾气对环境的污染,处理汽车尾气中的NOx、CO等有害气体呢？

【学生活动】为了消除汽车尾气，化学家进行了一系列的研究。例如，化学家已经发明了汽车尾气处理装置，具体原理是：使尾气中的NOx和CO在催化剂的作用下反应，生成N2和CO2。

【教师小结】通过汽车尾气处理装置将有害气体NOx转化为无害的N2，实现了有害物质的无害化。

【教师提问】那么，对于SO2这样的气体，我们又可以采取什么样的处理办法呢？请同学们阅读书本，燃煤烟气的脱硫，P101,寻找SO2处理办法，分析其中所含的化学原理，思考这些方法吸收二氧化硫有什么优点？

【学生活动】阅读书本并思考。

石灰石-石膏法 SO2 + Ca(OH)2 = CaSO3 + H2O 2CaSO3 + O2 = 2CaSO4

氨水法 SO2 + 2NH3 + H2O = (NH4)2SO3 SO2 + NH3 + H2O = NH4HSO3 2(NH4)2SO3 + O2 = 2(NH4)2SO4

从物质的分类角度看，SO2是一种酸性氧化物，可以用碱性物质Ca(OH)2 NH3将其吸收。

【教师提问】思考这两种方法吸收二氧化硫有什么优点？

【学生活动】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CaSO4·2H2O和硫酸铵。石膏是重要的建筑材料，可用于室内抹灰和粉刷，石膏板可用于室内吊顶。医疗上，石膏可以制成石膏绷带，用于骨折时对骨骼的固定。石膏还可以用来进制作模型，在水泥制作过程中加入石膏可以用来调解水泥的硬化速度。硫酸铵一种优良的氮肥（俗称肥田粉）。

【教师小结】通过这两种方法，化学工作者将二氧化硫转化成了对生产、生活有用的物质，实现了有害物质的资源化。

【教师讲解】当然，这样的例子还很多，例如，科学家利用温室气体二氧化碳和环氧丙烷在催化剂作用下可以生成一种可降解的塑料（聚碳酸酯），这种方法不仅可以减少二氧化碳的排放，而且生成的这种塑料在自然环境中比较容易分解，如果我们生活中使用这种可降解的塑料的话，也会使白色污染问题得到缓减，可谓是一举两得！

【过渡】当然，我们如果想要彻底解决环境的问题，还是要从污染源入手，预防污染物的产生。针对污染物的这些来源，同学们有什么想法？

【学生思考】污染物很重要的一个来源是煤、石油、天然气等化石燃料的燃烧，我们可以选择使用其他一些清洁能源，这就需要我们开发新能源。

【教师提问】新能源有同学了解过吗？新能源有哪些种类？

【学生回答】新能源包含太阳能、风能、核能、地热能、生物质能（直接或间接利用植物的光合作用，将太阳能以化学能形式贮存于生物中的一种能量形式）、海洋能（海洋能指蕴藏于海水中的各种可再生能源，包括潮汐能、波浪能、海流能、海水温差能、海水盐度差能等）、

氢能等。

【教师讲解】其中，氢能是指氢气的化学能，因为氢气和氧气发生反应后产物是水，而水是一种无污染的物质，所以氢能被认为是一种理想的清洁能源。

【教师提问】当然，氢能的大规模商业应用是需要解决一些关键问题，同学们可以预测一下，我们会遇到哪些问题呢？

【学生活动】学生根据已有知识思考并回答。自然界中没有足够多的氢气供我们使用，我们首先应该制备出氢气，工业上生产氢的方式很多，常见的有水电解制氢、煤的气化制氢等等多中，要想大规模商业应用，我们希望制备氢气的成本要低；其次，氢气作为一种极易燃烧的气体，我们还需要考虑贮存和运输氢气过程中的安全性，当然还有其他一些方面的问题。

【教师讲解】2019年3月，武汉格罗夫氢能汽车有限公司就正式发布了首款国产氢能车，官方表示该车只需数分钟的加氢时间即可提供超过1000 km的续航，氢能的大规模商业应用指日可待。

【过渡】那么，要从根本上解决环境问题，对待工业生产过程的排放问题，我们又该如何应对呢？最理想的方案就是化学生产过程中不排放任何污染物，引出绿色化学的概念。

【教师介绍】绿色化学要求利用化学原理从源头上消除污染，期望在化学反应和化学工业过程中充分利用参与反应的原料，使所有物质原料、中间产物都在内部循环、利用，实现零排放。

【学生活动】学生交流讨论。有机玻璃是以有机物A为单体，通过加聚反应得到的。合成有机物A的反应途径有两种。比较上述两种途径，你认为哪种反应路线符合绿色化学的要求?这种方法的主要优点是什么? 【学生回答】途径二更符合绿色化学的要求，没有用毒性极强的氢氰酸，反应只要一步反应，反应物完全转化为目标产物，转化率高，没有副产物，实现零排放。

【教师总结】包括化学学科在内的科学技术的发展不仅为人们提供了更好的生活条件，还为人类创造了更多的财富。但是随着科学技术的发展，环境不断恶化，环境问题已经成为人类生存和发展的威胁。环境问题是伴随着科技发展而出现的，但是其根源并不是科学技术，而是人们不正确的价值观和自然观，是人类本身的问题。环境问题看起来是天灾,实际上是“人祸”。利用化学学科知识我们不仅可以将污染物无害化、资源化，也可以开发新能源、发展绿色化学从源头上解决环境问题。但与此同时，我们应该正确处理人与自然的关系，实现实现人、自然、社会的和谐发展。

【学生活动】你作为一个高中生应该怎么做？交流讨论

【结束】也许将来的你不会成为一位环境污染治理的专家，也不一定会从事与环保、与化学相关的行业，衷心希望将来的你能从自身做起，从身边的小事做起，成为一名具有良好环保素养的公民！这不仅是为了我们自己，更是为了我们的世界更加绚丽多彩！希望我们不知关注金山银山，更要关注绿水青山，因为绿水青山就是金山银山！

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