第二节　资源综合利用　环境保护教学设计内容推荐

第四章与自然资源的开发利用

第二节资源综合利用

环境保护（第2课时）

知识与技能

1．使学生了解一些燃料燃烧对环境有不良影响，应选择使用不污染环境或对环境污染小的燃料．

2．使学生了解在化石燃料中，天然气是比较清洁的燃料．

3．使学生认识到应用和开发化石燃料以外的清洁燃料，综合利用资源和开发新能源具有重要意义．

过程与方法

1、学生对学习内容进行社会调查和查阅相关资料。

2、课堂中，让学生通过观看放录像，了解化石燃料对环境的不良影响。

3、学生自主学习，培养学生自学能力。

4、通过活动探究，通过化石燃料对环境的影响和新能源的开发，培养学生归纳能力、比较能力。

情感态度与价值观

重视实验和讨论，借此来培养善于合作、勤于思考、严谨求实、勇于创新实践的科学精神，同时通过燃料对环境的影响的学习来树立保护环境的意识，让学生体会化学与社会发展的关系．

教学重点

了解一些燃料燃烧对环境有不良影响，应选择使用不污染环境或对环境污染小的燃料．充分认识保护环境的重要意义。

教学难点

开发使用不污染环境或对环境污染小的燃料

课时安排

1 课时

教学过程 [新课导入] 一、环境保护与绿色化学

1.环境保护：

（1）环境问题：指不合理的开发和利用自然资源而造成的资源短缺、环境污染和生态破坏。

（2）环境污染：包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染和噪声污染等。

污

染

源：主要来自化石燃料燃烧和工业生产的“三废”（废气、废水、废渣）的排放。

（3）环境问题的八大公害：

①酸雨：pH 小于

5.6

的雨水叫做酸雨。

主要成因：化石燃料燃烧排放到大气中的SO2 \NOX

。

防

治：改变能源结构，硫酸厂的尾气经过处理后再排放。

②温室效应：大气中的

CO2

含量增多引起地表面温度升高

。

主要成因：含碳燃料燃烧产生的CO2

排放到大气中。

防

治：改变能源结构，植树造林。

③臭氧空洞：大气平流层中的臭氧层被破坏引起“臭氧空洞”。

主要成因：氟氯烃（氟里昂）、

NO2、NO

在破坏臭氧层中起催化剂作用。

防

治：逐步减少、禁止使用氟氯烃。

1

④白色污染：一些塑料制品废弃物对环境的污染。

主要成因：

聚乙烯

等固体废旧塑料随意丢弃引起土壤及水的污染。

治

理：①减少使用加强回收塑料制品

②开发可降解塑料（淀粉塑料、水溶性塑料、光解塑料）

⑤光化学烟雾：空气中的

NO2

在紫外线照射下，发生一系列的

光化学

反应产生一种有毒的烟雾。

主要成因：NO2主要来自石油产品和煤的燃烧产物、汽车尾气及硝酸厂的废气

治

理：①硝酸厂的废气经回收处理后再排放

②加强对汽车尾气的治理（汽车排气管上安装转化器）

⑥赤潮（水华）：水体的富营养化污染（水中的藻类超常繁殖，覆盖在水表面）

主要成因：使用含

磷

洗衣粉的污水的排放。不合理的使用化肥。

治

理：禁止生产使用含

磷

洗衣粉。

⑦城市大气的铅污染：含铅化合物对大气的污染。

主要成因：使用含

铅

汽油（汽油中加入抗爆震剂四乙基铅）的汽车排放的尾气。

治

理：禁止使用含铅汽油。

⑧环境的新公害：废旧电池对

水

及

土壤

的污染。

＋

主要成因：废旧电池中含有酸、碱、重金属盐（Pb2+

、Hg2、Ni2+、cd2+）

等污染物，废旧电池的随意丢弃引起的污染。

治

理：设立废旧电池回收站。

2.绿色化学：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。

原子经济：按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望

的最终产物。这时原子的利用率为100% 。

（1）开发绿色反应，提高原子利用率

原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可表示为：

期望产物的总质量

原子利用率

==

×

100%

生成物的总质量

（2）经济性的反应有两个显著优点：①是最大限度地利用了原料；

②是最大限度地减少了废物的排放。

以乙烯为原料生产环氧乙烷为例：

【方法一】经典方法——氯代乙醇法，包括以下两步反应：

①

CH2===CH2

＋

Cl2

＋H2O

ClCH2CH2OH ＋

HCl

O

②ClCH2CH2OH + Cl2 +Ca(OH)2

H2C

CH2

＋CaCl2

＋

2H2O 总反应可表示为：

O

2

CH2===CH2

＋

Cl2 + Ca(OH)2

H2C

CH2

＋CaCl2

＋

H2O

【方法二】现代石油化工：采用银作催化剂，可以实现一步完成：

O

Ag

2CH2===CH2

＋

O2

2H2C

CH2

（1）试计算两种生产工艺的原子利用率各是多少？

m (C2H4O)

【方法一】原子利用率===

×

100%

m (C2H4O)＋m(CaCl2)＋m(H2O)

=== 25.43% 【方法二】原子利用率=== 100%

（2）举出其他原子利用率为100%的化学反应类型的实际例子：

例如：乙烯的水化反应制乙醇：

CH2===CH2

＋

H2O

CH3－CH2－OH 反应中，原子利用率== 100% （3）原子利用率与产率相同吗？

答：不相同。

期望产物的总质量

原子利用率

==

×

100%

生成物的总质量

产品的实际产量（质量）

产

率

==

×

100%

产品的理论产量（质量）

二、化学与可持续发展：化学在资源开发、资源利用、环境监测、环境保护和清洁生产等方面发挥着重要的作用。资源的开发和环境保护关系到人类可持续发展。

经济可持续发展

社会可持续发展

可持续发展

资源可持续发展

环境可持续发展

全球可持续发展

3

【课后作业】

1.阅读下文请回答：

20世纪90年代初，国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径。下列各项属于“绿色化学”的是-----------（CD）

A．处理废弃物 B．治理污染点 C．减少有毒物 D．杜绝污染源

2.下列有关污染的叙述，正确的是---------------------------------------------- ( BD） A．酸雨主要是空气中的NO，经氧化与水反应生成HNO3所形成

B．破坏臭氧层的主要物质是氟氯烃等物质

C．温室效应主要是因空气中CO浓度增高造成的

D．发电厂排放大量的废热入河、海中，会使流径的水域溶氧量减少。

3.环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的

是--------------------------------------------------------------------------( B ) ①温室效应；

②赤潮；

③酸雨；

④光化学污染；⑤臭氧空洞；

⑥潮汐；

⑦大脖子病；

⑧富营养化。

A．②⑥ B．⑥⑦ C．①③⑤ D．④⑤⑧

4.工、农业及城市生活污水中含磷。家用洗涤剂是污水中磷的一个重要来源(洗涤剂中含有磷酸

钠)。关于处理污水时要不要除去磷的说法正确的是-------------------------------( C ) A．磷是生物所需的营养元素，不必除去

B．含磷的污水是很好的肥料，不必除去

C．含磷污水排到自然水中引起藻类增殖，使水变质，必须除去

D．磷对人无毒，除去与否都无关紧要

5. 当前我国环保急待解决的“白色污染”通常指的是------------------------------( C ) A．金属冶炼厂的白色烟尘

B．石灰窑的白色粉尘 C．聚乙烯等塑料垃圾

D．白色建筑废料

6．“不粘锅”是在金属锅内壁涂上一层聚四氟乙烯而制成的。下列有关聚四氟乙烯的叙述正确

4

的是------------------------------------------------------------------------------------------------------------(AC) A. 在聚四氟乙烯中不含有碳碳双键

B. 聚四氟乙烯在高温时易燃烧

第12页(共13页) C. 聚四氟乙烯分子的化学性质稳定，正常使用不发生化学反应

D. 聚四氟乙烯分子内支链很多，且互相缠绕，不会污染食物

7．NO和CO都是汽车尾气里的有害物质，它们能缓慢反应，生成氮气和二氧化碳。对此反应，下列叙述正确的是---------------------------------------------------------------------------------------（CD）

A．使用催化剂不改变反应速率

B．改变温度对反应速率无影响

C．升高温度能加快反应速率

D．使用催化剂能加快反应速率

8．绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是-----------------------------------( C ) A. CH2 CH2 + CH3 C O OH（过氧乙酸） CH2 CH2 + CH3COOH OOB. CH2 CH2 + Cl2 + Ca(OH)2 CH2 CH2 + CaCl2 + H2O OC. 2CH2 CH2 + O2 2 CH2 CH2 OD. 3CH2 CH2 + O2 CH2 CH2

＋ HOCH2CH2 O CH2CH2OH + 2H2O OHOHO

9．为了防治水的污染，环境监测站需要经常测定水中的溶氧情况。主要方法是；量取amL水样，迅速加入固定剂MnSO4和碱性KI（含KOH），完全反应后加入硫酸使之生成I2，再用-1bmol·LNa2S2O3溶液滴定，消耗VmL（以淀粉为指示剂）。

有关的离子方程式为：

①

2Mn2+ + O2 + 4OH- = 2MnO（OH）2；

②

MnO（OH）2 + 2I- + 4H+ = Mn2+ + I2 + 3H2O；

③

I2 + 2S2O32- = 2I- + S4O62-。

（1）上述反应的氧化剂分别是：①中：

O2

；②中：MnO（OH）2

。

③中：

I2

。

（2）水中溶氧的计算式表示为_8bv/ a

g / L。

O2

～2MnO（OH）2

～

2I2

～

4 S2O32-

32g

4mol

m (O2)

103 bVmol

m (O2) == 8×103 bV g －－水中溶氧的计算式表示为：8×103 bV / 10－－3 a == 8bv/ a

g / L。

（3）如果取50mL水样进行测定，消耗了0.004 mol/L的Na2S2O3溶液10mL。求出每升水中溶解氧的质量是多少克？_0.064 g 。

8×

bV /a g / L×1L

== 8×0.004×10÷50 == 0.064g

5

答：每升水中溶解氧气的质量是0.064g .

6