第二节　资源综合利用　环境保护教案和课堂实录

章节

课题

第四章

化学与自然资源的开发利用

第二节

资源综合利用

环境保护

课

时

教案总课时

1

教学目的了解环境污染及其治理、绿色化学的含义。培养环保意识。

要求

【道德情感目标】

认识到关心科学、研究科学和探索科学的精神。

重点

难点

教学方法

环境污染及其治理、绿色化学的含义。

【知识目标】了解环境污染及其治理、绿色化学的含义。

【能力目标】

环境污染及其治理、绿色化学的含义。

讲解，举例，讲练结合

教具

《引入》环境问题越来越受到人们的关注。

1.环境污染

与化学相关的环境污染问题主要包括如下几个方面。

一是大气污染问题：是指由空气中的颗粒物、硫的氧化物(SO2、SO3)、氮的氧化物(NO、NO2等)、CO、碳氢化合物、氟氯代烷等造成的污染(其中SO2、NOx主要来源于化石类燃料的大量使用)。大气污染的具体表现主要有：形成酸雨、酸雾；臭氧层空洞；光化学烟雾；室内空气污染(指家用燃料的燃烧、烹调、吸烟产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2等，各种建筑材料和装饰材料释放出的甲醛、苯等有机物造成的污染等，其中CO与血红蛋白作用会使血液失去输氧能力，导致CO中毒)。

二是水体污染：是指过量有害物质进入水中造成的污染。导致水体污染的物质主要有两大类，一类是重金属污染，如重金属Hg、Cd、Pb、Cr等进入水中形成的污染，这些重金属主要来自于化工、冶金、电子、电镀等排放的工业废水。另一类是植物营养物质污染：水中高浓度的N、P等植物营养物质，导致水体富营养化而形成的污染。它主要是由进入水中腐烂的含蛋白质的物质、含磷洗涤剂及大量使用磷肥造成的。

三是固体废弃物造成的污染：主要是指生活垃圾、工业废料随意堆放造成的污染，目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及废旧电池造成的重金属污染。垃圾污染范围广泛，对环境及生物的不良影响途径多样。

【例1】

大气平流层中O2吸收紫外线可变成臭氧(O3)，而冰箱中的制冷剂氟里昂在紫外线作用下分解出氯原子，氯原子能加速臭氧的分解，从而破坏平流层批注

中的臭氧层。同样超音速飞机的尾气及发动机尾气中的NO也能加快O3的分解，反应式如下：NO＋O3===NO2＋2O；NO2＋O===NO＋O2。请你写出总的反应式： _________；其中NO的作用是___________和___________。

NO解析：通过化学反应方程式的加和可以得到总的反应式：O3=====O2＋O。通过第一个反应式可知NO作还原剂，由总反应式可知NO作催化剂。

2、绿色化学有关概念

(1)核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。

绿色化学的理想在于不再使用有毒有害的物质，不再产生废物，不再处理废物，这是一门从源头上减少或消除污染的化学。

(2)绿色化学的研究主要围绕化学反应、原料、催化剂、溶剂和产品的绿色化开展的，因此化学反应及其产物具有以下特征：

a.采用无毒、无害的原料；

b.在无毒、无害的条件(包括催化剂、溶剂)下进行；[来源: c.产品应该是环境友好的；

d.具有“原子经济性”，即反应具有高选择性、极少副产物，甚至实现“零排放”。此外，它还应当满足“物美价廉”的传统标准。

⑶.原子经济性

原子经济性在化学合成特别是有机合成中，减少废物的关

键是提高选择性问题，即选择最佳反应途径，使反应物原子尽可能多地转化成产物原子，最大限度地减少副产物，才会真正减少废物的生成。美国著名有机化学家B.M.Trost在1991年首先提出“原子经济性”的概念：认为高效的有机合成应最大限度地利用原料分子的每一个原子，使之结合到目标分子中(如完全的加成反应：A＋B===C)，达到零排放。原子经济性可用原子利用率来衡量，其定义可期望产品的总质量表示为原子利用率＝×100%。

生成物的总质量经济性的反应有两个显著优点：一是最大限度地利用了原料，二是最大限度地减少了废物的排放。

【例2】

工业上合成氨的原料之一为氢气，其来源之一是利用石油气的有关成分如丙烷(C3H8)制取。以下途径，假设反应都能进行，从经济效益考虑最合理的反应是 (

) 极高温A.C3H8――→3C＋4H2

高温B.C3H8――→C3H6＋H2

高温C.C3H8＋6H2O――→3CO2＋10H2

电解D.2H2O=====2H2↑＋O2↑

【例3】

在“绿色化学工艺”中，理想状态是原子利用率为100%。在用CH3C≡CH合成CH2===C(CH3)COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要其他的反应物有(

) A.CO和CH3OH

C.H2和CO2

B.CO2和H2O

D.CH3OH和H2

解析：从原子守恒和绿色化学的思想出发：CH3C≡CH＋其他的反应物―→CH2===C(CH3)COOCH3，则其他的反应物的原子组成为C2H4O2，只有选项A中的物质按等物质的量混合符合题意。

布置作业

教学反思