《第三節(jié) 環(huán)境保護與綠色化學》示范課教案【高中化學】

2/8第三節(jié)環(huán)境保護與綠色化學一、教學目標1.能列舉常見的大氣、水體和土壤的污染物及其危害，說明常見污染的成因和防治措施的化學原理，樹立“青山綠水就是金山銀山”的理念。2.以酸雨防治和污水處理為例，設計簡單的防治方案，體會化學原理的應用對環(huán)境保護的作用，說明化學科學在生產、生活中的應用價值。3.通過討論環(huán)氧乙烷的兩種制備方法，樹立“綠色化學”的觀念，并能運用“綠色化學”思想分析和討論化工生產的相關問題，形成節(jié)約和循環(huán)利用的可持續(xù)發(fā)展。二、教學重難點重點：SO2等污染物的控制、消除和回收利用；污水處理的流程、方法及原理。難點：綠色化學理念的形成和綠色化學思想的運用。三、教學準備教學PPT及相關視頻。四、教學過程教學環(huán)節(jié)教師活動學生活動設計意圖環(huán)節(jié)一創(chuàng)設情境，引入新課【展示】展示圖片。【講述】新鮮的空氣、迷人的自然美景讓人心曠神怡?！具^渡】然而現(xiàn)代的社會環(huán)境問題卻日益嚴重，在我們的生活中都存在哪些環(huán)境問題，在化工生產中有沒有不產生污染的工藝？如何避免有關的化學污染。今天這節(jié)課我們就來學習這方面的知識。思考并回答問題。創(chuàng)設生活情境，激發(fā)學生的學習興趣，使學生產生強烈的求知欲。環(huán)節(jié)二新課講解任務1：化學與環(huán)境保護【展示】展示PPT第4頁?！局v述】環(huán)境問題主要有以下兩個方面的含義：1.開發(fā)和利用自然資源造成的生態(tài)環(huán)境破壞；2.工農業(yè)生產和人類生活造成的環(huán)境污染?！窘涣饔懻摗楷F(xiàn)在請同學們說一說你所知道的環(huán)境問題都有哪些？【總結】剛才通過同學們的討論，我們發(fā)現(xiàn)環(huán)境污染按環(huán)境污染要素分為：大氣污染、水污染和土壤污染。大氣污染的主要污染物是一氧化碳、二氧化硫、氮氧化物、碳氫化物、粉塵等。來源是：煤、石油的燃燒；汽車尾氣；工業(yè)廢氣；地面揚塵、燃煤排放的粉塵等。它帶來的危害是：嚴重損害人體的健康；影響作物的生長；破壞生態(tài)平衡；導致全球氣候變暖、臭氧層破壞和酸雨等。我們可以通過以下措施防治空氣污染：工廠廢氣經過除塵、處理后達到國家排放標準后排放；植樹種草，增加綠化面積，大力改善周圍環(huán)境；大力發(fā)展水利、核電等，改善能源結構，減少使用化石燃料?！咎釂枴坷蠋熣堃幻瑢W按照老師剛才的思路回答一下水污染的來源、危害與治理措施。【總結】通過剛才的回答，我們知道了水污染的來源是三廢（廢水、廢氣、廢渣）。它的危害是影響工農業(yè)、漁業(yè)生產；加劇水資源危機；造成水體富營養(yǎng)化，危害人體健康等?？梢詮囊韵?個方面防治和治理水污染：農業(yè)上，合理使用化肥、農藥，提倡使用農家肥；生活上，生活污水處理后排放，禁止使用含磷洗滌劑；工業(yè)上，1.工業(yè)廢水處理后排放；2.應用新技術、新工藝等。【過渡】我們來看一下土壤的污染物、危害及防治措施，以下是老師查閱資料之后總結的?！菊故尽空故綪PT第9、10頁?！局v述】主要污染物：有機污染物（揮發(fā)性和半揮發(fā)性）和無機污染物（以重金屬為主，如鉻、鎳等）。它的來源是城市污染、工業(yè)廢水的污染及危害；垃圾及工礦企業(yè)固體廢棄物的污染及危害；化肥農藥的污染及其危害。危害：導致農作物減產和農產品品質降低；污染地下水和地表水；危害人體健康等。我們可以從以下四個方面防治和治理土壤污染：1.利用礦物廢料做道路工程材料、填墊材料及冶金等輕工業(yè)；2.從含碳、油或其他有機物的廢物中回收固體燃料等；3.利用含有植物所需的營養(yǎng)元素的廢物做土壤改良劑和肥料；4.土壤保護、植樹造林等生物措施對已污染土壤的治理等。【展示】展示PPT第11頁?！局v述】要研究污染物的存在、分布和轉化規(guī)律，就要對污染物的存在形態(tài)、含量進行分析和測定，為控制和消除污染提供可靠的數(shù)據(jù)。化學工作者所承擔的環(huán)境質量檢測工作是進行環(huán)境質量評價和污染的的基礎。同時，化學在預防和治理環(huán)境中發(fā)揮著重要的作用。【過渡】化學在“三廢”治理方面發(fā)揮著重要的作用。如治理廢水方面，工業(yè)生產和生活中的污水往往含有復雜的成分，必須經過處理才能排放?！局v述】污水的處理方法有很多，常見的有物理法、化學法和生物法。化學法，如向水中加入硫酸亞鐵、硫酸鋁、聚合氯化鋁等混凝劑使細小的懸浮顆粒聚集成較大的顆粒，然后經沉淀、過濾除去，對其他溶解在水中的污染物，要根據(jù)其化學形式采取中和法、氧化還原法和沉淀法處理。【布置任務】請同學們閱讀課本P118頁污水處理流程示意圖，了解污水處理流程?！窘M織活動】老師這里有一瓶污水，現(xiàn)在請同學們分組模擬污水處理實驗：按照下面的步驟進行：小組內設計方案→交流方案→確定方案→小組實驗→展示成果。【總結】通過剛才同學們的實驗，同學們都在不同程度使水得到了凈化。污水凈化的大致步驟是靜置沉降、吸附沉降、過濾、吸附等?！具^渡】剛才我們講了化學在處理水污染方面的作用，下面我們再來看化學治理大氣污染方面的作用?！局v述】污染物在太陽的照射等因素下，經過復雜的變化形成次生污染物，在一定的天氣條件下會造成酸雨，霧霾、光化學煙霧等污染現(xiàn)象。其中酸雨的危害很大，它會危害建筑物、危害人體健康及破壞農作物生長等。【布置任務】含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物質。工業(yè)上常利用它們與一些物質發(fā)生反應加以控制、消除和回收利用。請舉例說明這些方法所依據(jù)的化學反應和反應類型?！咎崾尽繌奈镔|類別考慮，二氧化硫屬于酸性氧化物，具有酸的通性；從元素價態(tài)考慮，二氧化硫處于中間價態(tài)，既有氧化性，又有還原性。【展示】展示PPT第16頁?！究偨Y】剛才同學們都設計了各種各樣的方案。這是老師想到的幾種方案，可供同學們參考。傾聽并理解。根據(jù)已有知識回答問題。一名同學回答問題，其他同學傾聽。閱讀PPT。傾聽、理解。傾聽理解。閱讀課本。按照要求分組設計實驗方案。按照提示分組討論并設計流程圖，寫出化學方程式和反應類型。通過講述讓學生明確環(huán)境問題的含義。通過探討交流培養(yǎng)學生的合作意識和表達能力，激發(fā)學生的學習興趣。給學生展示的機會，有利于學生掌握知識。幫助學生梳理土壤污染的主要污染物、危害及治理措施。滲透化學在治理環(huán)境中的作用。培養(yǎng)學生建立解決復雜化學問題的思維框架能力。培養(yǎng)學生科學探究的能力與創(chuàng)新意識、運用化學原理解決實際問題的能力。通過讓學生考慮，充分調動學生的積極性，激發(fā)學生的興趣，啟發(fā)學生的思維，培養(yǎng)學生設計實驗的能力。同時為綠色化學打下基礎。任務2：綠色化學【過渡】化學不但在治理環(huán)境污染方面起著重要作用，在防治環(huán)境污染方面也起著重要的作用。【講述】綠色化學的理論和實踐為人類解決環(huán)境問題提供了全新的思路。綠色化學也稱環(huán)境友好化學，其核心思想就是改變“先污染后治理”的觀念和做法，利用化學原理和技術手段，減少或消除產品在生產和應用中涉及的有害化學物質，從源頭上減少或消除環(huán)境污染?！菊故尽空故綪PT第18頁。【講述】下面是乙烯為原料生產環(huán)氧乙烷的兩種方法，請同學們仔細觀察，然后思考下面的問題：試計算兩種生產工藝的原子利用率。你還能舉出其他原子利用率為100%的化學反應類型和實際例子嗎？原子利用率與產率相同嗎？請仔細分析和體會綠色化學對化學研究和化工生產提出了哪些新的挑戰(zhàn)?！究偨Y】通過計算我們發(fā)現(xiàn)，第一種方法原子的利用率為25.2%，而第二種達到了100%。剛才同學們也舉了原子利用率100%的例子。加成、加聚、化合反應都能使原子的利用率達到百分之百。反應物中原子全部轉化為期望的最終產物?！菊故尽空故驹永寐屎彤a率的計算公式。【講述】剛才同學們回答了原子的利用率和產率不同。原子的利用率等于期望產物的總質量除以生成物的總質量乘以百分之百，而產率等于產品的實際質量除以產品的理論產量乘以百分之百，同學們要注意區(qū)分這兩個概念?！窘涣饔懻摗楷F(xiàn)在老師請一名同學回答綠色化學的要求?！究偨Y】通過同學們剛才的討論，我將綠色化學的要求整理為以下四點：1.在原料、溶劑的選擇上提出了新要求。原料、溶劑要求無毒、無害，應致力于開發(fā)無溶劑存在下的反應；在起始端就采用實現(xiàn)污染防治的科學手段。2.在反應的路線上提出了新要求。開發(fā)應用“原子經濟性”的反應路線，最大限度地利用反應物分子中的每一個原子，充分利用資源，實現(xiàn)廢物的零排放。3.在反應條件的選擇上提出了新要求。生產過程盡量在溫和的溫度和壓力下進行，節(jié)約能源，尋找新型、高效、對環(huán)境友好、可回收、高效催化劑。4.在資源和能源的選擇上提出了新要求。綠色化學要求充分利用可再生資源，合理利用資源和能源，降低生產成本，使之符合可持續(xù)發(fā)展的理念。傾聽、理解。觀察兩種方法，計算原子利用率、并分析和體會綠色化學對化學生產和研究帶來的新挑戰(zhàn)?；卮饐栴}。傾聽并理解。讓學生明確綠色化學的核心。通過讓學生討論，幫助學生樹立“綠色化學”的觀念，并能運用“綠色化學”思想分析和討論化工生產相關問題，形成節(jié)約和循環(huán)利用的可持續(xù)發(fā)展的意識。給學生展示的機會，活躍課堂氣氛的同時，有助于學生對知識的掌握。幫助學生梳理綠色化學的要求。環(huán)節(jié)三拓展延伸【展示】世界環(huán)境日閱讀PPT。作為教材知識補充，拓展學生視野。隨堂作業(yè)PPT展示做題通過習題鞏固本節(jié)所學知識。環(huán)節(jié)四課堂小結展示PPT25頁。傾聽并理解。幫助學生梳理本節(jié)