資源簡介

新授課
第八章 化學與可持續發展
第5課時 環境保護與綠色化學
【學習目標】
1.能列舉常見環境污染的成因、危害及其防治措施的化學原理。 2.了解綠色化學思想,并能運用其分析和討論化工生產的相關問題。
【學習活動】
學習任務 學習筆記
目標一：能列舉常見環境污染的成因、危害及其防治措施的化學原理。 任務1：閱讀教材p117-p118內容，完成下列問題。 （1）什么是環境問題？生活中存在哪些污染？ （2）CO2能引起溫室效應,故CO2屬于大氣污染物,應最大限度地杜絕CO2的排放。這種觀點正確嗎 （3）污水的處理方法有哪些？污水處理的流程中各級處理涉及哪些方法？ 任務2：閱讀教材p119“思考與討論"，完成下列問題。 （1）含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物質。工業上常利用它們與一些物質發生反應加以控制、消除和回收利用。請舉例說明這些方法所依據的化學反應和反應類型。 （2）含氮、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊和近海水域，會出現水華、赤潮等水體污染問題。你認為在城市和農村出現的這種水體污染各有什么特點？怎樣預防？
目標二：了解綠色化學思想,并能運用其分析和討論化工生產的相關問題。 任務1：閱讀教材p119-p120內容，完成下列問題。 （1）綠色化學的核心是什么？綠色化學的主要內容是什么？ （2）“綠色化學”就是污染后有效治理的化學思想，如植物秸稈含大量鉀元素，焚燒后作鉀肥符合“綠色化學”的理念。這說法對嗎？ 任務2： （1）閱讀教材120頁“思考與討論”，分析哪種工藝的原子利用率為100%。 方法1：以乙烯為原料生產環氧乙烷，過去主要使用的是氯代乙醇法，包括以下兩步反應： CH2===CH2＋Cl2＋H2O―→ClCH2CH2OH＋HCl 2ClCH2CH2OH＋Ca(OH)2―→＋CaCl2＋2H2O 總的反應可表示為： CH2===CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→＋CaCl2＋H2O 方法2：現代石油化工采用銀作催化劑，可以實現一步完成： 2CH2===CH2＋O2 （2）列出原子利用率為100%的化學反應類型及其實際例子的方程式 （3）設計Cu制備CuSO4的實驗方案，寫出涉及方程式，并評價優劣。
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖新授課
第八章 化學與可持續發展
第5課時 環境保護與綠色化學
【學習目標】
1.能列舉常見環境污染的成因、危害及其防治措施的化學原理。 2.了解綠色化學思想,并能運用其分析和討論化工生產的相關問題。
【學習活動】
學習任務 方法與路徑
目標一：能列舉常見環境污染的成因、危害及其防治措施的化學原理。 任務1：閱讀教材p117-p118內容，完成下列問題。 （1）什么是環境問題？生活中存在哪些污染？ 【參考答案】主要是指由于人類不合理地開發和利用自然資源而造成的生態環境破壞，以及工農業生產和人類生活所造成的環境污染。 Ⅰ.工業三廢： ①廢氣：大氣污染物主要來自化石燃料燃燒和工業生產過程中產生的廢氣及其攜帶的顆粒物。 ②廢水：含有復雜的成分，任意排放會導致土壤、水源的污染。 ③廢渣：對廢渣等固體廢棄物的處理兼有減少環境污染和資源回收利用兩個重要目的。 Ⅱ.大氣污染 ①主要來源：化石燃料的燃料；工業生產過程產生的廢氣及其攜帶的顆粒物。 ②次生污染物：酸雨、霧霾、光化學煙霧等。 （2）CO2能引起溫室效應,故CO2屬于大氣污染物,應最大限度地杜絕CO2的排放。這種觀點正確嗎 【參考答案】不正確。大氣污染物是指大氣中危害人類和環境的人為污染物和天然污染物,CO2不屬于大氣污染物。CO2參與光合作用,所以CO2是有重要作用的。當然,為了減少溫室效應,應適當減少CO2的排放。 （3）污水的處理方法有哪些？污水處理的流程中各級處理涉及哪些方法？ 【參考答案】①常用的污水處理方法有物理法、化學法、和生物法等。 ②污水處理常用化學方法：中和法、氧化還原法、沉淀法等。 ③污水處理的流程 ①一級處理：通常采用物理方法，即用格柵間、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。經一級處理后的水一般達不到排放標準，所以通常將一級處理作為預處理。 ②二級處理：采用生物方法(又稱微生物法)及某些化學方法，除去水中的可降解有機物等污染物。經二級處理后的水一般可以達到國家規定的排放標準。 ③三級處理：主要采用化學沉淀法、氧化還原法、離子交換法和反滲透法等，對污水進行深度處理和凈化。經過三級處理后的水可用于綠化和景觀用水等。 任務2：閱讀教材p119“思考與討論"，完成下列問題。 （1）含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物質。工業上常利用它們與一些物質發生反應加以控制、消除和回收利用。請舉例說明這些方法所依據的化學反應和反應類型。 【參考答案】①針對我國以煤炭為主、酸雨類型屬于硫酸型的特點，主要采取燃料預脫硫、爐內脫硫和煙囪排氣除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3等吸收脫硫，其主要化學反應原理和類型如下： CaCO3CaO＋CO2↑，分解反應 CaO＋SO2CaSO3，化合反應 2CaSO3＋O22CaSO4，化合反應(或氧化還原反應) SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3，化合反應 ②機動車輛的尾氣排放也同樣需要控制，其中的氮氧化物還是光化學污染的主要成因，它比硫氧化物的消除難度大，在汽車排氣管上安裝“催化轉化器”,使尾氣中的CO和NO轉化為N2和CO2,以減少汽車尾氣的排放,反應的化學方程式為2NO+2CON2+2CO2（氧化還原反應）。 （2）含氮、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊和近海水域，會出現水華、赤潮等水體污染問題。你認為在城市和農村出現的這種水體污染各有什么特點？怎樣預防？ 【參考答案】 導致水華、赤潮現象的原因，從農村方面來說，主要是人們的日常生活、水產及禽畜養殖等產生的污水或固體廢棄物未經處理排放，化肥的不當使用等；從城市方面來說，主要是人們的生活廢水及工業生產廢水的排放等。 水華、赤潮現象達到一定程度，會使飲用水(淡水)水源受到威脅，水生生物大量減少，生態遭到破壞，水產養殖業更是面臨毀滅性打擊。 預防水華、赤潮現象的發生，一要少用或不用含氮、磷洗滌劑，合理使用化肥，適量向水產養殖區投放飼料等；二要對產生的含氮、磷的廢水、固體廢棄物做科學合理的處理。 圍繞目標一： 任務1由學生認真閱讀教材內容，認識環境問題，之后完成所設問題后利用平臺拍照提交展示，教師講解。 任務2由學生結合環境問題，認真思考現實中環境問題如何用化學方法解決，完成后學生獨立回答，教師講授。
目標二：了解綠色化學思想,并能運用其分析和討論化工生產的相關問題。 任務1：閱讀教材p119-p120內容，完成下列問題。 （1）綠色化學的核心是什么？綠色化學的主要內容是什么？ 【參考答案】綠色化學的核心是利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染。 綠色化學的內容： 反應始端：反應物要無毒無害、可再生。 反應過程：用無毒無害的催化劑和溶劑，最大限度地節約能源，各個環節都實現無污染。 反應終端：產品能降解；反應物的原子全都轉化為期望的最終產物，即原子利用率為100%，這就是最理想的“原子經濟”——零排放和零污染。 （2）“綠色化學”就是污染后有效治理的化學思想，如植物秸稈含大量鉀元素，焚燒后作鉀肥符合“綠色化學”的理念。這說法對嗎？ 【參考答案】“綠色化學”思想是從源頭上減少或消除污染的化學，不是“先污染后治理”的化學思想。 植物秸稈燃燒會產生大量的污染物，不符合“綠色化學”的思想。 任務2： （1）閱讀教材120頁“思考與討論”，分析哪種工藝的原子利用率為100%。 方法1：以乙烯為原料生產環氧乙烷，過去主要使用的是氯代乙醇法，包括以下兩步反應： CH2===CH2＋Cl2＋H2O―→ClCH2CH2OH＋HCl 2ClCH2CH2OH＋Ca(OH)2―→＋CaCl2＋2H2O 總的反應可表示為： CH2===CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→＋CaCl2＋H2O 方法2：現代石油化工采用銀作催化劑，可以實現一步完成： 2CH2===CH2＋O2 【參考答案】 原子利用率： 方法1： 方法2： 【知識小結】 原子利用率：期望產物的總質量與生成物的總質量之比 原子利用率＝×100% （2）列出原子利用率為100%的化學反應類型及其實際例子的方程式 【參考答案】 化合反應：2H2＋O22H2O 加聚反應：nCH2===CH2 加成反應：CH≡CH＋HClCH2===CHCl （3）設計Cu制備CuSO4的實驗方案，寫出涉及方程式，并評價優劣。 【參考答案】 方案1：CuCuSO4 Cu+2H2SO4=CuSO4+SO2↑+2H2O 方案2：CuCuOCuSO4 2Cu+O2=2CuO CuO+H2SO4=CuSO4+H2O 方案1產生SO2污染氣體，且H2SO4利用率低，而方案2無污染氣體且H2SO4利用率高。 圍繞目標二： 任務1由學生認真閱讀教材內容，認識綠色化學的核心內容，之后完成所設問題學生獨立回答，教師講解。 任務2由學生根據制環氧乙烷的不同方法，分析計算出相應的原子利用率，再認真思考哪些化學反應能實現原子利用率高，同時依據原子利用率和環境問題，思考如何制備CuSO4的方案最佳。完成后利用平臺拍照提交展示，教師點評。
【學習總結】
回顧本課所學，畫出思維導圖 讓學生獨立自主的繪制本課時的思維導圖之后教師再展示思維導圖給學生做對比，根據課堂時間情況可課堂完成或課后完成上交老師批閱。

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