高中化学必修二教案-4.2资源综合利用 环境保护27-人教版

4-2-2资源综合利用环境保护
教学目标
知识与技能：
1．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．了解在化石燃料中，天然气是比较清洁的燃料.
3. 应使用和开发化石燃料以外的清洁能源，综合利用资源和开发新能源具有重要意义。

过程与方法：
1.课前学生对学习内容进行社会调查和阅读相关资料.
2.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，借助来培养善于合作、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环境保护的意识，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.
教学难点：开发使用不污染环境或对环境污染小的燃料.
教学过程：
一、引入新课
工业生产需要大量的原料，消耗大量的能源。

在得到所需的产品的同时产生了大量的废气、废水和废渣。

处理不当就会污染环境。

气候变暖、臭氧层破坏、酸雨和赤潮等全球性和区域性环境问题，正在威胁着人类的生存和发展，保护自然环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题。

二、新课教学
第二课时环境保护与绿色化学
前言：通常所说的环境问题，主要是指由于人类不合理的开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。

一、环境污染的分类
1．按环境要素分：大气污染、水体污染、土壤污染；
2．按人类活动分：工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染；
3．按造成污染的性质、来源分：化学污染、生物污染、物理污染（噪声、放射性、热、电磁波等）、固体废物污染、能源污染
二、介绍几类环境污染及其防治
1．大气污染
对大气造成污染的污染物有：SO2、NO、NO2、H2S、C x H y、粒子状污染物、氟化物（F）、铅及其化合物（Pb）、挥发性有机物和放射性元素等。

SO2、NO、NO2等物质主要来源于用煤、硝酸工业、硫酸工业、汽车尾气等。

它们可以形成酸雨（酸雨是指pH≤5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，属于严重的大气污染现象），使湖泊水质酸化，毒害水生物、植物，以及使土壤酸化，破坏农作物、森林等；氟化物（F）、氮氧化物可以破坏臭氧层。

CO、NO 能与人体血红蛋白结合，使动物因缺氧而死亡。

NO、NO2、CO、C x H y等还参与光化学烟雾的形成。

大气污染物主要通过呼吸道进入人体，也有少量通过接触和刺激体表进入人体。

人体吸入的空气经过鼻腔、咽部、喉头、气管、支气管后进入肺泡，并在肺泡上进行气体交换。

当血液通过肺泡毛细管时，放出二氧化碳，吸收氧气。

含氧的血液被输送到人体各部分，供人体组织和细胞新陈代谢用。

如果生活在烟雾迷漫的环境中，空气中的有毒、有害污染物就会溶于体液或沉积在肺泡上，轻者会使上呼吸道受到刺激而有不适感，重者会引起疾病，使呼吸道和肺功能损害，引起病变。

大气污染对人体健康的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒和致畸致癌作用等三种。

震惊世界的伦敦烟雾事件就是典型的急性中毒事件。

1952年12月5日至8日，英国首都伦敦市上空烟雾弥漫，煤烟粉尘积蓄不散，造成了震惊一时的烟雾事件。

这起事件使4000名健康市民因此死亡。

在毒雾事件之后的两个月内，8000名患肺部疾病的人也因吸入过多的有毒物质而停止呼吸。

据调查．英国伦敦从1873年一1962年共发生过6次重大的烟雾公害事件，每次都造成成千上万的人发病，甚至死亡。

直至1965年以后，伦敦由于采取了排烟脱硫等治理措施，才没再出现烟雾杀人的事件。

治理：调整资源结构，开发新能源（太阳能、氢能、风能、地热等），减少使用煤、石油、天然气等化石燃料（或对燃料进行脱硫使用），减少工业废气排放，对废气进行回收净化再利用等。

大力植树造林严禁乱砍滥伐。

政府部门合理规划、制定标准、加强监测。

2．水体污染
水污染的来源：
水体污染主要来自工业废水、农业用水、生活污水。

水污染的危害：
水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品质量，甚至使生产不能进行下去。

水的污染，又影响人民生活，破坏生态，直接危害人的健康，损害很大。

水体被污染必将影响整个地球的环境，对人类产生严重的危害。

(1)危害人的健康：水污染后，通过饮水或食物链，污染物进入人体，使人急性或慢性中毒。

砷、铬、铵类、苯并芘等，可诱发癌症。

被寄生虫、病毒或其它致病菌污染的水，会引起多种传染病和寄生虫病。

重金属污染的水，对人的健康均有危害。

被镉污染的水、食物，人饮食后，会造成肾、骨骼病变，摄入硫酸镉20毫克，就会造成死亡。

铅造成的中毒，引起贫血，神经错乱。

六价铬有很大毒性，引起皮肤溃疡，还有致癌作用。

饮用含砷的水，会发生急性或慢性中毒。

（日本水俣病：日本熊本县水俣市因含无机汞的工业废水污染了水体,使水俣湾的鱼中毒,人食鱼后受害。

在先后几年中河流下游汞中毒者达一千多，死亡一百多人，2万多人受到不同程度的危害。

受害者的症状有：神经衰弱、痴呆和视力下降，成年人小脑、大脑半球受损严重。

胎儿患类似脑性麻痹，3至4岁仍然表情漠视、流口水、不会吃食、不会爬、语音发育迟缓。

）
砷使许多酶受到抑制或失去活性，造成机体代谢障碍，皮肤角质化，引发皮肤癌。

有机磷农药会造成神经中毒，有机氯农药会在脂肪中蓄积，对人和动物的内分泌、免疫功能、生殖机能均造成危害。

稠环芳烃多数具有致癌作用。

氰化物也是剧毒物质，进入血液后，与细胞的色素氧化酶结合，使呼吸中断，造成呼吸衰竭窒息死亡。

世界上80%的疾病与水有关。

伤寒、霍乱、胃肠炎、痢疾、传染性肝炎是人类五大疾病，均由水的不洁引起。

(2)对工农业生产的危害
水质污染后，工业用水必须投入更多的处理费用，造成资源、能源的浪费，
食品工业用水要求更为严格，水质不合格，会使生产停顿。

农业使用污水，使作物减产，品质降低，甚至使人畜受害，大片农田遭受污染，降低土壤质量。

海洋污染的后果也十分严重，如石油污染，造成海鸟和海洋生物死亡。

(3)水的富营养化的危害
在正常情况下，氧在水中有一定溶解度。

溶解氧不仅是水生生物得以生存的条件，而且氧参加水中的各种氧化还原反应，促进污染物转化降解，是天然水体具有自净能力的重要原因。

含有大量氮、磷、钾的生活污水的排放，大量有机物在水中降解放出营养元素，促进水中藻类丛生，植物疯长，使水体通气不良，溶解氧下降，甚至出现无氧层。

以致使水生植物大量死亡，水面发黑，水体发臭形成“死湖”、“死河”、“死海”，进而变成沼泽。

这种现象称为水的富营养化。

富营养化的水臭味大、颜色深、细菌多，这种水的水质差，不能直接利用，水中断鱼大量死亡。

水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养化引起藻类（如蓝藻、绿藻、硅藻等）的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。

淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。

赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的
现象。

实际上，赤潮并不一定都是红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而
呈现出不同颜色。

赤潮发生必须具备以下条件：
①海域水体高营养化；
②某些特殊物质参与作为诱发因素，如：维生素B1、B12、铁、锰、脱氧核糖核
酸；
③环境条件，如水温、盐度等也决定着发生赤潮的生物类型。

赤潮不仅给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重危害，而且对人类健康甚至生命都有影响。

主要包括两个方面：
①引起海洋异变，局部中断海洋食物链，使海域一度成为死海；
②有些赤潮生物分泌毒素，这些毒素被食物链中的某些生物摄入，如果人类再食用这些生物，则会导致中毒甚至死亡。

3．固体废弃物污染及其治理
（1）固体废弃物污染
固体废弃物是指人类在生产和生活中丢弃的固体和泥状物，如采矿业的废石、尾矿、煤矸石；工业生产中的高炉渣、钢渣；农业生产中的秸秆、人畜粪便；核工业及某些医疗单位的放射性废料；城市垃圾等等。

若不及时清除，必然会对大气、土壤、水体造成严重污染，导致蚊蝇孳生、细菌繁殖，使疾病迅速传播，危害人体健康。

（2）处理固体废弃物的方法：
目前世界上生活垃圾处理主要是卫生填埋、堆肥和回收利用三种方式。

回收利用废旧合成材料主要有三种途径，一是通过熔融再生重新做成多种有用的材料；二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；三是将废旧合成材料作为燃料使用。

四、绿色化学与清洁生产
绿色化学的核心是要利用化学原理从源头消除污染。

绿色化学是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则，即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，实现“零排放”。

不仅充分利用资源，而且不产生污染；并采用无毒、无害的溶剂、助剂和催化剂，生产有利于环境保护、社区安全和人身健康的环元污染的反应途径和工艺。

对生产过程来说，绿色化学包括：节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，在生产过程排放废物之前减降废物的数量和毒性；对产品来说，绿色化学旨在减少从原料的加工到产品的最终处置的全周期的不利影响。

绿色化学示意图
[课堂练习1]
[答案]以乙烯为原料通过氯代乙醇法生产环氧乙烷，其原子利用率为：
采用银催化一步合成环氧乙烷的原子利用率为：100％。

要发展绿色化学意味着要从过去的污染环境的化工生产转变为安全的、清洁的生产。

境友好产品。

绿色化学化工的目标是寻找充分利用原材料和能源，且在各个环节都洁净和清洁生产的重点在于：①设计比现有产品的毒性更低或更安全的化学品，以防止意外事故的发生；②设计新的更安全的、对环境良性的合成路线，例如尽量利用分子机器型催化剂、仿生合成等，使用无害和可再生的原材料；③设计新的反应条件，减少废弃物的产生和排放，以降低对人类健康和环境产生的危害。

[课堂练习2]
绿色化学对于化学反应提出了“原子经济性”（原子节约）的新概念及要求。

理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。

下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是（反应均在一定条件下进行）：
A ＋C2H5Cl→＋HCl
B ＋C2H5OH→＋H2O
C ＋CH2＝CH2→
D →＋HBr；＋H2→
解析：依据题目中的信息要点：“原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放”，观察四个选项中的化学方程式，找出“零排放”的反应（C）答案：C
[课堂练习3]
某工厂利用铜屑制硝酸铜。

你认为可以用哪些方法？哪种最好？
解析及答案：利用铜屑制硝酸铜可以采用以下三种方法：铜与浓硝酸反应；铜与稀硝酸反应；铜与氧气反应后，再与硝酸反应。

从原子经济性的角度考虑，从最大限度地减少废物的排放的角度考虑，采用铜与氧气反应后，再与硝酸反应的方法是最好的。

[课堂练习4]
为了降低硫氧化物造成的污染，一种方法是在含硫燃料（如煤）中加入生石灰，这种方法称作“钙基固硫”．采用这种方法“固硫”的反应为（）
A.2CaO+2S===2CaS+O2
B.S+O2===SO2
C.CaO+SO2===CaSO3
D.2CaSO3+O2===2CaSO4
解析：含硫燃料燃烧时产生二氧化硫，二氧化硫会与加入的生石灰发生反应，产生CaSO3，而CaSO3在灼热的空气中不稳定，会被氧气氧化成硫酸钙。

答案：CD
[课堂练习5]
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)，对于处理污水时要不要除去磷，下列说法中正确的是( )
A.磷是生物的营养元素，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
答案：C
[课堂练习6]
汽车尾气（含有烃类、CO、SO2与NO等物质）是城市空气的污染源。

治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”（用铂、钯合金作催化剂）。

它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。

写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式
（2）“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度，其原因是
（3）控制城市空气污染源的方法可以有（多选扣分）
a 开发氢能源
b 使用电动车
c 植树造林
d 戴上呼吸面具
答案：（1）2CO+2NO−
−催化剂2CO2+N2 (2)SO2转化为SO3，产生硫酸酸雾 (3)a b
−→
−
板书设计：
第二课时环境保护与绿色化学
一、环境污染的分类
二、化学在环境保护上的应用主要有以下几个方面：
1．对环境情况进行监测
2．治理三废
3．寻找源头治理环境污染的生产工艺，实施清洁生产——绿色化学
三、介绍几类环境污染及其防治
1．大气污染
2．水体污染
3．固体废弃物污染及其治理
四、化学与环境知识总结
五、绿色化学与清洁生产
教学回顾：
本节课应用资料丰富，学生对此兴趣浓厚，使学生在课堂上自始至终保持较高的热情，在教学中是非常重要的。

学生通过学习提纲中提出的问题，让学生体会自主解决问题的快乐。

在知识的落实上，改变学生对元素的整体认识，为后续学习打下基础。