教學設計：化學是社會可持續(xù)發(fā)展的基礎

第二單元化學是社會可持續(xù)發(fā)展的基礎第一課時科學技術的發(fā)展離不開化學【教學目標】1.能運用具體事例說明化學為其他科學技術發(fā)展提供了物質(zhì)基礎，促進了現(xiàn)代科技的發(fā)展。2.認識人類活動，包括化學品的制造、應用可能對環(huán)境、社會帶來的負面影響。3.能列舉事實論述化學與科學、技術、社會的關系。［過程與方法］1.在學習過程中認識到哪些方面化學科學促進了現(xiàn)代科學技術發(fā)展。2.通過學習讓學生認識到哪些生產(chǎn)會造成環(huán)境的破壞并知道如何克服這些負面影響。［情感、態(tài)度與價值觀］1.能從理論上認識化學是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的基礎。2.能認識到化學是環(huán)境保護事業(yè)的強大支柱，了解綠色化學對可持續(xù)發(fā)展的貢獻。3.通過本專題的學習，增強學生社會責任感，提高科學素養(yǎng)?！窘虒W重點、難點】利用已有知識，以具體事例理解和說明化學對現(xiàn)代科學技術發(fā)展的促進作用?！菊n前準備】教師：1．查閱整理：有關化學與現(xiàn)代科學技術的發(fā)展資料。2．實物準備：新型材料的照片和實物，如光導纖維、光電池板、印刷電路板、超導合金、合成橡膠、導電塑料等等。3.多媒體整合課件制作學生：查閱資料：有關化學與現(xiàn)代科學技術的發(fā)展資料?！緦W情分析】學生由于受知識水平的限制，平時對現(xiàn)代科學技術的了解不多。故在教學前教師應鼓勵學生多上網(wǎng)以及多閱讀查閱科普知識材料，以充實學生的知識儲備。在課堂教學中應及時給予鼓勵和表揚，以充分調(diào)動學生的學習積極性。學法指導：課本知識與實際應用相結合、課內(nèi)課外相結合、獨立思考與交流研討相結合、學習理論與動手實驗相結合的“四結合”學習。教學過程：學習課題教師活動學生活動學習反饋教學設想1．課前查閱資料，提問引入新課提問：隨著社會的發(fā)展、科技的進步、人們生活的日益改善，同時當今社會也面臨著諸多問題？自學、歸納、交流、討論回答問題。（1）學生代表：人口問題、環(huán)境問題、污染問題……（2）當代面臨的主要問題是：能源、水資源、環(huán)境等，這些問題的解決需要化學科學的支持。（1）培養(yǎng)學生自學能力；（2）讓學生學會通過查閱資料來學習知識的學習方法。過渡：隨著科技的發(fā)展，除了傳統(tǒng)的學科以外，現(xiàn)在產(chǎn)生了哪些新興學科？它們與化學學科有何關系？2．新興學科指導學生閱讀書本93頁第2、3自然段（1）閱讀課本并思考（2）交流討論，試著表達自我的觀點（3）同學展示課前收集和整理的新興學科的資料和圖片（1）新興的學科有：信息、生命、材料、環(huán)境、能源、地球、空間和核科學等。（2）提出自己對新興學科的認識（1）創(chuàng)設情景，激發(fā)學習興趣；（2）通過訓練，鞏固知識，培養(yǎng)能力；（3）通過主動探索得出規(guī)律，將知識升華，培養(yǎng)學習的主動性，增強探索意識。過渡：請同學們根據(jù)已有的知識談談這些學科與化學科學的關系？3．新興學科與化學學科的聯(lián)系（1）展示新型材料的照片和實物（2）人類在20世紀發(fā)明了哪些新技術？觀察、思考、交流討論（1）信息――半導體，光導纖維制取；生命――蛋白質(zhì)分子、氨基酸、維生素等與生命有關物質(zhì)結構、性質(zhì)；材料――合成氨、合成橡膠、液晶、合金等；環(huán)境――二氧化硫排放、污水中重金屬離子回收等。（2）信息技術、生物技術、核科學、航空航天和導彈技術、激光技術、納米技術、化學合成和分離技術等。（1）培養(yǎng)科學探究能力；（2）讓學生學會掌握知識的科學學習方法。過渡：你怎樣理解化學科學促進了現(xiàn)代科學技術發(fā)展？（1）指導閱讀（2）觀看錄像用自己的語言來總結化學在電子、信息和材料等學科中的生產(chǎn)原理、生產(chǎn)過程。（3）展示：已制作好的“電路板”，指導閱讀課本94頁電路板的制作（1）學生閱讀；（2）部分學生回答問題；（3）觀看錄像后討論總結回答問題；（4）思考電路板的制作原理，寫出反應的化學方程式（4）寫出反應的化學方程式，并指明氧化劑、還原劑（1）創(chuàng)設情景激活學生思維；主動參與體現(xiàn)學習主動性。（2）了解電路板的制作原理，激發(fā)學習的熱情，增強探索意識，樹立遠大理想，增強努力學習的責任感和使命感。過渡：多媒體展示幾種新材料。4．化學科學與農(nóng)業(yè)、材料、能源、航天等方面有哪些關系？（1）請同學們總結課前查閱的有關信息材料的資料。（2）提供有關的資料，播放介紹錄像。（1）思考、總結、回答；（2）閱讀資料，交流、討論總結；（3）觀看錄像。（4）談談自己對化學與以上各方面聯(lián)系的感想。例如：（1）農(nóng)業(yè)――在充分了解光合作用、固氮作用機理、催化原理基礎上，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的工業(yè)化，將使人們生活質(zhì)量得到大大的提高。（2）海水淡化――有助于緩解淡水資源緊缺的危機。（3）能源――在了解結構與性能關系的基礎上，合成高效、穩(wěn)定、廉價的材料。（1）創(chuàng)造變被動為主動的學習環(huán)境；實物觀察提高對知識的理性認識；（2）通過資料的閱讀，拓寬視野，激發(fā)研究、探索的意識。本課總結：通過以上內(nèi)容的學習、了解、思維、探索，我們已經(jīng)認識到以上所學習的方面與化學科學有著密切的關系，化學這門古老而具有青春活力的學科，伴隨著人類歷史發(fā)展的腳步，將為社會的發(fā)展創(chuàng)造了一個又一個的奇跡。同時我們也相信隨著科技的發(fā)展，它們會創(chuàng)造更多的奇跡。環(huán)境問題是人類社會面臨的重大問題之一，有關解決環(huán)境問題需要化學科學的知識我們將在下節(jié)課一起討論學習。第二課時解決環(huán)境問題需要化學科學【教學目標】1．知識與技能：（1）能運用具體事例說明化學為其他科學技術發(fā)展提供了物質(zhì)基礎，促進了現(xiàn)代科技的發(fā)展。（2）認識人類活動，包括化學品的制造、應用可能對環(huán)境、社會帶來的負面影響。（3）能列舉事實論述化學與科學、技術、社會的關系。2．過程與方法：（1）在學習過程中認識到哪些方面化學科學促進了現(xiàn)代科學技術發(fā)展。（2）通過學習讓學生認識到哪些方面生產(chǎn)造成環(huán)境的破壞并知道如何克服這些負面影響。3．情感態(tài)度與價值觀：（1）能從理論上認識化學是現(xiàn)代科學技術發(fā)展的基礎。（2）能認識到化學是環(huán)境保護事業(yè)的強大支柱，了解綠色化學對可持續(xù)發(fā)展的貢獻。（3）通過本專題的學習，增強學生社會責任感，提高科學素養(yǎng)?！窘虒W建議】可以通過組織學習活動的方式來實施本單元的教學。按教材中“你知道嗎”、“活動和探究”、“交流與討論”、“問題解決”各欄目中提出和問題和實驗活動，設計、組織學習活動。在組織學生交流和討論空氣污染、水污染的危害與化學防治方法時，教材提出的“消除汽車尾氣對環(huán)境的污染”、“回收二氧化碳”、“甲基丙烯酸甲酯（有機玻璃的合成單體）的兩種合成途徑的比較”等，就是學生可以理解的討論性問題，可作為范例。此外，還可以結合學校當?shù)氐膶嶋H或教學時期發(fā)生的一些重大科技事件，提出具體的問題，讓學生生進行實地或適時的調(diào)查了解，具體分析化學在高科技發(fā)展、解決環(huán)境問題中所起的作用。例如：調(diào)查家鄉(xiāng)的空氣質(zhì)量，分析有哪些主要的污染物？人們?yōu)闇p少污染采取了哪些防治措施？調(diào)查家鄉(xiāng)的水體污染狀況，人們?yōu)闇p少污染采取了哪些措施？在工廠密集地區(qū)，調(diào)查了解為減少含硫量較多的石油、煤等化石燃料燃燒所排放的二氧化碳氣體，或為減少“三廢”的排放，廠家采取了哪些措施？關注并研究學校的化學實驗室在使用過程中有沒有產(chǎn)生污染環(huán)境的因素。如何在一些有害物質(zhì)產(chǎn)生的實驗室中（如氯氣制備，濃硫酸、濃硝酸與不活潑金屬作用，產(chǎn)生一氧化碳、硫氧化物、使用苯的實驗等），設計和改善實驗方案來減少或消除污染？【教學設計】【創(chuàng)設情景】學生分組討論搜集的有關環(huán)境問題的相關資料，歸納出環(huán)境污染的種類、危害、和防治。【學生活動】學生分組討論歸納。【學生反饋】環(huán)境污染的種類有很多，按照環(huán)境要素分可分大氣污染、水體污染、土壤污染等以及各種環(huán)境污染的分類、危害和防治?！緞?chuàng)設情景】利用幻燈片，學生觀察幾張環(huán)境污染的圖片，讓學生了解環(huán)境形勢已十分嚴峻。通過觀看一段我國目前對環(huán)境保護的影視錄象，讓學生認識環(huán)境保護的一些現(xiàn)狀?！痉治鲋v解】環(huán)境問題是人類是社會面臨的重大問題之一，化學工業(yè)曾經(jīng)對環(huán)境和生態(tài)環(huán)境造成了一定的影響，但化學科學也為分析檢測治理環(huán)境污染提供了有效快捷的方法與技術。我們今天這節(jié)課主要共同認識化學對環(huán)境保護的貢獻。【板書】二、解決環(huán)境問題需要化學科學【問題提出】二氧化硫?qū)Νh(huán)境破壞包括哪些方面？如何減少二氧化硫排放？【學生反饋】形成酸雨，使土壤酸化，腐蝕古建筑，使植物枯死，莊稼減產(chǎn)，魚蝦死亡等。降低石油中硫的含量，在燃燒含硫的煤中加入生石灰等。【問題提出】怎樣保護水體？怎樣對水進行凈化處理？【學生反饋】不排放含重金屬離子、有機磷、有毒物如氰離子、酸、堿等工業(yè)廢水。工業(yè)廢水要經(jīng)過凈化再排放，對水凈化要除去懸浮物，加漂白粉消毒等進行凈化。【問題提出】使用汽油、煤油等礦物油的機動車日益增多，為什么會使空氣質(zhì)量下降？可以采取哪些措施？板書：1、汽車尾氣的污染和處理?！緦W生反饋】因為使用汽油、煤油的機動車會排放烴類物質(zhì)、氮的氧化物、硫的氧化物，會造成空氣質(zhì)量下降。在城市控制使用汽油、煤油的機動車，可以燃燒乙醇；或者使用“零排放”電動車；此外，用氫作汽車燃料、用燃料電池作動力，合成廉價的、可再生的儲氫材料和能量轉(zhuǎn)換材料等?！締栴}提出】如何消除汽車尾氣對環(huán)境的污染？【分析講解】發(fā)動機燃油排放的尾氣中有一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、碳氫化合物、顆粒物等。消除污染進行石油脫硫處理，利用尾氣處理裝置等，介紹用于汽車尾氣處理的催化劑及制備方法。用新的無害汽油，使用酒精天然氣代替燃油，用無污染氫燃料作動力等。【問題提出】隨著工業(yè)的發(fā)展，大氣中二氧化碳的濃度不斷增加，溫室效應日益嚴重，化學家是如何處理的？板書：2、.回收二氧化碳。─O─O─CHCH2─O─CO─[]nCH3催化劑+nCO2催化劑+nCO2nCH3CH─CH2O從根本上解決環(huán)境和生態(tài)問題，還要依靠綠色化學的發(fā)展。綠色化學使人們可以期望未來的化工企業(yè)將是零排放的，所有物質(zhì)原料、中間產(chǎn)物都在內(nèi)部循環(huán)、利用，盡量不使用有毒、有強腐蝕性的原料。【問題解決】請同學們看教材96頁問題解決。比較兩種途徑，你認為哪種路線符合綠色化學的要求？這種方法的優(yōu)點是什么？【對比分析】對比兩種途徑的優(yōu)點?！緦W生反饋】后者，沒有用氫氰酸極毒物，反應只要一步反應，轉(zhuǎn)化率高，沒有其他生成物。【分析講解】綠色化學是設計沒有或只有盡可能小的對環(huán)境產(chǎn)生負面影響的，并在技術、經(jīng)濟上可行的化學品和化學過程的科學。綠色化學的目的是用化學方法在化學過程中預防污染。清潔生產(chǎn)的重點在于：設計比現(xiàn)有產(chǎn)品的毒性更低或更安全的化學品，以防止意外事故的發(fā)生；設計新的，更安全的、對環(huán)境良性的合成路線，例如盡量利用分子機器型催化劑、仿生成等，使用無害和可再生的原材料；設計新的反應條件，減少廢棄物的產(chǎn)生和排放，以降低對人類健康和環(huán)境產(chǎn)生的危害。由于綠色化學的重要性，1995年，美國設立了“總統(tǒng)綠色化學挑戰(zhàn)獎”，以表彰在綠色化學化工領域和開發(fā)中有重大突破和成就的個人和單位。綠色化學要求開發(fā)新的原子經(jīng)濟反應。原子經(jīng)濟性即在化學反應過程中有多少原料的原子進入到所需的產(chǎn)品中。理想的原子經(jīng)濟反應要求原料分子百分之百在轉(zhuǎn)變成產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物或廢物，實現(xiàn)廢物的“零排放”。對于大宗基本有機原料的生產(chǎn)來說，選擇選擇原子經(jīng)濟反應十分重要。近年來，開發(fā)新的原子經(jīng)濟反應已成為綠色化學研究的熱點之一。綠色化學還要求采用無毒、無害溶劑或不使用溶劑。與化學品制造相關的污染問題不僅來源于原料和產(chǎn)品，而且和生產(chǎn)過程中使用溶劑也有關系。當前廣泛使用的溶劑是有揮發(fā)性的有機化合物，會造成較大的環(huán)境污染。采用無毒無害的溶劑代替揮發(fā)性有機化合物已成為綠色化學的重要研究方向。課堂小結：通過汽車尾汽治理、二氧化碳回收利用、綠色化學的舉起等問題的分析，說明化學是環(huán)境保護的強大支柱。要充分了解化學學科在人類創(chuàng)造新物質(zhì)的活動中的重要作用，努力學習，為發(fā)展化學，創(chuàng)造更多的新物質(zhì)而努力。布置作業(yè)：1.課后習題2.活動與探究：（1）查閱資料：符合“綠色化學”思想的化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。（2）搜索有關材料查找造成水污染的原因。[單元練習]例1．用Na2SO3可以治理工業(yè)SO2尾氣污染，這是一種治理SO2尾氣污染比較新穎的方法。具體操作是：①將含有SO2氣體的工廠尾氣通入到Na2SO3溶液中，使其吸收含有尾氣中的SO2氣體；②將富集有SO2氣體的溶液加熱，即可使其中的SO2氣體逸出，這些SO2氣體可以應用于制取H2SO4。該方法中Na2SO3可以循環(huán)使用，符合綠色化學的基本原則。請根據(jù)上述信息解答下列試題：（1）寫出①、②兩步的化學方程式①；②。（2）今有10m3的L的Na2SO3溶液，每次吸收標準狀況下的含有SO2氣體的尾氣后，即達到了飽和狀態(tài)。試求該工廠產(chǎn)生的尾氣中SO2氣體的體積分數(shù)是多少。解析：（1）①Na2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO3②2NaHSO3Na2SO3＋SO2↑＋H2O（2）設每次吸收的SO2的物質(zhì)的量為xNa2SO3＋SO2＋H2O＝2NaHSO311L×10×103Lx所以，x＝L×10×103L＝1000mol故，該工廠產(chǎn)生的尾氣中SO2氣體的體積分數(shù)是(1000mol×mol)/×103L×100％＝25％答：該工廠產(chǎn)生的尾氣中SO2氣體的體積分數(shù)是25％。1．下列全球性和區(qū)域性的環(huán)境問題主要是因為向大氣中過量排放二氧化碳（）A．氣候變暖（溫室效應）B．臭氧層破壞（臭氧空洞）C．酸雨 D．赤潮和水華2．下列物質(zhì)中，作為燃料時對空氣沒有污染的是（） A．天然氣B．氫氣C．汽油D．煤3．下面所敘述的情況中，能夠引起環(huán)境污染的是（）①生活污水的任意排放；②農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥農(nóng)藥的過度使用；③燃放鞭炮；④海上油輪中石油的泄漏A．①② B．②③ C．③④ D．①②③④4．國家有關部門規(guī)定，從2022年7月1日在全國禁用含鉛汽油，全面推廣使用無鉛汽油。無鉛汽油的含意是 （）A．汽油中不含鉛元素B．汽油中不人為的加入含鉛物質(zhì)C．汽油中含鉛元素在規(guī)定的指標范圍內(nèi) D．不含雜質(zhì)的純凈汽油5．綠色化學提倡化工生產(chǎn)應提高原子利用率。原子利用率表示目標產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比。在下列氮肥的制備反應中，原子利用率最高的是 （）A．NH3＋H2O＋CO2=NH4HCO3