必修II化學與可持續(xù)發(fā)展教學設計

1、必修 II 第四章化學與可持續(xù)發(fā)展教學設計一 、本單元設計：本單元教學的主要目標是幫助學生認識和體會化學在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用，揭 示化學與可持續(xù)發(fā)展的重要關系，樹立資源保護意識及合理開發(fā)意識。因此，教學要圍繞這一教學目 標展開。 教材從金屬礦物以及海水資源的開發(fā)利用兩個專題， 闡明化學在自然資源的合理開發(fā)和綜合 利用上的作用， 首先是因為在當今全球資源、 能源供應緊張與人口迅速增長的矛盾日益突出的情況下， 金屬礦物和海水資源同人類的生活有著日益緊密的聯(lián)系，同時學生在前面的學習中已經(jīng)了解鈉、鋁、 鐵、銅等金屬以及氯、氮、硫、硅等非金屬及其重要化合物的主要性質，并且對金屬冶煉及海水資

2、源 也有一定的了解，這些都為學習創(chuàng)造了條件。接著從資源利用和環(huán)境保護這一視角，進一步闡明化學 和人類可持續(xù)發(fā)展的關系，兩節(jié)內(nèi)容相輔相成?？v觀歷史，從使用火到水、木材、煤、石油、天然氣 等資源 , 人類能源的來源全部都是從自然界中得到，其中的大多數(shù)資源屬于不可再生的有限資源。僅 僅注重資源開發(fā)是遠遠不夠的，人類要實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展，就必須做到合理開發(fā)資源、最大限度地利用 好資源，還要保護好環(huán)境。而化學不僅在資源開發(fā)上能發(fā)揮重要作用，在資源的綜合利用以及環(huán)境保 護方面同樣大有用武之地。二 、本單元在教材中所處的地位及作用1 功能和地位化學研究和應用的一個重要目標就是開發(fā)和利用自然界中一切可能的物質資

3、源和能量資源，為人類生存和社會發(fā)展提供必要的物質和能源基礎；同時 , 應該注 意到這一過程必須同自然環(huán)境相互協(xié)調，走可持續(xù)發(fā)展的道路。這是貫穿本章始 終的核心觀念。本章作為高中必修模塊的結尾，不僅對于學生總結復習很重要， 而且對于學生進一步確定、學習后續(xù)的選修模塊乃至選擇自己未來升學和就業(yè)方 向都可能會產(chǎn)生一定的影響。 從科學知識的角度，有利于學生將前面所學過的知識和技能進行必要的梳 理、歸納和拓展。 從科學、技術和社會相互作用背景的角度，有利于學生加深體會化學在綜 合利用自然資源的作用，學會辨證地看待人類和自然協(xié)調發(fā)展中可能會遇到的問 題，并培養(yǎng)做出明達決策的意識和能力。2 內(nèi)容的特點突出主

4、題：通過金屬礦物的幵發(fā)，海洋資源的幵發(fā)和化石燃料的利用為例, 突出“化學與可持續(xù)發(fā)展”的兩個方面，一是利用化學變化不斷提供人類生存和 發(fā)展的物質條件 （ 主要包括獲得有用物質和獲得能量 ），利用化學變化還可以創(chuàng)造 自然界原本沒有的物質 （ 主要指合成高分子化合物 ） ，從而使生活更加方便、舒適； 二是在開發(fā)自然資源的過程中，必須深刻地認識到保護周圍環(huán)境、維護生態(tài)和平 的重要性，建立可持續(xù)發(fā)展的觀念。體現(xiàn)基礎 : 知識內(nèi)容方面是在緊緊圍繞金屬礦物、 海水和化石燃料這些人類 重要自然資源的綜合利用中的化學基本原理和基礎知識。學習方法方面是通過比 較、分類、歸納等基本方法來梳理從而較系統(tǒng)掌握學科的基

5、礎知識。情感和價值 觀方面利用金屬礦物、海水和化石燃料這些人類重要自然資源的綜合利用中過程 的利弊來感受人與社會的和諧發(fā)展。三、本章課時安排及教學重難點本節(jié)教學重點：了解化學方法在金屬礦物開發(fā)（主要是金屬冶煉）及海水資 源開發(fā)中的作用。煤、石油、天然氣的綜合利用，特別是石油的利用；通過環(huán)境 保護和綠色化學的有關知識，使學生加強環(huán)保意識并培養(yǎng)綠色化學的理念本節(jié)教學難點：學生在掌握金屬冶煉的一般原理基礎上，了解適用于不同金 屬的冶煉方法。石油裂化的原理。四、本章相關內(nèi)容的新舊對比分析1. 新舊課程標準的對比及分析本章的內(nèi)容要求在新的 高中化學課程標準 中是屬于必修 2 的主題 3化學 與可持續(xù)發(fā)展

6、。在課程標準中第四章與第三章的要求放在一起，說明第四章的學 習是建立在第三章學習的基礎上的。 （以下有下劃線是第四章的內(nèi)容要求） 主題三 化學與可持續(xù)發(fā)展內(nèi)容標準活動與探究建議1.認識化石燃料綜合利用的意義，了解 甲烷、乙烯、苯等的主要性質，認識乙烯、氯乙烯、苯的衍生物等在化工生產(chǎn) 中的重要作用。2. 知道乙醇、乙酸、糖類、油脂、 蛋白質的組成和主要性質，認識其在日 常生活中的應用。3. 通過簡單實例了解常見高分子 材料的合成反應，能舉例說明高分子材 料在生活等領域中的應用。4. 以海水、金屬礦物等自然資源查閱資料：利用石油裂解產(chǎn)物 乙烯制取重要的化工產(chǎn)品。 實驗探究：乙烯、乙醇、 乙酸的主要

7、化學性質。 討論從乙烯制備乙酸 的合成路線。 對比實驗：尿液中葡萄 糖的檢測。 實驗：淀粉的水解和水 解產(chǎn)物的檢驗。 查閱資料：海水資源及其利用。調查：當?shù)厮廴炯爸蔚木C合利用為例，了解化學方法在實現(xiàn)物質間轉化中的作用。認識化學在自然理的情況。討論：如何選擇合適的資源綜合利用方面的重要價值。5.以酸雨的防治和無磷洗滌劑的洗滌劑。杳閱資料：高分子材料使用為例，體會化學對環(huán)境保護的意義。6.能說明合成新物質對人類生活的應用與發(fā)展。杳閱資料：符合“綠色的影響-討論在化工牛產(chǎn)中遵循“綠色化學”思想的重要性。化學” 思想的化工產(chǎn)品的牛產(chǎn)舊教材的大綱要求:按照學生的認識水平，并參照有關知識在高中化學中的重

8、要程度，對知識的教學 要求可分為四個層次，從低到高依次是：A:對所學知識有大致的印象。B:知道“是什么”。能夠記住學習過的知識的要點，能夠根據(jù)提供的材料識別是什么。新教材必修2第四章的內(nèi)容在舊教材中分別在元素化合物的鹵族、氧族、金屬的通性、烴合成材料中介紹元素化合物教學內(nèi)容教學要求鹵族海水資源及其綜合利用選學氧族常見的生活環(huán)境的污染和防止環(huán)境保護的重要意義AB金屬的通性金屬冶煉的一般原理 金屬的回收和資源保護BA烴石油的分餾產(chǎn)品和用途 石油的分餾、裂化和裂解 煤的干餾和綜合利用AA合成材料合成材料（塑料、合成纖維、合成橡膠的品種、性能和用途）新型有機高分子材料AA2. 新舊教材內(nèi)容的對比及分析

9、新教材中第四章的題目是化學可持續(xù)發(fā)展共兩節(jié)書，第一節(jié)介紹的是金屬礦物資源的幵發(fā)和利用，以及海水資源的幵發(fā)利用。金屬礦物資源的幵發(fā)在新教材中主要介紹冶煉金屬的三種不同方法，還介紹了鋁熱反應。而這部分在舊教 材中是高二化學第三幾種重要的金屬介紹鋁和鋁的重要化合物及金屬 的冶煉中介紹的。海水資源及其綜合利用是舊教材高一化學第四章鹵素 中的選學內(nèi)容，而在新教材中這一部分不但作為正文介紹，而且還加了海水提溴 及海帶含碘的科學探究，并且在介紹海水淡化的方法時再次鞏固（必修1）第一章 學習的蒸餾操作及原理。新教材本章的第二節(jié)化學與資源綜合利用、環(huán)境保護 主要介紹的是煤、石油和天然氣的綜合利用，及環(huán)境保護與綠

10、色化學。煤主要介 紹其成分及干餾產(chǎn)物，而石油主要介紹分餾、裂解，裂化。此內(nèi)容在舊教材中是 高二化學第四章烴第六節(jié)石油、煤，與舊教材相比這一節(jié)書的內(nèi)容介紹得 要簡單。五、本單元的內(nèi)部結構關系、知識線索網(wǎng)六、本單元的教學要求廣州市教研室對人教版高中化學（必修 2）第四章的知識與技能教學目標要求第一節(jié)幵發(fā)利用金屬礦物和海水資源基本要求 知道根據(jù)金屬的活動性不同，可分別采用加熱、電解、還原 劑還原等方法冶煉金屬。并能從能量的角度選擇金屬的冶煉方 法。能夠書寫相關的化學方程式。 知道海水淡化的幾種方法；掌握海水蒸餾的原理。 知道從海水中提取溴、碘的原理。了解非金屬置換反應。 能參照海水提取鎂過程的化學原

11、理寫出有關的化學方程式。（通過上述要求讓學生體會、認識海水資源的廣闊前景）彈性要初步學會梳理無機物之間的轉化（鎂及其化合物的關系）求不宜拓金屬冶煉及海水綜合利用的化工工藝技術。展第二節(jié)化學與資源綜合利用、環(huán)境保護基本要求 認識煤、石油、天然氣是人類能源的主要來源。能書寫簡單 代表物燃燒的化學方程式。 了解煤的成分；知道通過煤的干餾可得到多種化工產(chǎn)品及其 用途；知道煤的氣化和液化可減少燃燒所造成的環(huán)境污染。 了解石油的成分；知道通過石油的分餾及裂化可得到多種化 工產(chǎn)品及其用途。 通過乙烯的聚合反應了解常見高分子材料的合成；了解聚合 反應的原理。知道日常生活中的一些合成高分子材料的應用。 知道形成

12、酸雨的主要物質是硫氧化物和氮氧化物；認識含氮、磷的水體污染問題；知道一些污染的來源及控制方法。（化學在三廢治理方面發(fā)揮重要作用）彈性要求了解原子“原子經(jīng)濟”的概念不宜拓展各種控制污染的原理七、本單元的課時安排第一節(jié)幵發(fā)利用金屬礦物和海水資源2課時;第二節(jié)化學與資源綜合利用、環(huán)境保護2課時;動1課時。八、本單元每節(jié)課的教學流程及建議化學與可持續(xù)發(fā)展是一個大課題，內(nèi)涵豐富，知識面廣。該教材只用4課時進行教學。我們必須解決內(nèi)容多、時間短這一矛盾。1. 緊抓化學學科基礎：參考教學目標提到的基本要求。教學過程緊扣學科的 基本概念和基礎理論。如金屬的冶煉原理可與氧化還原理論結合，不同金屬冶煉 方法不同可與

13、能量聯(lián)系起來。又如金屬及其化合物之間的轉化可與物質的分類掛 上鉤。有機物的轉化只抓裂解反應和加聚反應。教學要達成的目標是最最基礎的 學科內(nèi)容。最具代表性的內(nèi)容。2. 資源展現(xiàn)形式多樣：本章教學的信息量需求很大。要激發(fā)學生的興趣提高 獲取信息的效度。信息的呈現(xiàn)方式適宜采用多樣化。如：海洋資源的豐富性的信 息可通過有關的數(shù)據(jù)以表格形式展現(xiàn)。原油的分餾及裂化的產(chǎn)品和用途以彩圖方 式呈現(xiàn)，若制成動態(tài)的課件更好。有些不適宜用上述兩種方式的就采用專題閱讀資料呈現(xiàn)。如：“ 21世紀的礦物”一錳結核；會燃燒的“冰”一潛力巨大的新能源 甲烷干冰。3. 最后一課時關于“綠色化學”和“可持續(xù)發(fā)展”建議采用專題討論的

14、方式 進行。1. 第一課時教學流程多媒體展示多種金屬礦物及當代礦物幵發(fā)水平展示從金屬礦石中提 煉金屬的步驟引導學生回顧所學有關金屬制備的知識,由具體到一般進行歸納總結（或多媒體呈現(xiàn)后學生歸納）生討論歸納金屬的活動順序與金屬冶煉的關系、歸納幾種常用金屬冶煉方法錄像：合理幵發(fā)金屬資源活動探究：幵發(fā)海底金屬資源設想或回收廢舊金屬的意義2. 第二課時教學流程錄像：海水資源介纟廠提出問題：利用海水資源，要解決哪些問題？海水淡化裝 '實驗演示（原理分析）多媒體呈現(xiàn)：海水化學資源概況問題探究：海水提溴、海帶中I-檢驗實驗研討：自然資源的幵源節(jié)流3. 第三課時教學流程課前自學教材內(nèi)容，收集有關煤、石油

15、、天然氣綜合利用的資料（包括文字及錄象）"小組代表匯報*教師引導分析：為什么對資源綜合利用?談感受：科技進步給我們帶來了什么？處理資源利用和環(huán)境保護的關系？4. 第四課時教學流程“環(huán)境保護與綠色化學”的教學可以采取多種靈活的教學方式，既可以進行常規(guī)教學，也可以分組進行研究性學習，查資料。九、本單元課堂教學效果評價及檢測第一課時：1. 在化學史上，金、銀、銅等重金屬發(fā)現(xiàn)較早，輕金屬則發(fā)現(xiàn)較遲，如鉀、鈉、鈣等直到19世紀才被發(fā)現(xiàn)，這是為什么?2. 鎂及其合金是一種用途很廣的金屬材料，目前世界上60%勺鎂是從海水中提取的，主要步驟如下:MgSc完全Mg-I ?(3)無水 MgCb在熔融狀態(tài)

16、下，如何得到單質鎂？ (4)寫出、兩個過程中所發(fā)生的反應離子方程式： 3. 金屬鋁、鐵、銀的冶煉常用什么方法？為什么4. 廢舊金屬如報廢的汽車、自行車、罐頭盒等金屬制品，是一種固體廢棄物，隨著工業(yè)的發(fā)展，人民生活水平的提高，城市中這種固體廢棄物也造成了環(huán)境污 染，如何處理這些廢舊金屬提出自己的解決方法。5. 下列敘述錯誤的是A. 煉鐵時，還原劑 Co將鐵從鐵礦中還原出來B. 活潑金屬Na只能用電解法冶煉制出C. 汞的冶煉只能用還原劑法D. 鋁的冶煉用還原劑法6. 自然界中的大多數(shù)金屬以 態(tài)存在，少數(shù)不活潑金屬能以 態(tài)存在。在金屬活動性順序中，鉀、鈉、鋁等金屬一般常用 法提煉；位于氫以后的金屬可

17、用法提煉；位于中部的金屬一般可用 法提煉。7.蒸餾的操作方法，可以用于分離 A.混合氣體B.懸濁液里的固體和液體C沸點不同互溶的液體D 一切混合物第一課時答案：1發(fā)現(xiàn)的早金屬化學性質不活潑，在自然界中以游離態(tài)形式存在，有的金屬雖然 以化合態(tài)存在但與碳在高溫的條件下容易還原成金屬，而一些活潑金屬形成的化 合物以電解熔融物的方法才能得到金屬單質。而這種冶煉金屬的方法發(fā)現(xiàn)的較晚。熔融2 NaoH ,過量 過濾 MgC2=Mg+C2 Mg+20H=Mg(0H) JMg(OH+2H=Mg+2Ho3冶煉鋁用電解法，冶煉鐵用還原劑法，冶煉銀用加熱法，因金屬的化學活動性不同，得電子能力不同，還原能力不同。4略

18、5 C6化合，游離 電解熔融物鹽或氧化物，直接加熱，熱還原法7 C第二課時1. 科學家研制的一種使沙漠變綠洲的新技術，即在沙漠中噴灑一定量的聚丙烯酸酯COOR(一CH CH- n)與水的混合物，使其與沙粒結合，形成既能阻止地下的鹽分上升，又能攔截、蓄積雨水作用。下列對聚丙烯酸酯的敘述中正確.的是 聚丙烯酸酯是由結構簡式為 CH=CHCOO的小分子聚合而成的 聚丙烯酸酯沒有固定的熔沸點 聚丙烯酸酯能發(fā)生加成反應 聚丙烯酸酯是純凈物2.A. B. C. D.煤高溫干餾的產(chǎn)物中，可用作燃料的是A.焦炭B.煤焦油C.焦爐氣D.粗氨水3.石油分餾裝置中溫度計的水銀球應放在A.石油的反應液中B.接近容器底

19、C.蒸餾燒瓶的支管口處D.容器瓶口處4. 在試管中加入2mL新制溴水，然后加入2mL裂化汽油，萃取水中之溴，振蕩后靜置，上下層液體均接近無色，這一實驗失敗的原因是 。5. 石油是純凈物還是混合物？它由哪些物質組成？6. 我們?nèi)粘Ｉ钪薪?jīng)常遇到或用到的物質中，哪些屬于石油化工產(chǎn)品？7. 下列石油加工的方法屬于物理變化還是化學變化？減壓分餾裂化重整 裂解8. 石油經(jīng)過哪些化學變化可以制成我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫氖称反?. 干餾和分餾有何區(qū)別和聯(lián)系？第二課時答案：1. B2. A C3. C4. 溴與裂化汽油中的不飽和烴發(fā)生加成反應5. 混合物。各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物6. 液化石油氣、汽

20、油、煤油、柴油、瀝青、各種塑料制品、蠟燭、合成纖維織物、合成橡膠制品等7. 物理變化：減壓分餾 化學變化：裂化、重整、裂解8. 食品袋主要化學成分是聚乙烯塑料。將石油經(jīng)高溫裂解，從裂解氣中得到乙烯，使乙烯在一定條 件下發(fā)生聚合反應，可制成聚乙烯。9. 根據(jù)物質的沸點與壓強的關系可知，壓強越小，物質的沸點則越低。對于重油等沸點范圍較高的 液體物質而言，常壓下要使其沸騰，往往需要較高的溫度，而這樣的溫度下，會有一些烴分子發(fā) 生碳化或分解，所得的潤滑油質量就不高 ( 如易燃燒等 ) 。而對重油進行減壓分餾，則可以使其中 的各種餾分的沸點同時降低一定的程度，較好地發(fā)生分離而不發(fā)生碳化結焦或分解反應。第

21、三課時1. 酸雨形成的主要原因是 ( )A.森林亂伐，破壞生態(tài)平衡B.工業(yè)上大量含S燃料燃燒C. 制 H2SO4 廠排出大量尾氣D. 汽車2. 下列有關污染的敘述，正確的是 A. 酸雨主要是空氣中的 NO經(jīng)氧化與水反應生成 HN03所形成B. 破壞臭氧層的主要物質是氟氯烴等物質C溫室效應主要是因空氣中 Co 濃度增高造成的D. 發(fā)電廠排放大量的廢熱入河、海中，會使流徑的水域溶氧量減少。3. 在我國中西部大開發(fā)中，某省為籌建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你認為可行的是 A. 建在中西部干旱山區(qū)可以脫貧致富B. 應建在水資源豐富和交通方便的遠離城市的郊區(qū)C企業(yè)有權自主選擇廠址D.不宜建在人口

22、稠密的居民區(qū)4. 閱讀下文請回答20世紀 90 年代初，國際上提出了“預防污染”這一新概念。綠色化學是“預防污染”的根本手段，它的目標是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料，最大限度 地節(jié)約能源，在化工生產(chǎn)各環(huán)節(jié)都實現(xiàn)凈化和無污染的反應途徑。列各項屬于“綠色化學”的是 A 處理廢棄物B 治理污染點B 減少有毒物D 杜絕污染源第三課時答案1 B 2 BD 3 BD 4 D十、本單元綜合探究活動1 你家中有哪些金屬物品？它們的使用壽命如何？失去使用價值的廢舊金屬制品 是如何處理的？2 利用假日調查你所在的城鎮(zhèn)，有關污水治理情況3 為防止大氣污染，你所居住的地方，市政府采取了哪些環(huán)保措施 十一、本單元

23、典型教學設計化學 2 第四章 化學與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié) 開發(fā)利用金屬礦物和海水資源第一課時 金屬礦物的開發(fā)利用教學設計（一）教材分析教材以金屬在自然界中的分布、存在形式、引出關于金屬的冶煉知識。在金 屬冶煉的三個步驟中，利用氧化還原反應原理，把金屬礦石中的金屬離子還原成 金屬單質這一步是最關鍵的步驟，也是化學所要重點研究的問題。由于金屬的化 學活動性不同，金屬離子得到電子還原成金屬原子的能力也就不同，冶煉方法自 然不同。教材以金屬活動性順序為線索，以舉例的方式，簡介了三種冶煉金屬的 方法，即熱分解法、熱還原法和電解法熱分解法適用金屬活動性順序中位于氫以后的金屬；熱還原法適用位于金屬 活動性順序中部的金屬；而對于鉀、鈉、鈣、鋁等活動金屬，一般采用電解的方法制備。由于生產(chǎn)條件的不同，同一種金屬也可能有多種冶煉方法，但冶煉方法的總的趨勢是，金屬活動性順序中，金屬的位置越靠后，越容易被還原，用一般的還原方法就能使金屬還原；金屬的位置越靠前，越難被還原，最活潑金屬只能 用最強的還原手段來還原。教材的第二部分是金屬的回收和資源保護的有關知識， 這些知識的教學 要求不高，主要是為了培養(yǎng)學生的環(huán)境意識和資源觀念。（二）教學目標1認識金屬冶煉的本質并歸納冶煉金屬的基本方法（三）教學過程【提問】生活中你覺得金屬是如何存在的？化合態(tài)