第八章 化学与可持续发展（单元教学解读）-高一化学单元教学解读（人教版2019必修第二册）

第八章 化学与可持续发展（单元教学解读） 一、单元课标内容要求 序号 内容要求 1 认识自然资源的合理开发与综合利用（如金属矿物、海水资源、化石燃料），理解化学在资源转化中的作用。 2 了解化学品的合理使用（如化肥、农药、药品、食品添加剂），分析其对社会生活的影响及安全性问题。 3 掌握绿色化学的基本理念，理解“原子经济性反应”和循环经济原则，认识化学在环境保护中的作用。 4 通过实验探究和实践活动（如污水处理模拟、食品添加剂验证、豆腐制作等），体验化学知识的应用价值。 二、单元课标学业要求 序号 学业要求 1 能解释金属冶炼、海水提溴、石油分馏等工业流程中的化学原理，并分析其对资源利用效率的影响。 2 能辩证评价化肥、农药、食品添加剂的使用利弊，提出科学合理的应用建议。 3 能运用绿色化学思想设计简单化工流程（如原子利用率计算、污染物减排方案），说明化学在可持续发展中的价值。 4 能通过实验验证化学品的性质（如抗酸药成分检测、碘单质检验），参与社会调查（如环境污染治理、垃圾分类），提出实际问题解决方案。 三、单元学科核心素养要求 核心素养维度 具体要求 科学思维 1. 比较与分类：区分自然资源类型，归纳金属冶炼方法的共性与差异。 2. 证据推理：基于实验数据（如海带提碘流程）推理物质转化规律。 3. 模型认知：构建绿色化学原子经济性模型，分析工业生产优化路径。 科学探究与实践 1. 实验探究：设计实验验证化学品的性质（如膨松剂产气量）。 2. 工程实践：模拟海水淡化装置，理解技术与资源的协调发展。 3. 社会参与：调查社区垃圾分类现状，提出资源循环利用方案。 科学态度与社会责任 1. 环保意识：认识化学品滥用对生态的破坏，践行低碳生活方式。 2. 社会责任：理解化学在可持续发展中的双重性（资源开发与环境保护）。 3. 健康观念：树立合理用药、安全使用食品添加剂的健康生活理念。 说明：本单元通过资源开发、化学品使用、环境保护三大主题，引导学生理解化学在可持续发展中的核心作用，培养其科学探究能力、辩证思维及社会责任感，契合“人与自然和谐共生”的课程理念。 四、学习主题 本章围绕化学在资源开发、化学品应用及环境保护中的作用展开，强调化学与可持续发展的关系，引导学生认识科学、技术、社会和环境（STSE）的相互联系，培养绿色化学理念和社会责任感。 五、单元结构图解 1. 自然资源的开发利用 · 金属矿物：冶炼方法、资源保护 · 海水资源：淡化、制盐、提溴、综合利用 · 化石燃料：煤/石油/天然气的加工与环保挑战 2. 化学品的合理使用 · 化肥与农药：利弊分析、科学施用 · 药物使用：合理用药原则、滥用危害 · 食品添加剂：功能分类、安全标准 3. 环境保护与绿色化学 · 环境问题：污染治理（大气、水、固废） · 绿色化学：原子经济性、循环经济原则 五、内容概述与编写意图 内容概述： 1. 第一节 自然资源的开发利用 · 以金属矿物、海水、化石燃料为例，分析化学在资源高效利用中的价值，如金属冶炼方法（电解法、热还原法）、海水提溴工艺、煤的干馏与石油分馏等。 · 强调资源有限性及循环经济原则，引导学生关注资源开发中的能耗、污染问题及解决途径。 2. 第二节 化学品的合理使用 · 讨论化肥、农药的利弊，结合案例（如DDT的功过）分析科学使用的重要性。 · 介绍药品分类（处方药/非处方药）、食品添加剂的功能与安全性，强调合理用药和食品安全意识。 3. 第三节 环境保护与绿色化学 · 分析环境污染成因（如酸雨、水体富营养化）及化学治理技术（污水处理、固废资源化）。 · 提出绿色化学的“原子经济性”原则，通过案例（如环氧乙烷生产工艺改进）说明从源头减少污染的理念。 编写意图： · 学科价值：体现化学在解决资源、能源、环境问题中的科学价值，培养学生“科学-技术-社会”视角。 · 素养导向：通过真实案例（如青蒿素研发、可燃冰开发）强化社会责任、环保意识及辩证思维。 · 实践应用：结合实验探究（如豆腐制作、抗酸药成分验证）和课题讨论（如农药使用辩论），提升问题解决能力。 六、学情分析 与已学知识的关联： · 学生已掌握金属活动性顺序、氧化还原反应、有机化合物（如乙烯、苯）等知识，为本单元学习金属冶炼、石油裂解等内容奠定基础。 · 前期学习的溶液配制、离子反应等实验技能，可用于海水资源开发（如蒸馏法淡化海水）的探究。 学生基础： · 对资源开发（如金属冶炼）、环境污染（如酸雨）有生活经验，但缺乏系统认知。 · 对食品添加剂、药品等化学品的利弊存在片面理解（如“零添加”更安全），需通过科学分析引导辩证思考。 可能困难及解决策略： 1. 工业流程复杂性（如海水提溴的多步反应、煤的干馏产物分离）： · 策略：利用流程图、动画演示分解步骤，结合“资料卡片”中的工艺原理（如吹出法）进行任务驱动学习。 2. 抽象概念理解（如绿色化学的“原子利用率”）： · 策略：通过对比传统工艺与绿色工艺（如环氧乙烷生产）的原子利用率计算，结合实例（如人工光合作用）说明其环保意义。 3. 综合应用能力不足（如设计抗酸药成分验证实验）： · 策略：提供实验设计模板（假设→试剂选择→现象预测→结论），分组合作完成方案设计并交流优化。 4. 价值观冲突（如化肥增产与环境污染的矛盾）： · 策略：组织辩论活动，引导学生查阅资料（如“思考与讨论”中的正反观点），培养基于证据的决策能力。 总结：通过联系生活案例、强化实验探究、整合跨学科知识（如生物富集、能源政策），帮助学生构建“化学-资源-环境”的系统认知，实现知识迁移与价值观内化。 七、单元教学目标与重难点 单元教学目标 1. 认识自然资源（金属矿物、海水、化石燃料）的综合利用方法，理解化学在资源开发中的核心作用。 2. 掌握化学品（化肥、农药、药物、食品添加剂）的合理使用原则，形成科学、安全的应用意识。 3. 理解环境保护的重要性及绿色化学理念，能分析污染治理方法并评价原子经济性反应。 4. 通过案例分析、实验探究等活动，培养可持续发展观念及解决实际问题的能力。 教学重点 1. 金属冶炼方法（电解法、热还原法）、海水提溴工艺流程及化石燃料的综合利用。 2. 化肥农药的合理施用原则、合理用药的注意事项及食品添加剂的功能与安全使用。 3. 绿色化学的核心思想（原子经济性反应）及环境污染治理的化学方法。 教学难点 1. 金属活动性与冶炼方法的选择关系，复杂工艺流程（如海水提溴）的分析。 2. 化学品使用中的辩证分析（如化肥利弊、药物剂量控制）。 3. 原子利用率的计算及绿色化学在实际生产中的应用。 八、分课题教学目标与教学建议 课题1 自然资源的开发利用 教学目标 1. 掌握金属冶炼方法（电解法、热还原法）及金属资源保护途径。 2. 理解海水淡化、制盐、提溴的原理及综合利用方向。 3. 了解煤的干馏、气化、液化及石油分馏、裂化、裂解的原理。 教学建议 1. 实验探究：通过铝热反应实验，直观感受金属冶炼的氧化还原过程。 2. 案例分析：结合“铝回收能耗仅为3%-5%”的数据，讨论资源循环利用的意义。 3. 流程图分析：绘制海水提溴工艺流程图，标注各环节的化学反应（如Cl₂氧化Br⁻）。 4. 对比学习：列表比较煤干馏、气化、液化的产物及用途，理解化石燃料的综合利用价值。 | 课题2 化学品的合理使用 教学目标 |1. 理解化肥农药的合理施用原则及对环境的影响。 2. 掌握合理用药的原则（安全、有效、经济），认识药物分子结构与药效的关系。 3. 了解食品添加剂的分类、功能及安全使用标准。 教学建议 1. 辩论活动：围绕“是否继续使用化肥农药”展开小组辩论，培养辩证思维。 2. 实验设计：设计实验验证抗酸药（如碳酸钙、氢氧化镁）的有效成分，巩固离子反应知识。 3. 标签分析：收集食品包装袋，分析配料表中的添加剂类型及功能（如防腐剂苯甲酸钠）。 4. 角色扮演：模拟医生与患者对话，讨论药物剂量、剂型对疗效的影响。 | 课题3 环境保护与绿色化学 教学目标 1. 了解大气、水污染的主要成因及治理方法（如混凝法、中和法）。 2. 理解绿色化学理念（原子经济性反应）及“3R”原则（减量化、再利用、再循环）。 3. 能通过原子利用率计算评价生产工艺的环保性。 教学建议 1. 案例分析：对比氯代乙醇法与银催化法生产环氧乙烷的原子利用率，体会绿色化学优势。 2. 项目式学习：设计污水处理方案（如模拟混凝沉淀实验），分析各环节的化学原理。 3. 社会调查：调查本地垃圾分类及处理现状，提出改进建议并制作宣传海报。 4. 计算实践：通过公式“原子利用率=期望产物式量/总产物式量×100%”计算不同反应的环保性。 | 教学实施注意事项 1. 联系实际：结合本地资源（如金属矿、海水养殖）或环境问题（如雾霾）设计情境教学。 2. 跨学科整合：融入生物（生态平衡）、地理（资源分布）等学科知识，拓宽学生视野。 3. 价值观引导：通过“可燃冰开发与生态风险”等案例，强化科技发展与环境保护的平衡意识。 4. 评价多元化：采用实验报告、辩论表现、项目成果等多维度评价学生能力。 九、单元课时安排表 课题 课时安排 主要内容 第一节 自然资源的开发利用 3课时 一、金属矿物的开发利用 1课时 金属冶炼方法（热分解法、电解法）、资源保护与回收利用 二、海水资源的开发利用 1课时 海水淡化技术（蒸馏法、电渗析法）、海水提溴工艺流程 三、煤、石油和天然气的综合利用 1课时 煤的干馏/气化/液化、石油分馏与裂化、天然气水合物开发 第二节 化学品的合理使用 2课时 一、化肥与农药的合理施用 1课时 化肥/农药的利弊分析、科学施用原则（结合“思考与讨论”辩论活动） 二、合理用药与安全使用食品添加剂 1课时 处方药与非处方药、食品添加剂分类与安全标准（结合实验验证抗酸药成分） 第三节 环境保护与绿色化学 2课时 一、化学与环境保护 1课时 大气/水/土壤污染治理技术（结合污水处理流程案例分析） 二、绿色化学 1课时 原子经济性反应、循环经济原则（通过环氧乙烷生产案例对比传统与绿色工艺） 单元复习与提升 1课时 知识梳理、典型例题解析（如金属冶炼计算、食品添加剂分类） 复习与提高 1课时 综合练习与拓展（如沼气发酵原理分析、炼铁厂工业体系设计） 总计 9课时 课时设计说明： · 第一节内容涵盖金属、海水、化石燃料三大资源，知识点密集且含实验流程，分配3课时。 · 第二节侧重生活应用，通过辩论和实验活动深化理解，分配2课时。 · 第三节结合环保案例与绿色化学理念，分配2课时。 · 复习与练习单独安排2课时，强化知识整合与实际问题解决能力。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$