8.3環(huán)境保護與綠色化學-課件2021-2022學年下學期高一化學人教版（2019）必修第二冊

學習目標學習重點第三節(jié)環(huán)境保護與綠色化學1.能列舉常見的大氣、水體和土襄的污染物及其危害，說明常見污染的成因和防治措施的化學原理，樹立“綠水青山就是金山銀山”的理念。2.以酸雨防治和污水處理為例，設計簡單的防治方案，體會化學原理的應用對環(huán)境保護的作用，說明化學科學在生產(chǎn)、生活中的應用價值。3.通過環(huán)氧乙烷兩種制備方法的討論，樹立“綠色化學”的觀念，并能運用“綠色化學”思想分析和討論化工生產(chǎn)的相關問題，形成節(jié)約和循環(huán)利用的可持續(xù)發(fā)展意識。SO2等污染物的控制、消除和回收利用;污水處理的流程、方法及原理。學習難點“綠色化學”觀念的形成和“綠色化學”思想的運用。1.環(huán)境保護(1)環(huán)境問題：主要是指由于人類_______地開發(fā)和利用_________而造成的_________破壞，以及___________和_________所造成的環(huán)境污染。一、化學與環(huán)境保護不合理自然資源生態(tài)環(huán)境工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人類生活存在形態(tài)含量分析測定(2)環(huán)境保護的任務①環(huán)境監(jiān)測：對污染物的_________、_____等進行_____和_____，為控制和消除污染提供可靠的數(shù)據(jù)。②治理工業(yè)“三廢”（廢水、廢氣、廢渣）。③尋找源頭治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝：杜絕污染物的排放，能從根本上解決環(huán)境問題。練習1.“保護環(huán)境”是我國的基本國策。下列做法不應該提倡的是（

）A.采取低碳、節(jié)儉的生活方式B.按照規(guī)定對生活廢棄物進行分類放置C.深入農(nóng)村和社區(qū)宣傳環(huán)保知識D.經(jīng)常使用一次性筷子、紙杯、塑料袋等D

環(huán)境污染大氣污染水污染土壤污染工業(yè)“三廢”廢氣廢水廢渣化石燃料的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)廢氣和顆粒物工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中農(nóng)藥、化肥、生活污水2.污染分類及污染物的來源(1)大氣污染及其治理①污染物主要來源：化石燃料的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣及其攜帶的顆粒物。②污染物主要成分：CO、SO2、氮氧化物、揮發(fā)性有機物、煙塵等。③大氣污染問題大氣污染物在太陽輻射等因素作用下，經(jīng)過復雜變化形成次生污染物，具體形成過程如下：次生污染物可造成酸雨、霧霾、光化學煙霧、臭氧空洞等污染現(xiàn)象。環(huán)境問題主要污染物主要危害酸雨(pH<5.6)SO2及氮氧化物(NOx)土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蝕等溫室效應CO2、CH4造成全球氣候變暖，水位上升，陸地面積減小臭氧空洞氟氯代烴、氮氧化物(NOx)到達地球表面的紫外線明顯增多，給人類健康（皮膚癌）及生態(tài)環(huán)境帶來多方面危害光化學煙霧碳氫化合物、氮氧化物(NOx)刺激人體器官，特別是人的呼吸系統(tǒng)，使人生病甚至死亡PM2.5直徑小于或等于2.5微米顆粒物污染空氣，形成霧霾天氣，增加交通事故，危害人體健康1.CO2能引起溫室效應，故CO2屬于大氣污染物之一，所以應最大限度地杜絕CO2的排放。這種觀點對嗎？不對。CO2不屬于大氣污染物，CO2參與光合作用，所以CO2還是有一定作用的。當然，為減少溫室效應，應該減少CO2的排放。【思考與討論】2.常溫下pH小于7的雨水就是酸雨，對嗎？為什么？不對。正常雨水因溶解了空氣中的CO2而使雨水的pH小于7。pH小于5.6的雨水稱為酸雨。3.酸雨是如何形成的？又如何治理？a.硫酸型酸雨及治理（1）形成原理：_____________________________________________。課本P119【思考與討論】(1)（2）治理：可在煤中添加生石灰、熟石灰、石灰石，或用氨水為脫硫劑。反應原理如下：①生石灰：________________________________________________。②熟石灰：________________________________________________。③石灰石：__________________________________________________。④氨水：_______________________________________________________。（1）形成原理：____________________________________________。（2）治理：工業(yè)尾氣中的NOx一般用燒堿吸收，汽車尾氣一般進行催化轉化。①堿液吸收：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2ONO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O②催化轉化：2NO2＋4CON2＋4CO22NO＋O2===2NO23NO2＋H2O===HNO3＋NOb．硝酸型酸雨及治理練習3.將煤塊粉碎、經(jīng)脫硫處理、在適當過量的空氣中燃燒，這樣處理的目的是（

）①使煤充分燃燒，提高煤的利用率。②減少SO2的產(chǎn)生，避免造成“酸雨”。

③減少有毒的CO產(chǎn)生，避免污染空氣④減少CO2的產(chǎn)生，避免“溫室效應”。A．①②③

B．②③④

C．①③④D．①②③④A練習4.為了防治酸雨，工業(yè)上采用生石灰和含硫的煤混合使用以“固硫”(避免硫的化合物進入大氣)，最后生成石膏。試回答下列問題：(1)比較此法與石灰石粉末與含硫的煤混合法哪個更好些？___(填字母)。A．生石灰 B．石灰石原因是

。(2)你認為減少酸雨產(chǎn)生可采取的措施是_________(填字母)。①少用煤作燃料②把工廠的煙囪造高③先將燃料煤脫硫④在土壤中加熟石灰防止酸化⑤開發(fā)新能源，避免含S、N的氧化物的大量排放A．①②③ B．②③④⑤C．①③⑤ D．①③④⑤A石灰石分解為CaO需消耗能量，浪費煤，使生產(chǎn)成本提高。C練習5.汽車尾氣（含有烴類、CO、SO2與NO等物質）是城市空氣的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉換器”（用鉑、鈀合金作催化劑）。它的特點是使CO與NO反應，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及SO2的轉化。（2）寫出一氧化碳與一氧化氮反應的化學方程式_______________________。（3）在“催化轉化器”轉化后的氣體中有CO2、SO2，下列不能鑒別這兩種氣體的是_________。A．KMnO4溶液B．石灰水C．BaCl2溶液 D．品紅溶液（4）有效減少城市污染的方法可以有_________。A．開發(fā)氫能源B．使用電動車C．植樹造林D．戴上呼吸面具BCABC2CO＋2NO=2CO2＋N2④大氣污染的治理措施限制和減少污染物的排放，吸收和處理大氣污染物。a.通過改善燃料質量、改進燃燒裝置和燃燒技術、改進排煙設備、發(fā)展?jié)崈裘杭夹g降低燃煤在能源結構中的比例等措施，減少煤等化石燃料燃燒產(chǎn)生的污染；b.通過推廣使用無鉛汽油、在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉化器、使用燃料電池、乙醇汽油作為汽油代用品、發(fā)展電動車等措施，減少汽車等機動車尾氣污染；c.停止氟氯代烷的生產(chǎn)和使用以保護臭氧層；d.通過合理使用煤氣、石油氣或天然氣等家用燃料、使用合格的環(huán)保型建筑材料和裝飾材料、禁止在公共場所吸煙等措施降低CO、CO2、NO、NO2、SO2、尼古丁、甲醛、苯及其同系物、氡等污染物含量，改善室內空氣質量等。(2)水污染及其治理

①工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中產(chǎn)生的污水,任意排放會導致土壤、水體污染，必須經(jīng)過多步處理才能達到排放標準。環(huán)境問題主要污染物主要危害赤潮和水華含氮、磷元素的廢水使水體富營養(yǎng)化，導致水中藻類瘋長，消耗水中溶解的氧，使水質惡化②廢水污染造成的環(huán)境問題：課本P119【思考與討論】(2)練習6.我國近海海域海水中一些元素含量普遍超標，富營養(yǎng)化十分嚴重，經(jīng)常發(fā)生“赤潮”現(xiàn)象。下列生活用品中能引起“赤潮”的是()A.肥皂

B.含磷洗滌劑C.加酶洗衣粉

D.化妝品B③污水處理流程a.一級處理：通常采用____方法，即用格柵間、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。經(jīng)一級處理后的水一般達不到排放標準，一級處理作為預處理。b.二級處理：采用____方法(或______法)及某些化學方法，除去水中的可降解有機物等污染物。經(jīng)二級處理后的水一般可以達到國家規(guī)定的排放標c.三級處理：主要采用_________、__________、__________和________等，對污水進行深度處理和凈化。經(jīng)三級處理后水可用于綠化和景觀用水等。物理生物微生物化學沉淀法氧化還原法離子交換法反滲透法練習7.高鐵酸鈉（Na2FeO4）是一種新型水處理劑，它有比高錳酸鉀更強的氧化性，在水中反應被還原為Fe3+。（1）高鐵酸鈉中鐵元素的化合價為_____；高鐵酸鈉能消毒殺菌，這是基于它的什么性質：__________。（2）高鐵酸鈉用于水處理，除了能消毒殺菌外，它還能沉降水中的懸浮雜質，起到凈水作用，請說明其凈水原理：____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________高鐵酸鈉的還原產(chǎn)物是Fe3＋，F(xiàn)e3＋可發(fā)生水解，生成Fe(OH)3膠體，它可吸附水中懸浮的雜質或泥沙膠粒等一起凝聚而沉降，達到凈水的效果＋6強氧化性（3）固體廢棄物造成的污染及其治理

主要指生活垃圾、工業(yè)廢料隨意堆放造成的污染。目前最引入注意的是由塑料制品造成的白色污染及廢舊電池造成的重金屬污染。垃圾污染范圍廣泛，對環(huán)境及生物的不良影響途徑多樣。①處理原則：_______、_______和_______。②目的：_____________和_____________。無害化減量化資源化減少環(huán)境污染資源回收利用練習8.為了保護自然環(huán)境，提高人民的生活質量，必須重視處理“白色污染”。該“白色污染”指的是()A.冶煉廠的白色煙塵 B.石灰窯的白色粉末C.聚氯乙烯等塑料垃圾 D.白色建筑材料C(1)化學工作者進行的環(huán)境質量監(jiān)測工作可有可無，有污染治理就行(

)提示環(huán)境質量監(jiān)測工作是進行環(huán)境質量評價和污染治理的基礎，非常必要。(2)化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO、NOx、SO2為次生污染物(

)提示CO、NOx、SO2為一次污染物，其形成的酸雨、光化學煙霧等為次生污染物。(3)“燃煤固硫”“汽車尾氣催化凈化”都能提高空氣質量(

)提示“燃煤固硫”可以減少SO2的污染，汽車尾氣催化凈化可以減少CO、NOx及某些有機物的污染。1.判斷正誤××√(4)工業(yè)廢渣和生活垃圾等固體廢棄物對環(huán)境影響不大，可不必處理(

)提示處理固體廢棄物要遵循無害化、減量化和資源化原則，達到減少環(huán)境污染和資源回收利用兩個重要目的。(5)污水的一級處理通常采用化學法和生物法將難溶解的污染物除去(

)提示一級處理通常采用物理方法，用格柵間、沉淀池等去除不溶性污染物?！痢痢菊n堂檢測】2.活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術(AC)是一種比較成熟的脫硫脫硝技術，可以在較低的溫度下，將廢氣中的SO2、NOx通過一系列反應生成銨鹽，從而變廢為寶，其工作示意圖如右所示：(1)SO2在活性炭表面被氧化最終生成硫酸，反應方程式為：_____________________________________________________________。2SO2＋O22SO3、SO3＋H2O===H2SO4(或2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4)(2)吸收塔加入NH3后，可脫除廢氣中的NO、NO2，寫出NO和NO2分別和NH3反應的化學方程式：_________________________、___________________________。4NH3＋6NO===5N2＋6H2O8NH3＋6NO2===7N2＋12H2O(3)NH3和吸收塔中生成的H2SO4反應，會生成銨鹽，寫出反應的化學方程式：_________________________________________________________。2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4(或NH3＋H2SO4===NH4HSO4)(4)活性炭的造價較高，工業(yè)上一般選用活性焦作為吸附劑來脫硫脫硝，活性炭來自煤干餾產(chǎn)品，煤的干餾為_____(填“物理”或“化學”)變化，從煤干餾產(chǎn)品中獲取苯、二甲苯的操作方法為：____________。化學蒸餾(或分餾)二、綠色化學1.綠色化學也稱_________化學。2.核心思想：改變“先污染后治理”的觀念和做法，利用化學原理和技術手段，減少或消除產(chǎn)品在生產(chǎn)和應用中涉及的有害化學物質，實現(xiàn)從_________或_____環(huán)境污染。3.原子經(jīng)濟性反應：反應物的原子全部轉化為期望的最終產(chǎn)物，原子利用率達到______。環(huán)境友好源頭減少消除100%練習1.“綠色化學”要求從經(jīng)濟、環(huán)保和技術上設計可行的化學反應。據(jù)此，由單質鎂制硝酸鎂的下列4個方案中，你認為可行而且符合“綠色化學”要求的方案是()C期望產(chǎn)物的總質量生成物的總質量原子利用率=X100%①計算兩種生產(chǎn)工藝原子利用率③原子利用率為100%的化學反應類型有哪些？④試從反應物、產(chǎn)物對環(huán)境的影響，生產(chǎn)工藝，原子經(jīng)濟性反應，催化劑選擇性等角度分析兩方法的優(yōu)劣。方法一：反應物Cl2和Ca(OH)2對環(huán)境及設備有很大的污染性和腐蝕性，生產(chǎn)工藝分二步，產(chǎn)率和原子利用率低，成本高，反應的選擇性低，產(chǎn)物中有大量的非期望物質。方法二：反應物中O2無毒無污染、生產(chǎn)工藝簡單，原子利用率為100%，催化劑選擇性高、產(chǎn)率高、成本低，因此方法二更優(yōu)?；戏磻?、加聚反應、加成反應某產(chǎn)物的實際產(chǎn)量該產(chǎn)物的理論產(chǎn)量產(chǎn)率=X100%原子利用率和產(chǎn)率不一樣②原子利用率和產(chǎn)率一樣嗎？原料、溶劑反應路線資源、能源無毒、無害，應致力于開發(fā)無溶劑存在下的反應;在起始端就采用實現(xiàn)污染預防的科學手段開發(fā)、應用“原子經(jīng)濟性”的反應路線，最大限度地利用反應物分子中的每一個原子，充分利用資源，實現(xiàn)廢物的零排放。綠色化學要求充分利用可再生資源，合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本，使之符合可持續(xù)發(fā)展的理念。反應條件盡量在溫和的溫度和壓力下進行。節(jié)約能源;尋找新型、高效、對環(huán)境友好、可回收、高選擇性的催化劑。⑤綠色化學對化學研究和化工生產(chǎn)的提出的新的挑戰(zhàn)4.綠色化學對化學反應的要求5.開發(fā)和利用自然資源遵循的原則減量化(Reduce)減少原料、節(jié)約能源再利用(Reuse)如催化劑、反應載體再循環(huán)(Recycle)物質循環(huán)、能量循環(huán)(1)“綠色化學”就是污染后有效治理的化學思想(

)提示“綠色化學”思想是從源