《環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)》講義 高一下學(xué)化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

《環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)》講義環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)講義一、教材版本與章節(jié)信息我們今天要講的內(nèi)容來自人教版（2019）高中化學(xué)必修第二冊第八章第三節(jié)，這部分內(nèi)容是環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)。二、課程導(dǎo)入同學(xué)們，咱們先來講個(gè)小故事。大家都知道咱們現(xiàn)在生活的地球吧，那可是個(gè)超級(jí)美麗的星球?？墒悄兀罱厍蛴悬c(diǎn)“生病”了。就像咱班有個(gè)同學(xué)，之前身體倍兒棒，吃嘛嘛香，可突然就不舒服了。地球也是這樣，以前藍(lán)天白云，綠水青山的，現(xiàn)在呢，有時(shí)候天空灰蒙蒙的，河流也不再清澈了。為啥呢？這就跟咱們今天要學(xué)的化學(xué)與環(huán)境保護(hù)有關(guān)系啦。三、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)（一）環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測的意義1、地球的“健康檢查”同學(xué)們可以把環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測想象成給地球做一次超級(jí)全面的“健康檢查”。咱們得知道污染物在環(huán)境里是啥樣的存在形態(tài)，含量有多少。這就好比醫(yī)生給咱檢查身體，得知道血液里各項(xiàng)指標(biāo)是多少，是一個(gè)道理。這些監(jiān)測的數(shù)據(jù)可重要了，它是我們控制和消除污染的可靠依據(jù)，就像醫(yī)生根據(jù)檢查結(jié)果開藥治病一樣。沒有這些數(shù)據(jù)，咱們就像在黑暗里摸索，不知道怎么去保護(hù)環(huán)境。2、實(shí)際例子比如說，咱們附近有個(gè)工廠，如果我們想知道這個(gè)工廠有沒有對周圍環(huán)境造成污染，那我們就得通過環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測來看看空氣中是不是二氧化硫（SO?）、氮氧化物（NO?）這些污染物超標(biāo)了，附近的河流里有沒有重金屬超標(biāo)之類的。要是不監(jiān)測，咱們就不知道這個(gè)工廠是不是個(gè)“壞家伙”，在偷偷污染環(huán)境呢。（二）化學(xué)與“三廢”污染1、“三廢”是啥？同學(xué)們，“三廢”可不是什么神秘的東西，就是工業(yè)生產(chǎn)里產(chǎn)生的廢氣、廢水和廢渣。這“三廢”就像三個(gè)調(diào)皮搗蛋的小怪獸，對咱們的環(huán)境搞破壞呢。2、大氣污染物與次生污染物（1）大氣污染物的“真面目”咱們先來說說大氣污染物。大氣里的污染物有很多種，像我們剛剛提到的SO?、NO?，還有一氧化碳（CO）這些，它們可都是一次污染物。啥叫一次污染物呢？就是直接從污染源排出來的污染物。這些一次污染物在大氣里可不安分，它們會(huì)發(fā)生各種化學(xué)反應(yīng)，然后就變成了次生污染物。（2）次生污染物的“惡作劇”比如說，SO?和NO?排到大氣里后，經(jīng)過一些復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，就可能變成酸雨。酸雨這東西可壞了，它就像個(gè)調(diào)皮的小鬼，落到森林里，會(huì)讓樹木生病，葉子變黃，甚至死亡；落到湖泊里，湖水會(huì)變酸，里面的小魚小蝦可就遭了殃，生存環(huán)境被破壞，數(shù)量就會(huì)減少。還有光化學(xué)煙霧，也是由這些污染物變來的，它會(huì)讓空氣變得灰蒙蒙的，咱們呼吸起來就不那么舒服，對咱們的眼睛、呼吸道都有刺激。3、化學(xué)與“污水”處理（1）污水處理的“魔法棒”污水也是個(gè)大問題啊。不過別怕，咱們有很多辦法來處理污水呢，就像擁有魔法棒一樣。常見的污水處理方法有物理法、化學(xué)法和生物法。（2）物理法的“小妙招”物理法就像是用一些簡單的工具來處理污水。比如說，用格柵間把污水里比較大的固體雜質(zhì)，像樹枝、塑料片這些東西先攔住，就像咱們用濾網(wǎng)過濾豆?jié){一樣，把豆渣過濾掉。然后再把污水放到沉淀池里，讓那些比較小的固體顆粒慢慢沉淀到池底。這就好比沙子在水里會(huì)慢慢沉下去一樣的道理。（3）化學(xué)法的“神奇藥水”化學(xué)法就更厲害了，就像給污水加一些神奇的藥水。比如說，如果污水里含有重金屬離子，我們可以加一些化學(xué)試劑，讓這些重金屬離子變成沉淀，然后就可以把它們從污水里分離出來。就像孫悟空用定身法定住妖怪一樣，把這些有害的重金屬離子定住，不讓它們在水里亂跑。（4）生物法的“小助手”生物法呢，是利用微生物這個(gè)小助手來處理污水。微生物就像一群勤勞的小螞蟻，它們會(huì)吃掉污水里的有機(jī)物，把它們分解成無害的物質(zhì)。比如說，一些細(xì)菌可以把污水里的有機(jī)物分解成二氧化碳和水，這樣污水就變得干凈多了。（5）污水的“三級(jí)”處理污水的處理還有“三級(jí)”呢。一級(jí)處理剛剛咱們說過了，就是用物理法去除不溶解的污染物。二級(jí)處理就更高級(jí)一點(diǎn)了，采用生物法（也叫活性污泥法）以及某些化學(xué)方法，把污水里的有機(jī)物進(jìn)一步分解和去除。三級(jí)處理就更嚴(yán)格了，要把污水里的氮、磷這些營養(yǎng)物質(zhì)去除掉，讓污水變得更加干凈，可以達(dá)到回用的標(biāo)準(zhǔn)。比如說，經(jīng)過三級(jí)處理后的水，可以用來澆花、沖廁所之類的，實(shí)現(xiàn)水資源的再利用。4、化學(xué)與“廢渣”及生活垃圾（1）處理的原則廢渣和生活垃圾的處理也有原則的，那就是無害化、減量化和資源化。無害化就是要讓這些廢渣和垃圾不對環(huán)境造成危害，就像把垃圾里的病菌都消滅掉一樣。減量化就是盡量減少廢渣和垃圾的產(chǎn)生量，就像我們少用一次性塑料制品，就能減少垃圾的產(chǎn)生。資源化就是要把這些廢渣和垃圾變成有用的資源，比如說，把廢舊的金屬回收再利用，把廢紙重新制成紙張。（2）生活中的例子咱們生活中就有很多這樣的例子。比如說，咱們家里的舊電池，要是隨便扔掉，里面的重金屬會(huì)污染土壤和地下水，這就不符合無害化原則。但是如果我們把它送到專門的回收點(diǎn)，就可以把里面的有用金屬回收出來，這就是資源化。再比如說，咱們平時(shí)買菜可以自己帶個(gè)布袋子，少用塑料袋，這樣就能減少垃圾的產(chǎn)生，這就是減量化。四、綠色化學(xué)（一）綠色化學(xué)的內(nèi)涵1、綠色化學(xué)的“理念”同學(xué)們，綠色化學(xué)可不是簡單地在化學(xué)前面加個(gè)“綠色”這么簡單。它是一種全新的理念，就像一種時(shí)尚又環(huán)保的生活方式。綠色化學(xué)的核心就是要從源頭上減少或者消除化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。2、原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)的“奧秘”這里面還有個(gè)很重要的概念叫原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)。簡單來說呢，就是在化學(xué)反應(yīng)中，要讓反應(yīng)物的原子盡可能多地轉(zhuǎn)化成目標(biāo)產(chǎn)物的原子，這樣就可以減少廢棄物的產(chǎn)生。比如說，咱們合成一個(gè)化合物，如果按照傳統(tǒng)的方法，可能會(huì)產(chǎn)生很多副產(chǎn)物，就像做飯的時(shí)候除了做出一道好菜，還產(chǎn)生了很多不能吃的邊角料一樣。但是如果是原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)，就像一個(gè)超級(jí)厲害的廚師，能把所有的食材都用到菜品里，幾乎沒有什么浪費(fèi)。（二）綠色化學(xué)在資源利用和環(huán)境保護(hù)中的重要意義1、資源的“精打細(xì)算”綠色化學(xué)對于資源利用可是有著超級(jí)重要的意義。咱們地球上的資源可不是無限的，像石油、煤炭這些能源，用一點(diǎn)就少一點(diǎn)。如果我們能按照綠色化學(xué)的理念來進(jìn)行工業(yè)生產(chǎn)，就可以更加充分地利用資源。比如說，在化工生產(chǎn)中，如果采用原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)，原料的利用率就會(huì)大大提高，就像把一塊布料裁剪得恰到好處，沒有什么浪費(fèi)。2、環(huán)境的“保護(hù)神”綠色化學(xué)也是環(huán)境的“保護(hù)神”。通過減少廢棄物的產(chǎn)生，就可以減少對環(huán)境的污染。比如說，那些沒有被利用的原料和產(chǎn)生的副產(chǎn)物，如果隨便排放到環(huán)境里，就會(huì)對土壤、水、空氣造成污染。但是如果按照綠色化學(xué)的要求，就可以避免這種情況的發(fā)生，讓我們的地球環(huán)境變得更加美好。五、課堂互動(dòng)環(huán)節(jié)（一）問題解答1、老師提問：同學(xué)們，誰能舉個(gè)生活中的例子來說明化學(xué)與環(huán)境保護(hù)的關(guān)系呢？學(xué)生回答：老師，我來說。咱們汽車用的汽油，如果里面加了一些清潔劑，可以讓汽車燃燒更充分，減少尾氣里有害物質(zhì)的排放，這就是化學(xué)在環(huán)境保護(hù)方面的應(yīng)用。老師點(diǎn)評：非常好，這位同學(xué)舉的例子很貼切。汽油里加清潔劑確實(shí)可以通過化學(xué)作用來減少污染。2、老師提問：那誰能說一說綠色化學(xué)在咱們?nèi)粘Ｉ钪械捏w現(xiàn)呢？學(xué)生回答：老師，我覺得咱們用的無磷洗衣粉就是綠色化學(xué)的體現(xiàn)。因?yàn)槠胀ㄏ匆路劾锏牧讜?huì)導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，無磷洗衣粉就避免了這個(gè)問題。老師點(diǎn)評：很棒，這位同學(xué)觀察得很仔細(xì)。無磷洗衣粉就是符合綠色化學(xué)理念，減少了對環(huán)境的危害。（二）小組討論1、討論話題：如何在我們學(xué)校推廣綠色化學(xué)理念？第一小組觀點(diǎn)：我們可以在學(xué)校的宣傳欄里張貼關(guān)于綠色化學(xué)的海報(bào)，介紹綠色化學(xué)的知識(shí)和它在生活中的應(yīng)用，讓同學(xué)們更加了解綠色化學(xué)。第二小組觀點(diǎn)：我們可以組織一些關(guān)于綠色化學(xué)的小實(shí)驗(yàn)，比如用廢舊物品制作一些小化學(xué)用品，讓同學(xué)們在實(shí)踐中感受綠色化學(xué)的樂趣。第三小組觀點(diǎn)：還可以在學(xué)校里設(shè)置一些分類垃圾桶，鼓勵(lì)同學(xué)們對垃圾進(jìn)行分類，這樣有利于資源的回收利用，也是綠色化學(xué)理念的一種體現(xiàn)。2、老師總結(jié)老師：同學(xué)們的想法都非常好。通過張貼海報(bào)可以讓更多的同學(xué)了解綠色化學(xué)；組織小實(shí)驗(yàn)可以讓大家親身體驗(yàn)綠色化學(xué)的魅力；設(shè)置分類垃圾桶也是在日常生活中踐行綠色化學(xué)理念的好方法。希望大家以后都能成為綠色化學(xué)理念的傳播者和踐行者。六、要點(diǎn)歸納（一）化學(xué)與環(huán)境保護(hù)1、環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測是控制和消除污染的基礎(chǔ)，為環(huán)境質(zhì)量評價(jià)和污染治理提供數(shù)據(jù)。2、“三廢”（廢氣、廢水、廢渣）是工業(yè)生產(chǎn)中的主要污染源。大氣污染物中的一次污染物（如SO?、NO?、CO等）可產(chǎn)生次生污染物（如酸雨、光化學(xué)煙霧）。污水處理方法有物理法、化學(xué)法和生物法，污水有“三級(jí)”處理。廢渣和生活垃圾處理遵循無害化、減量化和資源化原則。（二）綠色化學(xué)1、綠色化學(xué)理念是從源頭上減少或消除污染。2、原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)可提高原子利用率，減少廢棄物產(chǎn)生。3、綠色化學(xué)對資源利用和環(huán)境保護(hù)有重要意義。七、課后作業(yè)（一）基礎(chǔ)題1、以下哪種氣體屬于大氣中的一次污染物（）A.酸雨B.光化學(xué)煙霧C.一氧化碳（CO）D.硫酸（H?SO?）答案：C。因?yàn)橐谎趸际侵苯訌奈廴驹磁欧懦鰜淼?，而酸雨和光化學(xué)煙霧是一次污染物經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)形成的次生污染物，硫酸不是大氣中的一次污染物。2、污水處理的物理法不包括以下哪種操作（）A.格柵間攔截固體雜質(zhì)B.利用微生物分解有機(jī)物C.沉淀池沉淀固體顆粒D.以上都不是答案：B。利用微生物分解有機(jī)物是生物法，格柵間攔截固體雜質(zhì)和沉淀池沉淀固體顆粒都屬于物理法。（二）拓展題1、請舉例說明綠色化學(xué)理念在化工生產(chǎn)中的應(yīng)用（至少兩個(gè)例子）。答案：例如在環(huán)氧丙烷的生產(chǎn)中，傳統(tǒng)的氯醇法會(huì)產(chǎn)生大量的氯化鈣廢水，而現(xiàn)在采用的過氧化氫直接氧化法，原子利用率高，減少了廢棄物的產(chǎn)生，符合綠色化學(xué)理念；還有在制備乙酸乙酯時(shí)，采用固體酸催化劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的濃硫酸催化劑，減少了對設(shè)備的腐蝕和對環(huán)境的污染，也是綠色化學(xué)理念的體現(xiàn)。2、假設(shè)你是一個(gè)環(huán)保志愿者，你如何向社區(qū)居民宣傳化學(xué)與環(huán)境保護(hù)以及綠色化學(xué)的知識(shí)？請寫一篇300~500字的宣傳稿。答案：《化學(xué)與環(huán)境保護(hù)宣傳稿》親愛的社區(qū)居民們：大家好！今天我想跟大家聊聊化學(xué)與環(huán)境保護(hù)以及綠色化學(xué)的知識(shí)。大家都知道，我們的環(huán)境現(xiàn)在面臨著很多挑戰(zhàn)，而化學(xué)在其中有著重要的作用。工業(yè)生產(chǎn)中的廢氣、廢水、廢渣如果不處理好，就會(huì)污染我們的空氣、水和土壤。比如說，廢氣中的二氧化硫會(huì)導(dǎo)致酸雨，損害我們的森林和建筑。但是，化學(xué)也