8.3 环境保护与绿色化学-2022-2023学年高一化学同步素养目标精品讲义（人教版2019必修第二册）

第八章 第三节 环境保护与绿色化学 榆次一中 李金虎 【学习目标】 1．了解环境污染的主要因素、危害及防治的方法。 2．了解绿色化学、原子经济性反应的内涵，知道它们在对利用资源、保护环境中的重要意义。 【素养目标】 通过学习，认识化学对环境保护的重要性，树立绿色化学理念，培养学生“科学态度和社会责任”的学科素养。 必备知识与关键能力 知识点一：常见环境问题及工业废气 1．常见环境问题 环境问题 主要污染物 主要危害 温室效应 CO2 造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等 酸雨 SO2、NOx 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等 臭氧层破坏 氟氯代烷、NOx 到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害 光化学烟雾 碳氢化合物、NOx 刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡 白色污染 废弃塑料制品 ①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产。 ②混入生活垃圾中难处理、难回收。 ③易被动物当作食物吞入，导致动物死亡 赤潮和水华 废水中含氮、磷元素的营养物质 使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化 PM2.5 颗粒物 污染空气，形成雾霾天气，增加交通事故，危害人体健康 2．常见工业废气的成分及处理 工厂尾气 主要成分 处理方式 硫酸厂尾气 SO2、O2、N2等 一般用氨水吸收 硝酸厂尾气 NO、NO2、N2、O2等 一般用NaOH溶液吸收 高炉煤气 CO、CO2、N2等 一般回收利用 炼钢烟气 Fe2O3烟尘、CO等 一般回收利用 焦炉气 H2、CH4、CO、CO2、C2H4、N2等 可用作燃料 典例1． 环境污染已成为人类社会面临的重大问题，各种污染数不胜数，下列词语与环境污染无关的是(　　) ①温室效应　 ②赤潮　 ③酸雨　 ④光化学污染　 ⑤臭氧空洞　 ⑥水俣病　 ⑦潮汐 ⑧大脖子病　 ⑨水华 A．①③④⑨ B．⑦⑧ C．⑥⑦⑧ D．②⑤⑦ 【答案】B 【解析】⑦潮汐是由地球自转引起的自然现象，⑧大脖子病是人体缺碘引起的，它们与环境污染无关。 典例2．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是(　　) 选项 氧化物 环境问题 主要来源 A CO2 破坏臭氧层 化石燃料的燃烧 B SO2 温室效应 汽车尾气的排放 C NO2 光化学烟雾 工厂废气的排放 D CO 酸雨 汽车尾气和化石燃料 的不完全燃烧 【答案】C 【解析】化石燃料燃烧主要排放二氧化碳气体，与温室效应有关，而与破坏臭氧层无关，故A错误； 汽车尾气的排放产生大量二氧化硫气体，是形成酸雨的主要污染物，而温室效应是由二氧化碳引起的，故B错误；工业废气排放产生大量的氮氧化物，氮氧化物是形成光化学烟雾的主要污染物，故C正确；酸雨的形成与二氧化硫及氮的氧化物有关，CO是一种有毒气体，与酸雨无关，故D错误。 知识点二：化学与环境保护 1．环境保护 (1)环境问题：主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。 (2)环境保护的任务 ①环境监测：对污染物的存在形态、含量等进行分析和测定，为控制和消除污染提供可靠的数据。 ②治理工业三废(废水、废气、废渣)。 ③寻找源头治理环境污染的生产工艺：杜绝污染物的排放，从根本上解决环境问题。 2．大气污染 (1)污染物主要来源：除了自然因素外，大气污染物主要来自化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。 (2)次生污染物的形成 (3)酸雨的防治 含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物质。针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点，主要采取燃料预脱硫、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3等吸收脱硫，其主要化学反应原理和类型如下： CaCO3CaO＋CO2↑，分解反应 CaO＋SO2CaSO3，化合反应 2CaSO3＋O22CaSO4，化合反应(或氧化还原反应) SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3，化合反应 再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制，其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因，它比硫氧化物的消除难度大，一般采用CH4、H2等在Pt、Pd等的催化作用下将氮氧化物还原为N2和H2O，其主要化学反应原理和类型如下： CH4＋4NO24NO＋CO2＋2H2O，氧化还原反应 CH4＋4NO2N2＋CO2＋2H2O，氧化还原反应 3．污水的处理方法 (1)常用的污水处理方法有物理法、