第8章 第3节 新知探究课22 环境保护与绿色化学-【名师导航】2023-2024学年高中化学必修第二册同步课件(人教版2019)

第八章　化学与可持续发展 第三节　环境保护与绿色化学 新知探究课22　环境保护与绿色化学 学习任务 1．认识化学科学与技术的不断创新和发展是解决人类社会发展中遇到的问题、实现可持续发展的有效途径。 2．结合实例认识化学原理、化学技术对于节能环保、清洁生产、清洁能源等产业发展的重要性。 3．树立“绿色化学”的观念，形成资源全面节约、物质循环利用的意识。 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 必备知识·自主预习 01 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3 一、化学与环境保护 1．环境质量监测的意义 要研究污染物的存在、分布和转化规律，就需要对污染物的________、____等进行分析和测定，为____和____污染提供可靠的数据。化学工作者所承担的环境质量监测工作是进行____________和________的基础。 2．化学与“三废”污染 (1)“三废”污染：是指工业生产中产生的三废(____、____、____)对环境的污染。 存在形态 含量 控制 消除 环境质量评价 污染治理 废气 废水 废渣 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (2)大气污染 ①污染物主要来源：除了自然因素，大气污染物主要来自______________和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。这些污染物在太阳辐射等因素作用下，经过复杂变化形成次生污染物，在一定的天气条件下会造成____、____、__________等污染现象。 化石燃料的燃烧 酸雨 雾霾 光化学烟雾 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 ②次生污染物的形成示意图 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (3)化学与“污水”处理 ①污水处理常用方法：______、______和生物法等。 ②污水的“三级”处理 物理法 化学法 不溶解 化学沉淀法、 氧化还原 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (4)固体废弃物的处理 工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循______、______和_______的原则，达到_____________和_____________这两个重要目的。 无害化 减量化 资源化 减少环境污染 资源回收利用 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)CO2能引起温室效应，故CO2为大气污染物。 (　　) (2)大量化肥的施用和含磷洗衣粉的使用会污染水资源，引起水华。 (　　) (3)白色污染主要是废弃塑料制品引起的。 (　　) × √ √ 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 二、绿色化学 1．绿色化学的核心思想 绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是改变“____________”的观念和做法，利用化学原理和技术手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现从____减少或消除环境污染。 2．原子经济性反应 化学反应就是____________的过程。因此，按照绿色化学的思想，最理想的“原子经济性反应”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率(即期望产物的总质量与生成物的总质量之比)为_____。 先污染后治理 源头 原子重新组合 100% 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．绿色化学示意图 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)PM2.5是指粒径不大于2.5 μm的可吸入悬浮颗粒物。 (　　) (2)绿色化学要求用合理的方法治理环境的污染。 (　　) (3)燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放。 (　　) (4)一次性餐具属于“绿色商品”。 (　　) √ × × × 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 关键能力·情境探究 02 学习任务　环境保护和绿色化学 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 13 [情境探究] 1．CO2能引起温室效应，CO2属于大气污染物吗？目前空气质量日报中列入空气污染指数的主要污染物有哪些？ 提示：CO2无毒，不属于大气污染物。目前列入空气污染指数的主要污染物有SO2、氮的氧化物(NOx)、CO和可吸入颗粒物等。 环境保护和绿色化学 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．含氮、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊和近海水域，会出现水华、赤潮等水体污染问题。为了防止水华、赤潮现象的发生，一般应采取哪些措施？ 提示：为了防止水华、赤潮现象的发生，一要少用或不用含氮、磷洗涤剂，合理施用化肥，适量向水产养殖区投放饲料等；二要对产生的含氮、磷的废水以及固体废弃物做科学合理的处理。 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 提示：方法一的原子利用率为×100%≈25.43%； 方法二的原子利用率为×100%＝100%。 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (2)试从反应物、产物对环境的影响，生产工艺，原子经济性反应，催化剂选择性等角度分析两方法的优劣。 提示：方法一：反应物Cl2和Ca(OH)2对环境及设备有很大的污染性和腐蚀性，生产工艺分两步，产率和原子利用率低，成本高，反应的选择性低，产物中有大量的非期望物质。 方法二：反应物中O2无毒无污染、生产工艺简单，原子利用率为100%，催化剂选择性高、产率高、成本低，因此方法二更优。 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 [归纳总结] 1．常见环境问题 环境问题 主要物质 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 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 环境问题 主要物质 主要危害 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 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 环境问题 主要物质 主要危害 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 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．绿色化学 (1)核心：从源头上减小或消除环境污染。 (2)原子经济性反应：绿色化学可用原子利用率来衡量，原子利用率＝×100%，原子利用率越高，反应产生的废弃物就越少，对环境造成的污染也就越小。最理想的“原子经济性反应”要求反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率达到100%，化学反应过程中不产生任何废弃物。原子利用率为100%的反应有化合反应、加成反应、加聚反应等。 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 【特别提醒】　四个概念：纯度＝×100%；产率＝×100%；原料利用率＝×100%；转化率＝×100%。 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 [能力达成] 1．下列有关黄河流域的治理和生态修复的措施中，没有涉及化学变化的是(　　) A．将废水中的有机污染物在微生物作用下降解为无害的物质 B．将沿黄河工业废水中的重金属离子沉淀处理，达标后排放 C．将含沙量大的黄河水引入低洼地区进行沉降 D．将河道中的垃圾回收分类，利用现代焚化炉进行燃烧无害化处理 √ 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 √ 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 B　[A项，工业冶炼铁是利用一氧化碳的还原性，生成二氧化碳会造成温室效应，不符合“零排放”，错误；B项，该反应是化合反应，符合绿色化学的特点，正确；C项，该反应属于复分解反应，还有副产物硫酸铵，不符合绿色化学的特点，错误；D项，该反应属于复分解反应，还有副产物氯化钠，原料不能完全转化到氢氧化铁中，不符合绿色化学的特点，错误。] 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．煤是一种常用的燃料，但由于燃烧产生的废气中含有的SO2、NO2和NO等多种有害气体和烟尘会对环境造成污染，因此需要对煤进行加工后再燃烧，或将废气净化后再排放。 (1)将煤直接进行燃烧，造成环境污染的表现之一是形成硝酸型酸雨。 ①有关物质转化为硝酸的反应中，原子利用率为100%的反应的化学方程式为____________________。 ②以下是对硝酸型酸雨的评价，其中正确的是________(填字母)。 a．能杀死水中的浮游生物，减少鱼类食物来源，破坏生态系统 b．对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害 c．破坏臭氧层 2NO＋O2===2NO2 ab 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 [解析]　①形成硝酸型酸雨，这说明煤燃烧生成NO和NO2等氮氧化物，NO跟O2反应生成NO2，NO2跟H2O反应生成HNO3和NO，其中NO与O2的反应中原子利用率为100%，化学方程式为2NO＋O2===2NO2。②a.酸雨具有腐蚀性，能杀死水中的浮游生物，减少鱼类食物来源，破坏生态系统，正确；b.酸雨具有腐蚀性，对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害，正确；c.酸雨对臭氧层没有破坏作用，错误。 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (2)如图所示是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程示意图，试写出在废气脱硫并形成副产物的过程中所发生的主要反应的化学方程式：_______________________________________________________________________________________。 [解析]　由图可知，脱硫是将硫元素 先转化为亚硫酸钙，然后被氧化转化 为CaSO4，最终产品是CaSO4·2H2O， 有关方程式为CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2、2CaSO3＋O2===2CaSO4、CaSO4＋2H2O===CaSO4·2H2O。 CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2、2CaSO3＋O2=== 2CaSO4、CaSO4＋2H2O===CaSO4·2H2O 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (3)废气脱硫以后含量明显增加的气体是___________(写物质名称)，它对环境的负面影响是_____________________________________。 [解析]　根据(2)的分析可知，在脱硫的同时生成了CO2，它对环境的负面影响是使“温室效应”加剧，导致全球气候变暖。 二氧化碳 使“温室效应”加剧，导致全球气候变暖 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 知　识　必　备 1.环境“三废”：废气、废水、废渣。 2．污水处理 (1)处理方法：物理法、化学法、生物法。 (2)处理流程：一～三级处理。 3．理解“绿色化学”的两个要点 (1)核心：从源头消除或减少污染。 (2)原子经济性反应：原子利用率100%。 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 课　堂　小　结 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 学习效果·随堂评估 03 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 33 1．垃圾分类并回收利用，可以减少污染，节约自然资源。下列垃圾投放有错误的是(　　) √ A.废旧报纸、饮料瓶、电池等 B.剩饭菜、瓜皮果壳、枯草落叶等 C.过期药品、荧光灯管、油漆等 D.一次性餐具、卫生纸、灰土等 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 A　[电池含有重金属，属于有害垃圾，A错误；剩饭菜、瓜皮果壳、枯草落叶等，属于厨余垃圾，B正确；过期药品、荧光灯管、油漆等对人体有害，属于有害垃圾，C正确；一次性餐具、卫生纸、灰土等，属于其他垃圾，D正确。] 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 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、汽车尾气的排放 D CO 酸雨 汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 C　[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，A错误；工厂废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，B错误；工厂废气、汽车尾气排放大量的氮氧化物，氮氧化物是形成光化学烟雾的主要污染物，C正确；形成酸雨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，D错误。] 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 √ 新知探究课22　环境保护与绿色化学 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．绿色化学又称环境友好化学。它的主要特点之一是提高原子的利用率，使原料中所有的原子全部转化到产品中，实现“零排放”。下列反应符合绿色化学这一特点的是(　　) A．工业冶炼铁：Fe2O3+3CO2Fe+3CO2 B．现代石油化工制取环氧乙烷：2CH2CH2+O2 C.实验室制取氢氧化铝：Al2+6NH3·H2O2Al↓+3SO4 D．实验室制取氢氧化铁：FeCl3+3NaOHFe↓+3NaCl $$