8.3 环境保护与绿色化学 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第八章 化学与可持续发展 容山中学 化学科组 第三节 环境保护与绿色化学 主讲人：郭 静 目 录 CONTENTS 1 2 化学与环境保护 绿色化学 新课导入 “绿水青山就是金山银山” 什么是环境问题？ 化学在环境保护上有哪些应用？ 新课导入 任务一 化学与环境保护 一、环境问题 通常所说的环境问题，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。 水源污染 空气污染 土壤污染 海洋污染 任务一 化学与环境保护 二、化学在环境保护中的作用 化学工作者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。 声污染监测 水污染监测 大气污染监测 1.环境质量监测 任务一 化学与环境保护 2.治理工业“三废”(废水、废气、废渣) 二、化学在环境保护中的作用 废气 （化学燃料燃烧及工厂废气） 废水 （工业废水、生活废水等） 废渣 （工业垃圾、生活垃圾等） “三废”，处理不当就会污染环境。 化学在“三废”治理方面发挥着重要的作用。 任务一 化学与环境保护 3.控制污染源，根本上解决环境问题 二、化学在环境保护中的作用 任务一 化学与环境保护 三、目前存在的常见环境问题 工业产生大量废气、废水、废渣，处理不当，会造成环境污染。 环境污染 形成原因 主要危害 温室效应 大气中CO2含量不断增加 全球变暖，冰川融化 酸雨 SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化，腐蚀建筑物 光化学烟雾 氮氧化物和碳氢化合物的排放 危害人体健康和植物生长 臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烃的排放 地球上的生物受太阳紫外线的伤害加剧 赤潮和水华 含磷洗衣粉的大量使用及废水的任意排放 使藻类过度繁殖，水质恶化，发生在海水中为赤潮，淡水中为水华 白色污染 聚乙烯塑料的大量使用、任意丢弃 破坏土壤结构和生态环境 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 任务一 化学与环境保护 四、大气污染 1．污染物主要来源： 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．污染物主要成分： CO、SO2、氮氧化物、挥发性有机物、烟尘等 3．次生污染的形成： 化石燃料的燃烧 CO、 NOx、SO2等 烟尘 挥发性有机物 次生污染物 阳光、空气和水蒸气等的作用 可造成酸雨、雾霾、光化学烟雾、臭氧空洞等污染现象。 酸雨 雾霾 光化学烟雾 任务一 化学与环境保护 四、大气污染 4. 大气污染治理措施 ①减少煤等化石燃料燃烧产生的SO2、粉尘等污染。 燃煤质量、装置和技术、排烟设备、洁净技术、煤综合利用 ②减少汽车尾气中的CO、NO、NO、碳氢化合物 汽车尾气系统中装置催化转化器 ③减少室内空气污染。 充分燃烧、不吸烟、建材和装饰材料的有害物质 酸雨 雾霾 光化学烟雾 次生污染物 任务一 化学与环境保护 四、大气污染 5. 酸雨的形成及治理 形成原理： 。 治理： 可在煤中添加生石灰、熟石灰、石灰石，或氨水作为脱硫剂。 ①生石灰： 。 ②熟石灰： 。 ③石灰石： 。 ④氨 水： 。 从“物质类别”角度分析 从“元素价态”角度分析 从工业生产实际角度分析 （1）硫酸型酸雨及治理 探究课堂 现有一种“双碱法”烟气脱硫方案（如图所示），与单独使用NaOH或 Ca(OH)2吸收的方法进行对比，思考此吸收流程的优点。 吸收速率高 液气比低 吸收剂利用率高 投资费用省 运行成本低 任务一 化学与环境保护 四、大气污染 工业尾气中的NOx—烧碱吸收，汽车尾气—催化转化。 （2）硝酸型酸雨及治理 形成原理： 。 治理： 2NO＋O2 = 2NO2 3NO2＋H2O = HNO3＋NO ①碱液吸收：2NO2＋2NaOH = NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O ②催化转化：2NO2＋4CO N2＋4CO2 任务一 化学与环境保护 五、水污染及其治理 2. 主要污染物： 1. 主要污染源： 工业污染、农业污染、生活污染 ①重金属污染 ②植物营养物质污染（N、P） 3. 污水处理： 任务一 化学与环境保护 一级处理 三级处理 二级处理 未经处理的污水 格栅间：除去污水中的大块物体 曝气沉砂 池：使沙、 水初步分离 初次沉淀 池：使泥、 水分离 曝气池：通过微生物的代谢作用，将污水中各种复杂的有机污染物降解为简单的、无害的物质 二次沉淀池：经过曝气池出来的水在此进行二次沉淀 深度处理 达到一定标准的可排放的水 任务一 化学与环境保护 六、工业“废渣”及生活垃圾的处理 三个原则： 无害化、减量化、资源化 两个目的： 减少环境污染、资源回收利用 学习评价 1. “绿水青山就是金山银山”。下列做法不利于保护环境的是 ( ) A．推广使用电动汽车等低碳交通工具 B．推广垃圾分类，电子设备以旧换新 C．用生物方法脱除生活污水中的氮和磷 D．加大铅酸蓄电池、含汞锌锰等电池的生产 D 学习评价 2.(2021·河北，4)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是（ ） A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因 B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5 C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定 D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除 D 学习评价 3. 下列各组名词或现象中，三者间没有逐级因果关系的是（ ） A．汽车尾气的大量排放—光化学污染—咳嗽和气喘者增多 B．含磷洗衣粉的大量使用—水体富营养化—水栖生物大量死亡 C．生活污水任意排放—空气中CO2浓度增大—温室效应 D．氟氯烃的大量使用—臭氧空洞—皮肤癌患者增多 C 任务二 绿色化学 七、绿色化学 也称环境友好化学 改变“先污染后治理”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，实现从源头减少或消除环境污染。 1. 核心思想 2.“原子经济性反应” 反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。 原子利用率 = ×100% 任务二 绿色化学 原子经济性反应 高选择性反应 环境友好产品（安全、可降解和再利用） 无毒、无害原料 可再生资源 反应物 反应过程 反应产物 绿色化学示意图 安全的生产工艺 提高能源的利用率 应用无毒、无害的催化剂 应用无毒、无害的溶剂 七、绿色化学 3. 开发和利用自然资源遵循的三原则： 减量化（reduce）、再利用（reuse）、再循环（recycle） 学习评价 4. 以乙烯合成环氧乙烷有以下两种方法： 方法一：CH2==CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→ ＋CaCl2＋H2O 方法二：2CH2==CH2＋O2 2 (1)①方法一的原子利用率是多少？写出计算式： ___________________________________________________________。 ②方法二的原子利用率是_______。 100% 学习评价 (2)从绿色化学的思想分析方法2的优点是_______________________________ _____________________________。 (3)我们学过的四种基本反应类型中，最符合绿色化学原子经济性反应的是__________，在有机化学反应中有_____________________。 4. 以乙烯合成环氧乙烷有以下两种方法： 方法一：CH2==CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→ ＋CaCl2＋H2O 方法二：2CH2==CH2＋O2 2 不使用有毒原料Cl2，原子利用率 100%，更符合原子经济性反应 加成反应、聚合反应 化合反应 学习评价 5．绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业 生产对环境的污染。下列做法不符合绿色化学理念的是（ ） A．研制水溶剂涂料替代有机溶剂涂料 B．用可降解塑料生产包装盒或快餐盒 C．用反应Cu+2H2SO4（浓） CuSO4+SO2↑+2H2O制备硫酸铜 D．用反应2CH2=CH2+O2 制备环氧乙烷 催化剂 C 课堂小结 环境保护与绿色化学 化学与环境保护 绿色化学 环境问题：生态环境破坏、环境污染 废气的主要成因（化石燃料的燃烧、次生污染物）、危害（酸雨、雾霾、光核心烟雾）与防治措施 废水的主要成因（工农业生产何生活污水）危害（土壤何水体污染）与防治措施（物理、化学法） 废渣的危害及防治措施：无害化、减量化、资源化 概念及核心思想（源头上减少何消除环境污染） 反应物全部转化为期望最终产物，原子利用率100%） 课堂小结 Lavf58.45.100 ＝×100%≈25.4%　 $$