第3节 环境保护与绿色化学（同步课件）-【上好课】2024-2025学年高一化学同步精品课堂（人教版2019必修第二册）

第三节 环境保护与绿色化学 课时1 环境保护与绿色化学 人教版2019必修第二册 第八章 化学与可持续发展 素养目标 宏观辨识与微观探析： 通过有关环境问题的分析探究，认识“三废”对环境的危害，形成“三废”处理的基本方法和认知模型，培养利用学科知识分析和解决问题的能力。 证据推理与模型认知： 从化学角度分析其成因以及主要治理方法,认识化学在环境保护中所起的作用,初步形成正确合理使用化学物质的意识。 科学探究与创新意识： 通过利用绿色化学思想，用化学方法对“三废”的处理原理及方法的学习探究，体验科学探究的过程与方法，培养创新思维能力和爱护环境从我做起的意识。 教学目标 本节重点 环境保护 本节难点 环境保护 1.结合实例认识常见污染的成因和防治措施，能列举常见的大气、水体和土壤的污染物及其危害，体会化学对于节能环保、清洁生产、清洁能源等产业发展的重要性。 2.结合环氧乙烷两种制备方法的讨论，树立“绿色化学”的观念，并能运用“绿色化学’思想分析和讨论化工生产的相关问题，形成节约资源和循环利用物质的可持续发展意识。 新课导入 请你欣赏！ “绿水青山就是金山银山” 环境保护与绿色化学 化学与环境保护 壹 绿色化学 贰 知识导航 课堂探究 你知道吗？ 环境问题如何造成的？ 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的破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。 01 化学与环境保护 课堂探究 一、化学与环境保护 认识了解 对比学习 1.环境质量监测的意义 课堂探究 一、化学与环境保护 重点理解 探究学习 1.环境质量监测的意义 (1)环境监测 通过对污染物的存在形态、含量进行分析和测定，为控制和消除污染提供可靠的数据。 化学工作者所承担的环境质量检测工作是进行环境质量评价和污染治理的基础。 (2)环境质量监测的意义 课堂探究 一、化学与环境保护 重点理解 探究学习 2.化学与“三废”污染 10 课堂探究 一、化学与环境保护 重点理解 探究学习 2.化学与“三废”污染 ⑴“三废”治理 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） 课堂探究 一、化学与环境保护 重点理解 探究学习 2.化学与“三废”污染 ⑵大气污染物与次生污染物 形成雾霾、酸雨、光化学烟雾等现象 课堂探究 一、化学与环境保护 认识了解 探究学习 思考与讨论 （1）含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些物质发生反应加以控制、消除和回收利用。请举例说明这些方法所依据的化学反应和反应类型。 （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。你认为在城市和农村出现的这种水体污染各有什么特点？ 请查阅资料，了解有关的污染及治理情况，并与同学 交流。 课堂探究 一、化学与环境保护 重点理解 探究学习 3.环境污染的治理 ⑴“废气”处理 ①硫酸厂产生的SO2 如何治理 ②钙基固硫 含硫物质一般用石灰石-石膏法脱硫：SO2+Ca(OH)2==CaSO3+H2O非氧化还原反应；2CaSO3+O2==CaSO4氧化还原反应。 汽车尾气催化转化原理： 2CO+2NO=====2CO2+N2氧化还原反应 典例精讲 【例1】活性炭联合脱硫脱硝技术(AC)是一种比较成熟的脱硫脱硝技术，可以在较低的温度下，将废气中的SO2、NOx通过一系列反应生成铵盐，从而变废为宝，其工作示意图如下所示。 （1）SO2在活性炭表面被氧化最终生成硫酸，反应的化学方程式为______________________________________。 2SO2＋O2 ＝2SO3 SO2＋H2O ＝H2SO4 2SO2＋O2＋H2O ＝2H2SO4 （2）吸收塔通入NH3后，可脱除废气中的NO、NO2，写出NO和NO2分别和NH3反应的化学方程式为_______________________________________________________。 4NN3＋6NO＝5N2＋6H2O 8NN3＋6NO2＝7N2＋12H2O （3）NH3和吸收塔中生成的硫酸反应 ，写出反应的化学方程式为__ _____。 2NN3＋H2SO4＝(NH4 )2SO4 NN3＋H2SO4＝NH4HSO4 你知道吗？ 水源污染来自哪里？污水如何治理？ 课堂思考 观看 课堂探究 一、化学与环境保护 重点理解 探究学习 3.环境污染的治理 ⑵“废水”处理 一级处理通常采用物理方法，即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经过一级处理后的水一般达不到排放标准，所以通常将一级处理作为预处理。 二级处理采用生物方法（又称微生物法）及某些化学方法，除去水中的可降解有机物等污染物。经过二级处理后的水一般可达到国家规定的排放标准。 三级处理主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透法等，对污水进行深度处理和净化。经过三级处理后的水可用于绿化和景观用 水等。 课堂探究 一、化学与环境保护 重点理解 探究学习 3.环境污染的治理 ⑵“废水”处理 课堂探究 一、化学与环境保护 重点理解 探究学习 3.环境污染的治理 ⑵“废水”处理 课堂探究 一、化学与环境保护 重点理解 探究学习 3.环境污染的治理 ⑵“废水”处理 ①处理方法 物理方法 生物方法 化学方法 课堂探究 重点理解 一、化学与环境保护 探究学习 3.环境污染的治理 ⑵“废水”处理 ②处理流程 格栅间 曝气沉沙池 初次沉淀池 曝气池 二次沉淀池 未处理的污水 除去大块物质 沙、水初步分离 一级处理：达不到排放标准 二级处理：达到排放标准 三级处理： 作绿化和景观用水等 泥、水初步分离 利用微生物将有机污染物降解为无害物质 二次沉淀 深度处理 用化学方法 课堂探究 一、化学与环境保护 重点理解 探究学习 3.环境污染的治理 一级处理通常采用物理方法，即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经过一级处理后的水一般达不到排放标准，所以通常将一级处理作为预处理。 ②处理流程 课堂探究 一、化学与环境保护 重点理解 探究学习 3.环境污染的治理 一级处理通常采用物理方法，即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经过一级处理后的水一般达不到排放标准，所以通常将一级处理作为预处理。 ②处理流程 课堂探究 一、化学与环境保护 重点理解 探究学习 3.环境污染的治理 ②处理流程 二级处理采用生物方法（又称微生物法）及某些化学方法，除去水中的可降解有机物等污染物。经过二级处理后的水一般可达到国家规定的排放标准。 课堂探究 三、安全使用食品添加剂 重点理解 探究学习 3.环境污染的治理 ②处理流程 二级处理采用生物方法（又称微生物法）及某些化学方法，除去水中的可降解有机物等污染物。经过二级处理后的水一般可达到国家规定的排放标准。 课堂探究 难点理解 探究学习 3.环境污染的治理 三、安全使用食品添加剂 ②处理流程 三级处理主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透法等，对污水进行深度处理和净化。经过三级处理后的水可用于绿化和景观用 水等。 典例精讲 【例2】工业废水中含有的Cr2O72-和CrO42-会对水体产生很大的危害,因此这种工业废水必须净化处理.一种处理含铭废水的工艺流程如下: (1)试写出过程④⑤中发生反应的离子方程式: (2)写出反应过程②中氧化剂和还原剂的物质的量之比为 ③反应后的沉淀一定还含有 . 1:6 Fe(OH)3 课堂探究 三、安全使用食品添加剂 重点理解 探究学习 3.环境污染的治理 ⑶废渣处理 ①无害化 垃圾焚烧处理、垃圾卫生填埋、废电池的特殊处理 ②减量化 在产品设计、制造、流通和消费过程中采用合理措施减少废物量 ③资源化 回收废弃塑料、废玻璃的回收利用 请你思考！ 改变“先污染后治理”的观念和做法 课堂探究 绿色化学 29 02 绿色化学 课堂探究 三、绿色化学 重点理解 探究学习 1.绿色化学 ⑴也称环境友好化学，其核心在于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。 ⑵绿色化学核心思想 始端：采用无污染的原料 过程和终端：零排放或零污染 ⑶绿色化学衡量 原子经济性 课堂探究 三、绿色化学 重点理解 探究学习 2.原子经济性 按照绿色化学思想，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，这时原子利用率为100% 你能想到哪些原子利用率100%的反应？ 课堂思考 请你总结 改变“先污染后治理”的观念和做法 无毒、无害原料 可再生资源 环境友好产品 （安全、可降解和再利用） 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 反应物 反应过程 反应产物 原子经济性反应 高选择性反应 课堂思考 请你说说 你能想到哪些原子利用率100%的反应？ 思考与讨论 以乙烯为原料生产环氧乙烷，过去主要使用的是氯代乙醇法，包括以下两步反应： CH2=CH2＋Cl2＋H2O→ClCH2CH2OH＋HCl 2ClCH2CH2OH＋Ca(OH)2→ ＋CaCl2＋2H2O 总的反应可表示为 CH2=CH2＋Cl2＋Ca(OH)2→ ＋CaCl2＋H2O 现代石油化工采用银作催化剂，可以实现一步完成： 试计算两种生产工艺的原子利用率。你还能举出其他原子利用率为100%的化学反应类型和实际例子吗？原子利用率与产率相同吗？请仔细分析和体会绿学研究和化工生产提出了哪些新的挑战。 典例精讲 【例3】(1)上述两种生产工艺的原子利用率分别为______，______。 (2)列出原子利用率为100%的化学反应类型及其实际例子的方程式_____________________________，_______________________。 (3)原子利用率与产率是否相同？________(填“是”或“否”)。 35 课堂小结 36 随堂演练 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 37 随堂演练 2.下列有关环境问题的说法正确的是( ) A.燃煤中加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量 B.臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康 C.pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨 D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染 A 38 随堂演练 3.下列反应最符合绿色化学原子经济性要求的是( ) A.乙烯聚合为聚乙烯高分子材料 B.甲烷与氯气制备一氯甲烷 C.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜 D.用SiO2制备高纯硅 A 39 随堂演练 4.有毒物质的无害化处理也是绿色化学研究的内容之一。ClO2是一种性能优良的消毒剂，它可将废水中少量的CN－等有毒的酸根离子氧化而除去。请写出用ClO2将废水中的CN－氧化成无毒气体的离子方程式：______________________________，该方法的优点是___________________。 2ClO2＋2CN－＝2CO2＋N2＋Cl－ 生成的产物无毒无害 某饮用水厂由天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图如下： 活性碳的作用是________________________________________________，O3消毒的优点是______________________。 吸附水中的有机物或除去水中的异味 反应产物无毒无害 40 演示完毕 感谢聆听 分层作业见同课时word https://www.zxxk.com/user/13354804 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.12.100 Lavf58.12.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Lavf58.12.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 1.0 eq \f(期望产物的总质量,生成物的总质量)×100%　 原子利用率＝____________________________。 　(1)25.4%　100% (2)化合反应： 加聚反应： 加成反应： (任选两个，其他合理答案均可) (3)否 $$