8.3.1绿色化学 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第三节环境保护与绿色化学 必修二 第八章 化学与可持续发展 学习 目标 1.了解环境污染的主要因素、危害以及防治方法。 2.了解绿色化学和原子经济的内涵。 素养 目标 1.知道他们在环境保护、资源利用中的重要意义，加强环境保护意识培养绿色化学的理念。 2.认识化学对环境保护的 重要意义，培养保护环境意识。 学习目标与核心素养 化学与环境保护 绿色化学 人类和其他生物生存的生物圈与大气圈、水圈和岩石圈不断地进行着物质和能量交换，共同构成了地球生态系统。通常所说的环境问题，主要是指由于人类不合理的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。 学习目标与核心素养 化学与环境保护 绿色化学 绿 水 青 山 就 是 金 山 银 山 学习目标与核心素养 化学与环境保护 绿色化学 学生任务一：阅读课本117页第2、3、4自然段，了解环境质量监测的意义和化学工业“三废”污染，谈谈你的认识和看法。 1.环境质量监测的意义 通过污染物的存在形态、含量进行分析和测定，为控制和消除污染提供可靠的数据，是进行环境质量评价和污染治理的基础。 “三废”污染：是指工业生产中产生的废气、废水、和废渣对环境的污染 学习目标与核心素养 化学与环境保护 绿色化学 【思考拓展1】观察下面空气质量日报，结合以前的知识，想一想大气污染物的来源、造成的污染以及治理方式有哪些呢？ （1）废气：大气污染物与次生污染物 学习目标与核心素养 化学与环境保护 绿色化学 【实践生成】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。通过你查阅资料，主要采取的措施有哪些呢。 ①减少或消除原料煤中存在的有害元素硫的措施：a.采用原煤脱硫技术、降低原煤的含硫量；b.改进燃烧装置和燃烧技术，提高燃烧效率，减少SO2的排放。②减少或消除煤燃烧或工业尾气产生的SO2的措施:用Ca(OH)2、氨水等碱液吸收。 学习目标与核心素养 化学与环境保护 绿色化学 （2）废水：化学与“污水”处理 ①污水处理的方法：物理法、化学法、生物法等。 ②污水的三级处理： 一级处理 二级处理 三级处理 可排放的水 目的：除去不溶解的污染物 目的：除去可降解的有机污染物 目的：对污水进行深度净化 方法：物理法 方法：化学法、生物法 方法：氧化还原法、化学沉淀法、离子交换法、反渗透法等 【思考拓展2】水资源匮乏，生活中如何处理废水呢？简述废水处理的方法和流程 学习目标与核心素养 化学与环境保护 绿色化学 2.化学与“三废”污染 （3）废渣：化学与废渣以及生活垃圾 处理原则：无害化、减量化、资源化，达到减少环境污染和资源回收利用两个目的。 【思考拓展3】生活垃圾、工业废料随意堆放造成的废渣污染。如何处理这类固体废弃物污染呢？ 学习目标与核心素养 化学与环境保护 绿色化学 【实践生成】直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石液的脱硫装置可以除去其中的二氧化疏，最终生成疏酸钙。硫酸钙可在如图所的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利用，达到减少碳排放的目的。 学习目标与核心素养 化学与环境保护 绿色化学 归纳总结 六大环境问题及其危害 环境问题 主要污染物 主要危害 酸雨(雨水pH<5.6) SO2及氮氧化物(NOx) 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等 温室效应 CO2、CH4 造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小 臭氧空洞 氟氯代烃、氮氧化物(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、氮氧化物(NOx) 刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡 归纳总结 六大环境问题及其危害 环境问题 主要污染物 主要危害 白色污染 难降解的废弃塑料 在土壤中影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产；易被动物当成食物吞入，导致动物死亡；混入生活垃圾中难处理、难降解 赤潮(海水中)和水华(淡水中) 废水中含N、P等营养元素 水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水质腐败变质、变臭，水生生物因缺氧而死亡 (1)化学工作者进行的环境质量监测工作可有可无，有污染治理就行(　　) 提示　环境质量监测工作是进行环境质量评价和污染治理的基础，非常必要。 (2)化石燃料燃烧产生的CO、NOx、SO2为次生污染物(　　) 提示　CO、NOx、SO2为一次污染物，其形成的酸雨、光化学烟雾等为次生污染物。 (3)“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量(　　) 提示　“燃煤固硫”可以减少SO2的污染，汽车尾气催化净化可以减少CO、NOx及某些有机物的污染。 判断正误 × × √ 习题巩固 (4)工业废渣和生活垃圾等固体废弃物对环境影响不大，可不必处理(　　) 提示　处理固体废弃物要遵循无害化、减量化和资源化原则，达到减少环境污染和资源回收利用两个重要目的。 (5)污水的一级处理通常采用化学法和生物法将难溶解的污染物除去(　　) 提示　一级处理通常采用物理方法，用格栅间、沉淀池等去除不溶性污染物。 × × 学生任务二：阅读课本，了解什么是绿色化学；原子经济；开发利用资源的三原则。 01 核心思想 化学原理 技术手段 生产 源头 应用 学习目标与核心素养 化学与环境保护 绿色化学 绿色化学的含义：绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物。①从科学观点看，绿色化学是化学学科基础内容的更新。②从环境观点看，它强调从源头上消除污染。③从经济观点看，它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本，这是符合可持续发展要求的。绿色化学的核心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。 学习目标与核心素养 化学与环境保护 绿色化学 【绿色化学的内容】 反应始端：反应物要无毒无害、可再生。 反应过程：用无毒无害的催化剂和溶剂，最大限度地节约能源，各个环节都实现无污染。 反应终端：产品能降解；反应物的原子全都转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%，这就是最理想的“原子经济”——零排放和零污染。 学习目标与核心素养 化学与环境保护 绿色化学 【思考与讨论】以乙烯制环氧乙烷，有两种方法 方法一：CH2=CH2＋Cl2＋H2O → ClCH2CH2OH+HCl 2ClCH2CH2OH＋Ca(OH)2 → ＋CaCl2＋2H2O 总反应为： CH2=CH2＋Cl2＋Ca(OH)2→ ＋CaCl2＋H2O 方法二：2CH2=CH2＋O2 → Ag 02“原子经济性反应” 全部转化 100% 试回答下列问题： (1)试计算两种方法的原子利用率。 方法一为： 25.43% 方法二为： 100% (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。 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，生产工艺分二步，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。 (3)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？ 化合反应 加成反应 加聚反应 03 绿色化学示意图 04 开发和利用自然资源遵循的三原则(3R原则) 减量化 再利用 再循环 (1)“绿色化学”就是污染后有效治理的化学思想(　　) 提示　“绿色化学”思想是从源头上减少或消除污染的化学，不是“先污染后治理”的化学思想。 (2)在汽车排气管上安装“催化转化器”把CO、NO催化生成N2和CO2，符合绿色化学的理念(　　) 提示　“绿色化学”理念是从源头上减少或消除污染。 判断正误 × √ × 习题巩固 (3)“3R”原则(减量化、再利用和再循环)是开发和利用自然资源的基本原则(　　) (4)植物秸秆含大量钾元素，焚烧后作钾肥符合“绿色化学”的思想(　　) 提示　植物秸秆燃烧会产生大量的污染物，不符合“绿色化学”的思想。 (5)利用阳光发电，光解水制氢气是解决能源危机，实现可持续发展的有效途径(　　) √ × √ 【科学·技术·社会】 人工光合作用 绿色植物等通过光合作用可合成有机物，引发了人们模拟这物质和能量转化过程的兴趣。面对日渐枯竭的化石燃料，面对臭氧层被破坏、全球变暖、空气污染、酸雨等环境问题，人们设想利用人工光合作用固定二氧化碳，制造燃料和基本化工原料，光解水制氢气等。人工光合作用并不只是简单地模仿，而是希望“人工树叶”能做得更好，摆脱自然条件的限制，实现工业化生产。目前，该领域已经取得了一些的突破。尽管从实验室走向工业化生产还有很长的路但人们探索和创新的脚步不会停息。 【科学·技术·社会】 环境保护工程师 环境保护工程师的主要工作是预防和治理环境污染，包括对环境问题的调查研究、分析监测、管理监督和对环境污染的控制与治理等。分析得到的数据、分析和研究，既可作为向公众发布环境信息、提供生活服务的基础，也可为政府决策提出相应的环境保护和环境治理方案，为制定政策提供参考。 环境保护是一项关乎国计民生的事业，要想成为一名合格的环境保护工程师，必须要有高度的社会责任感，并具备分析化学、环境化学、环境微生物学、环境监测、环境质量评价和环境工程等相关的知识。 谢谢观看！ $$