第八章 第二节、第三节 化学品的合理使用及绿色化学 讲义 2024-2025学年高一下学期化学人教版必修第二册

化学品的合理使用及绿色化学（学案） 学习要点： 考点01 化学品的合理使用 一、化学品的分类 二、化肥 三、农药 四、药物（重点考点，乙酸酐的反应） 五、食品添加剂（重点考点，出选择题） 考点02 绿色化学 一、七大环境问题及其危害（重点考点，出选择题） 二、固体废物处理 三、绿色化学（重点考点，出选择） 考点01 化学品的合理使用 一、化学品的分类（了解） 化学品 大宗化学品 精细化学品 分类标准 同质化、可大批量交易的有机化学品和无机化学品 指那些具有特定的应用功能，技术密集，商品性强，产品附加值较高的化工产品 特点 应用广泛、技术要求低、产量大 产量小、纯度高、附加值高、利润大 实例 二、化肥（了解） 种类 化学式 性质 作用 氮肥 (碳铵) 易溶于水，受热易分解 促进植物茎叶生长茂盛和叶色浓绿 硝酸铵(硝铵) NH4NO3 易溶于水，受热易发生爆炸 尿素 易溶于水 钾肥 草木灰 (有效成分： ) K2CO3 易溶于水，碱性 增强抗寒、抗旱、抗倒伏能力 磷肥 过磷酸钙 (有效成分：磷酸二氢钙) 易溶于水，酸性 促进植物生长 复合肥 硝酸钾、磷酸二氢钾 KNO3 KH2PO4 易溶于水 ------ 三、农药 分类 例子 植物农药 无机农药 有机合成农药 【例1】瑞士化学家米勒因合成DDT于1948年获得诺贝尔医学奖，DDT的合成为人类的卫生防疫事业做出了巨大贡献，但研究表明，DDT是一种难降解的有毒化合物，进入人体内会引起慢性中毒，我国1983年停止生产和使用，在生物体内DDT会在某种酶的作用下生成毒性较低的DDE，从而使某些害虫产生抗药性。 已知DDT的结构简式为； DDE的结构简式为。 (1)DDT的分子式为 ，向DDE中滴加溴水，现象为 。 (2)写出DDT在生物体内转化成DDE的化学方程式： 四、药物（重点考点） 1.按使用严格程度分类(重点，出选择) 药（ ）：凭医生处方才能从药房或药店获得 药（ ）：可自行购买和使用 药物使用原则（了解）： 2.几个药物实例 （1）青蒿素（了解） （2）NaHCO3和Al(OH)3（了解） 都可以治疗胃酸过多；若有胃溃疡或轻度胃穿孔，只能服用 。 （3）阿司匹林（重点考点） 化学名称为 ；作用： 制备阿司匹林的化学方程式： （ 反应） 【例2】(2023.7浙江学考)阿司匹林（乙酰水杨酸)是一具有解热镇痛作用的合成药物，以水杨酸为原料生产阿司匹林的主要反应是： 请回答： （1）乙酸酐的分子式是 。 （2）水杨酸中含氧官能团的名称是羧基和 。 （3）该反应的反应类型是 。 （4）乙醇与乙酸酐反应的化学方程式是 。 五、食品添加剂（重点考点，出选择题） 类别 功能 品种 改善食品色泽 色素： 红曲红、β-胡萝卜素、姜黄、叶绿素铜钠盐、焦糖色 色素：苋菜红、柠檬黄、靛蓝 增加食品鲜味 味精（谷氨酸钠）等 使食品松软或酥脆 碳酸氢铵、碳酸氢钠等 改善食品形态 盐卤（例如氯化镁、硫酸钙）、葡萄糖酸-δ-内酯等 防止食品腐败变质 苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐等 防止食品因氧化而变质 抗坏血酸(维生素C)等 补充必要的营养成分 碘酸钾、维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌等 【例3】请将下列常见食品添加剂按照其主要功能进行分类（填序号）： ①谷氨酸钠 ②碳酸氢钠 ③硫酸钙 ④碘酸钾 ⑤苯甲酸钠 ⑥铁强化酱油中的乙二胺四乙酸铁钠 ⑦焦糖色 ⑧硫酸锌 （1）着色剂 ；（2）增味剂 ；（3）膨松剂 ； （4）凝固剂 ；（5）防腐剂 ；（6）营养强化剂 。 【例4】判断正误 (1)天然的食品添加剂对人体无害，人工合成的食品添加剂对人体有害(　　) (2)碳酸钠可以作馒头、面包等食品的膨松剂，因为其受热分解，产生气体使食品疏松(　　) (3)用盐卤和豆浆作用制取豆腐，是利用了蛋白质胶体聚沉的原理(　　) (4)亚硝酸钠是一种食品防腐剂，有一定毒性和氧化性，如误食，可服用维生素C解毒(　　) (5)苏丹红、三聚氰胺都是常用的食品添加剂，可调节食品的颜色及含氮量(　　) 【例5】食品抗氧化剂是能阻止或延缓食品氧化变质、提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂。下列物质不属于食品抗氧化剂的是(　　) A.糕点中的配料维生素C B.方便面里的味精(谷氨酸钠) C.葡萄酒中的少量二氧化硫 D.火腿肠中的少量亚硝酸钠 【例6】下列说法正确的是(　　) A.使用食品添加剂与提倡“绿色食品”相违背 B.含有食品添加剂的食品尽量少食用，以防中毒 C.天然食品添加剂对人体健康无害，故不限量使用 D.食品添加剂在合理限量范围内使用不影响人体健康 【例7】制作豆腐过程一般有如图6步操作，其中操作⑤CaSO4或MgCl2作凝固剂， 根据图示，下列说法不正确的是(　 　) A.操作①与操作②的目的是为了更多的蛋白质溶解于水 B.操作③属于固液分离，取其袋子内的固体作为操作④的原料 C.在适宜温度下，操作⑤用MgCl2作凝固剂可使蛋白质沉淀 D.操作⑥使豆腐“成形”，此过程主要发生的是物理变化 考点2 绿色化学 一.七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< ) 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等 温室效应 造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小 臭氧空洞 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 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 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 PM2.5 (直径≤2.5 ) 污染空气，形成灰霾天气，增加交通事故，危害人体健康 赤潮(海水中) 和水华(淡水中) 废水中含 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 二.固体废物处理 原则（了解）： 。 【例7】化学与环境密切相关，下列有关说法中错误的是（ ） A.NO2、NO等含氮氧化物是光化学烟雾的主要污染物 B.对酸性物质的排放加以控制，开发新能源是减少酸雨的有效措施 C.大气中的CO2含量的增加会导致温室效应加剧 D.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成 【例8】下面有关化肥、农药与环境关系的描述，正确的是(　　) A.雨天追肥有利于农作物的吸收 B.大量施用化肥农药对环境没有污染 C.绿色植物都能直接在空气中进行生物固氮 D.过多的尿素进入水体会恶化水质，导致“水华”现象 【例9】(2022·临沂高一期末)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 三、绿色化学（重点考点，出选择） ①定义：绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是改变“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 。 ②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100％。 无机： 反应 有机： 反应或 反应 ③开发和利用自然资源的三原则(3R原则)： 【例10】以乙烯合成环氧乙烷有以下两种方法： 方法一： 方法二： (1)从绿色化学的思想分析方法2的优点是 。 (2)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____________________。 【例11】 (2021·全国乙卷）我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是（ ） A. 将重质油裂解为轻质油作为燃料 B. 大规模开采可燃冰作为新能源 C. 通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D. 研发催化剂将CO2还原为甲醇 【例12】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 第 17 页 共 19 页 学科网（北京）股份有限公司 $$ 化学品的合理使用及绿色化学（答案） 学习要点： 考点01 化学品的合理使用 一、化学品的分类 二、化肥 三、农药 四、药物（重点考点，乙酸酐的反应） 五、食品添加剂（重点考点，出选择题） 考点02 绿色化学 一、七大环境问题及其危害（重点考点，出选择题） 二、固体废物处理 三、绿色化学（重点考点，出选择） 考点01 化学品的合理使用 一、化学品的分类（了解） 化学品 大宗化学品 精细化学品 分类标准 同质化、可大批量交易的有机化学品和无机化学品 指那些具有特定的应用功能，技术密集，商品性强，产品附加值较高的化工产品 特点 应用广泛、技术要求低、产量大 产量小、纯度高、附加值高、利润大 实例 乙烯、硫酸、纯碱、化肥 医药、农药、日用化学品、食品添加剂 二、化肥（了解） 种类 化学式 性质 作用 氮肥 碳酸氢铵(碳铵) NH4HCO3 易溶于水，受热易分解 促进植物茎叶生长茂盛和叶色浓绿 硝酸铵(硝铵) NH4NO3 易溶于水，受热易发生爆炸 尿素 CO(NH2)2 易溶于水 钾肥 草木灰 (有效成分：碳酸钾) K2CO3 易溶于水，碱性 增强抗寒、抗旱、抗倒伏能力 磷肥 过磷酸钙 (有效成分：磷酸二氢钙) Ca(H2PO4)2 易溶于水，酸性 促进植物生长 复合肥 硝酸钾、磷酸二氢钾 KNO3 KH2PO4 易溶于水 ------ 三、农药 分类 例子 植物农药 除虫菊、烟草 无机农药 波尔多液、石灰硫黄合剂 有机合成农药 有机氯农药、有机磷农药、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯类农药 【例1】瑞士化学家米勒因合成DDT于1948年获得诺贝尔医学奖，DDT的合成为人类的卫生防疫事业做出了巨大贡献，但研究表明，DDT是一种难降解的有毒化合物，进入人体内会引起慢性中毒，我国1983年停止生产和使用，在生物体内DDT会在某种酶的作用下生成毒性较低的DDE，从而使某些害虫产生抗药性。 已知DDT的结构简式为； DDE的结构简式为。 (1)DDT的分子式为 ，向DDE中滴加溴水，现象为 。 (2)写出DDT在生物体内转化成DDE的化学方程式： 答案：(1)C14H9Cl5 溴水褪色，液体分层 (2) 四、药物（重点考点） 1.按使用严格程度分类(重点，出选择) 处方药（Rx）：凭医生处方才能从药房或药店获得 非处方药（OTC）：可自行购买和使用 药物使用原则（了解）：安全、有效、经济、适当 2.几个药物实例 （1）青蒿素（了解） （2）NaHCO3和Al(OH)3（了解） NaHCO3和Al(OH)3都可以治疗胃酸过多；若有胃溃疡或轻度胃穿孔，只能服用Al(OH)3。 （3）阿司匹林（重点考点） 化学名称为乙酰水杨酸；作用：解热镇痛（出选择题） 制备阿司匹林的化学方程式：（取代反应） 【例2】(2023.7浙江学考)阿司匹林（乙酰水杨酸)是一具有解热镇痛作用的合成药物，以水杨酸为原料生产阿司匹林的主要反应是： 请回答： （1）乙酸酐的分子式是 。 （2）水杨酸中含氧官能团的名称是羧基和 。 （3）该反应的反应类型是 。 （4）乙醇与乙酸酐反应的化学方程式是 。 【答案】（1）C4H6O3（2）羟基（3）取代反应 （4） 五、食品添加剂（重点考点，出选择题） 类别 功能 品种 着色剂 改善食品色泽 天然色素： 红曲红、β-胡萝卜素、姜黄、叶绿素铜钠盐、焦糖色 合成色素：苋菜红、柠檬黄、靛蓝 增味剂 增加食品鲜味 味精（谷氨酸钠）等 膨松剂 使食品松软或酥脆 碳酸氢铵、碳酸氢钠等 凝固剂 改善食品形态 盐卤（例如氯化镁、硫酸钙）、葡萄糖酸-δ-内酯等 防腐剂 防止食品腐败变质 苯甲酸及其钠盐、山梨酸及其钾盐等 抗氧化剂 防止食品因氧化而变质 抗坏血酸(维生素C)等 营养强化剂 补充必要的营养成分 碘酸钾、维生素、碳酸钙、硫酸亚铁、硫酸锌等 【例3】请将下列常见食品添加剂按照其主要功能进行分类（填序号）： ①谷氨酸钠 ②碳酸氢钠 ③硫酸钙 ④碘酸钾 ⑤苯甲酸钠 ⑥铁强化酱油中的乙二胺四乙酸铁钠 ⑦焦糖色 ⑧硫酸锌 （1）着色剂 ；（2）增味剂 ；（3）膨松剂 ； （4）凝固剂 ；（5）防腐剂 ；（6）营养强化剂 。 【答案】（1）⑦ （2） ① （3） （3）② （4）③ （5）⑤ （6）④⑥⑧ 【例4】判断正误 (1)天然的食品添加剂对人体无害，人工合成的食品添加剂对人体有害(　　) (2)碳酸钠可以作馒头、面包等食品的膨松剂，因为其受热分解，产生气体使食品疏松(　　) (3)用盐卤和豆浆作用制取豆腐，是利用了蛋白质胶体聚沉的原理(　　) (4)亚硝酸钠是一种食品防腐剂，有一定毒性和氧化性，如误食，可服用维生素C解毒(　　) (5)苏丹红、三聚氰胺都是常用的食品添加剂，可调节食品的颜色及含氮量(　　) ××√√× 【例5】食品抗氧化剂是能阻止或延缓食品氧化变质、提高食品稳定性和延长贮存期的食品添加剂。下列物质不属于食品抗氧化剂的是(　　) A.糕点中的配料维生素C B.方便面里的味精(谷氨酸钠) C.葡萄酒中的少量二氧化硫 D.火腿肠中的少量亚硝酸钠 【例6】下列说法正确的是(　　) A.使用食品添加剂与提倡“绿色食品”相违背 B.含有食品添加剂的食品尽量少食用，以防中毒 C.天然食品添加剂对人体健康无害，故不限量使用 D.食品添加剂在合理限量范围内使用不影响人体健康 【例7】制作豆腐过程一般有如图6步操作，其中操作⑤CaSO4或MgCl2作凝固剂， 根据图示，下列说法不正确的是(　 　) A.操作①与操作②的目的是为了更多的蛋白质溶解于水 B.操作③属于固液分离，取其袋子内的固体作为操作④的原料 C.在适宜温度下，操作⑤用MgCl2作凝固剂可使蛋白质沉淀 D.操作⑥使豆腐“成形”，此过程主要发生的是物理变化 考点2 绿色化学 一.七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等 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 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 PM2.5 (直径≤2.5 μm) 颗粒物 污染空气，形成灰霾天气，增加交通事故，危害人体健康 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 二.固体废物处理 原则（了解）：无害化、减量化和资源化。 【例7】化学与环境密切相关，下列有关说法中错误的是（ ） A.NO2、NO等含氮氧化物是光化学烟雾的主要污染物 B.对酸性物质的排放加以控制，开发新能源是减少酸雨的有效措施 C.大气中的CO2含量的增加会导致温室效应加剧 D.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成 【例8】下面有关化肥、农药与环境关系的描述，正确的是(　　) A.雨天追肥有利于农作物的吸收 B.大量施用化肥农药对环境没有污染 C.绿色植物都能直接在空气中进行生物固氮 D.过多的尿素进入水体会恶化水质，导致“水华”现象 【例9】(2022·临沂高一期末)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 三、绿色化学（重点考点，出选择） ①定义：绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是改变“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。 ②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100％。 无机：化合反应 有机：加成反应或加聚反应 ③开发和利用自然资源的三原则(3R原则)：减量化(reduce)、再利用(reuse)、再循环(recycle) 【例10】以乙烯合成环氧乙烷有以下两种方法： 方法一： 方法二： (1)从绿色化学的思想分析方法2的优点是 。 (2)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____________________。 【答案】(1)不使用有毒原料Cl2，原子利用率100%，更符合原子经济性反应 (2)化合反应 加成反应、加聚反应 【例11】 (2021·全国乙卷）我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是（ ） A. 将重质油裂解为轻质油作为燃料 B. 大规模开采可燃冰作为新能源 C. 通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D. 研发催化剂将CO2还原为甲醇 【例12】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 第 17 页 共 19 页 学科网（北京）股份有限公司 $$