第三节 环境保护与绿色化学（举一反三专项训练，北京专用）【上好课】化学人教版必修第二册

第三节　环境保护与绿色化学 题型01 化学与环境保护 题型02 绿色化学  题型01 化学与环境保护 1．环境保护 (1)环境问题：主要是指由于人类不合理地开发和利用___________而造成的___________破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。 (2)环境保护的任务 ①环境监测：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。 ②治理工业“三废”(___________、___________、___________)。 ③寻找源头治理环境污染的生产工艺：杜绝污染物的排放，能从根本上解决环境问题。 2．大气污染物来源及次生污染物的形成 3．污水的处理 (1)常用的污水处理方法：___________、___________和___________等。 (2)污水处理的常用化学方法：___________、___________、___________等。 (3)污水处理的流程 ①一级处理：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。经一级处理后的水一般达不到排放标准，一级处理作为预处理。 ②二级处理：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。经二级处理后的水一般可以达到国家规定的排放标准。 ③三级处理：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。经三级处理后水可用于绿化和景观用水等。 4．固体废弃物的处理 (1)处理原则：___________、___________和___________。 (2)目的：______________________和______________________。 5．环境问题 环境问题 主要成因物质 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 臭氧层空洞 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 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 赤潮和水华 含N、P元素的废水 使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水质恶化 【归纳总结】 常见工业废气的成分及处理方式 工厂尾气 主要成分 处理方式 硫酸厂尾气 SO2、O2、N2等 一般用氨水吸收 硝酸厂尾气 NO、NO2、N2、O2等 一般用NaOH溶液吸收 高炉煤气 CO、CO2、N2等 一般回收利用 炼钢烟气 Fe2O3烟尘、CO等 一般回收利用 焦炉气 H2、CH4、CO、C2H4等 可用作燃料 【典例1】(2025·北京汉德三维集团高一期末)化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法正确的是( ) A．为了治理酸雨污染，政府应关闭硫酸厂、火电厂、水泥厂等 B．废旧电池中含有镍、镉等重金属，可用填埋法处理 C．减少燃煤的使用，改用风能、太阳能等新能源符合“低碳生活”理念 D．酸雨样品久置过程中pH减小是因为溶解了更多的CO2 【变式1-1】“打赢蓝天保卫战，建设美丽中国”。下列做法与这一理念不相符的是(　　) A．将废旧电池进行直接填埋，减少对环境的污染 B．开发核能、太阳能、风能等新能源，减少对矿物能源的依赖 C．将煤进行气化处理，既提高煤的综合利用效率，又可减少酸雨的危害 D．利用微生物发酵技术，将植物秸秆、动物粪便等制成沼气 【变式1-2】(2024·北京第二十中学高一期末)汽车尾气催化转化装置的工作原理如图所示。下列说法中，不正确的是( ) A．汽车尾气中含有的和是大气污染物 B．使用催化转化装置可减少汽车尾气对大气的污染 C．该过程中的作用是作氧化剂 D．该过程中会发生反应：2NO2+4CO4CO2+N2 【变式1-3】(2024·北京昌平高一期末)汽车尾气中的NOx、CO、碳氢化合物通过排气系统的净化装置(催化剂主要由Rh、Pd、Pt等物质和稀土材料组成)转化过程如图。下列分析不正确的是( ) A．该净化装置可将有毒的氮氧化物转化为无毒的氮气 B．该过程中CO是还原剂 C．该过程中NOx发生了还原反应 D．该过程中，碳氢化合物没有发生反应 题型02 绿色化学 1．绿色化学 (1)绿色化学的核心：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______________________________。 (2)目标：实现从__________减少或消除环境污染。 2．原子经济性反应 最理想的“原子经济性反应”是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，原子利用率为__________。绿色化学的最大特点在于它是在__________就采用预防污染的科学手段，因而过程和__________均为零排放和零污染，具有“原子经济性”。原子利用率=×100%。 3．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，践行绿色发展理念，保护生态环境。 4．绿色化学对化学反应的要求 【典例2】(2025·北京第三十五中学高一期中)下列不符合环境保护和绿色化学理念的是( ) A．用铜和浓硝酸反应制取Cu(NO3)2 B．在催化剂，400左右用NH3 与NO反应生成N2和H2O C．用银作催化剂，乙烯和氧气反应制取环氧乙烷，原子利用率100% D．制CuSO4时先将Cu氧化成CuO后再与稀硫酸反应 【变式2-1】坚持绿色发展，建设美丽中国，是实现中华民族伟大复兴中国梦的重要内容。下列做法不符合绿色化学理念的是( ) A．合理施用农药和化肥，提高粮食产量 B．用易降解的聚乳酸塑料代替传统塑料 C．对煤进行气化、液化、脱硫等处理，不仅可以提高其利用率，且可以降低对环境的污染 D．将废弃电池作深埋处理，减少重金属对环境的污染 【变式2-2】(2021·北京西城高一期末)“绿色化学”的理想状态是反应物的原子全部转化为目标产物。以下反应不符合绿色化学原则的是( ) A．工业生产环氧乙烷： B．水煤气合成甲醇： C．制取硫酸铜：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O D．合成甲基丙烯酸甲酯： 【变式2-3】2025年11月，国务院新闻办公室发布《碳达峰碳中和的中国行动》白皮书，指出中国在能源绿色低碳转型等重点领域降碳成效显著。下列说法中不正确的是( ) A．调整能源结构、减少化石燃料消耗有助于实现碳中和目标 B．将CO2还原为甲醇，研发合适的催化剂可以提高其反应速率 C．大规模开采可燃冰作为新能源能促进碳中和 D．神舟二十号返回舱反推动发动机采用“液氢-液氧”燃料，对环境安全无污染 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节　环境保护与绿色化学 题型01 化学与环境保护 题型02 绿色化学  题型01 化学与环境保护 1．环境保护 (1)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。 (2)环境保护的任务 ①环境监测：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。 ②治理工业“三废”(废气、废水、废渣)。 ③寻找源头治理环境污染的生产工艺：杜绝污染物的排放，能从根本上解决环境问题。 2．大气污染物来源及次生污染物的形成 3．污水的处理 (1)常用的污水处理方法：物理法、化学法和生物法等。 (2)污水处理的常用化学方法：中和法、氧化还原法、沉淀法等。 (3)污水处理的流程 ①一级处理：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。经一级处理后的水一般达不到排放标准，一级处理作为预处理。 ②二级处理：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。经二级处理后的水一般可以达到国家规定的排放标准。 ③三级处理：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。经三级处理后水可用于绿化和景观用水等。 4．固体废弃物的处理 (1)处理原则：无害化、减量化和资源化。 (2)目的：减少环境污染和资源回收利用。 5．环境问题 环境问题 主要成因物质 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 臭氧层空洞 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 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 赤潮和水华 含N、P元素的废水 使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水质恶化 【归纳总结】 常见工业废气的成分及处理方式 工厂尾气 主要成分 处理方式 硫酸厂尾气 SO2、O2、N2等 一般用氨水吸收 硝酸厂尾气 NO、NO2、N2、O2等 一般用NaOH溶液吸收 高炉煤气 CO、CO2、N2等 一般回收利用 炼钢烟气 Fe2O3烟尘、CO等 一般回收利用 焦炉气 H2、CH4、CO、C2H4等 可用作燃料 【典例1】(2025·北京汉德三维集团高一期末)化学与社会、生产、生活密切相关。下列说法正确的是( ) A．为了治理酸雨污染，政府应关闭硫酸厂、火电厂、水泥厂等 B．废旧电池中含有镍、镉等重金属，可用填埋法处理 C．减少燃煤的使用，改用风能、太阳能等新能源符合“低碳生活”理念 D．酸雨样品久置过程中pH减小是因为溶解了更多的CO2 【答案】C 【解析】A项，为了治理酸雨污染，应对硫酸厂、火电厂、水泥厂等工厂进行尾气处理，而不是直接关闭，A错误；B项，废旧电池中含有镍、镉等重金属，能够引起土壤、水体污染，不可用填埋法处理，B错误；C项，减少燃煤的使用，改用风能、太阳能等新能源，可减少污染物的排放，符合“低碳生活”理念，C正确；D项，酸雨样品久置过程中pH减小是因为H2SO3被空气中的氧气氧化为H2SO4，酸性增强，D错误；故选C。 【变式1-1】“打赢蓝天保卫战，建设美丽中国”。下列做法与这一理念不相符的是(　　) A．将废旧电池进行直接填埋，减少对环境的污染 B．开发核能、太阳能、风能等新能源，减少对矿物能源的依赖 C．将煤进行气化处理，既提高煤的综合利用效率，又可减少酸雨的危害 D．利用微生物发酵技术，将植物秸秆、动物粪便等制成沼气 【答案】A 【解析】A项，废旧电池做填埋处理，电池中的重金属离子会对土壤造成污染，符合题意；B项，开发新能源，减少对矿物能源的依赖，有利于保护环境，不符合题意；C项，将煤进行气化处理，可以提高煤的综合利用效率，减少污染性气体的排放，减少酸雨的危害，不符合题意；D项，利用微生物发酵技术，将植物秸秆、动物粪便等制成沼气以替代液化石油气，减少污染性气体的排放，不符合题意。 【变式1-2】(2024·北京第二十中学高一期末)汽车尾气催化转化装置的工作原理如图所示。下列说法中，不正确的是( ) A．汽车尾气中含有的和是大气污染物 B．使用催化转化装置可减少汽车尾气对大气的污染 C．该过程中的作用是作氧化剂 D．该过程中会发生反应：2NO2+4CO4CO2+N2 【答案】C 【解析】A项，汽车尾气中含有的CO有毒气体是大气污染物，NO是形成酸雨和光化学烟雾的气体，也是大气污染物，A正确；B项，使用催化装置可以将大气污染物转换为无污染的气体氮气和二氧化碳，能减少汽车尾气对大气的污染，B正确；C项，以上图示过程中，NO先作还原剂被氧化生成NO2， C错误；D项，如图所示，在催化剂的作用下，二氧化氮和一氧化碳反应生成了氮气和二氧化碳，反应方程式：2NO2+4CO4CO2+N2，D正确；答案选C。 【变式1-3】(2024·北京昌平高一期末)汽车尾气中的NOx、CO、碳氢化合物通过排气系统的净化装置(催化剂主要由Rh、Pd、Pt等物质和稀土材料组成)转化过程如图。下列分析不正确的是( ) A．该净化装置可将有毒的氮氧化物转化为无毒的氮气 B．该过程中CO是还原剂 C．该过程中NOx发生了还原反应 D．该过程中，碳氢化合物没有发生反应 【答案】D 【解析】A项，根据图示信息，NOx经过该净化装置转化为无毒的氮气，A正确；B项，CO经过该净化装置转化为CO2，C元素化合价升高，为还原剂，B正确；C项，NOx经过该净化装置转化为无毒的氮气，反应中N元素化合价降低，被还原，发生还原反应，C正确；D项，该过程中，碳氢化合物经过该净化装置转化为CO2、H2O，发生了化学反应，D错误；故选D。 题型02 绿色化学 1．绿色化学 (1)绿色化学的核心：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。 (2)目标：实现从源头减少或消除环境污染。 2．原子经济性反应 最理想的“原子经济性反应”是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，原子利用率为100%。绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用预防污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放和零污染，具有“原子经济性”。原子利用率=×100%。 3．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，践行绿色发展理念，保护生态环境。 4．绿色化学对化学反应的要求 【典例2】(2025·北京第三十五中学高一期中)下列不符合环境保护和绿色化学理念的是( ) A．用铜和浓硝酸反应制取Cu(NO3)2 B．在催化剂，400左右用NH3 与NO反应生成N2和H2O C．用银作催化剂，乙烯和氧气反应制取环氧乙烷，原子利用率100% D．制CuSO4时先将Cu氧化成CuO后再与稀硫酸反应 【答案】A 【解析】A项，用铜和浓硝酸反应制取Cu(NO3)2，反应过程中除了生成硝酸铜外还生成二氧化氮有毒气体，不符合绿色化学理念，A项符合题意；B项，在催化剂，400左右用NH3与NO反应生成N2和H2O，将污染性气体NO转化为无污染的N2，符合绿色化学理念，B项不符合题意；C项，采用银作催化剂，乙烯和氧气制取环氧乙烷，该反应为化合反应，原子利用率100%，符合绿色化学的理念，C项不符合题意；D项，制CuSO4时先将Cu氧化成CuO后再与稀硫酸反应，不会产生有毒气体，消耗的硫酸的量少，符合绿色化学观念，D项不符合题意；故选A。 【变式2-1】坚持绿色发展，建设美丽中国，是实现中华民族伟大复兴中国梦的重要内容。下列做法不符合绿色化学理念的是( ) A．合理施用农药和化肥，提高粮食产量 B．用易降解的聚乳酸塑料代替传统塑料 C．对煤进行气化、液化、脱硫等处理，不仅可以提高其利用率，且可以降低对环境的污染 D．将废弃电池作深埋处理，减少重金属对环境的污染 【答案】D 【解析】A项，合理施用农药和化肥可减少环境污染并提高资源效率，符合绿色化学理念，A正确；B项，使用易降解塑料减少白色污染，符合绿色化学理念，B正确；C项，煤的气化、液化及脱硫处理提高利用率并降低污染，符合绿色化学理念，C正确；D项，深埋废弃电池无法有效消除重金属污染，可能污染土壤和地下水，不符合绿色化学理念，D错误；故选D。 【变式2-2】(2021·北京西城高一期末)“绿色化学”的理想状态是反应物的原子全部转化为目标产物。以下反应不符合绿色化学原则的是( ) A．工业生产环氧乙烷： B．水煤气合成甲醇： C．制取硫酸铜：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O D．合成甲基丙烯酸甲酯： 【答案】C 【解析】根据“绿色化学”的特征：反应物中原子全部转化为欲制得的产物，原子的利用率为100%，即生成物质只有一种。A项，工业生产环氧乙烷：产物只有一种环氧乙烷，符合“绿色化学”的原则，A不合题意；B项，水煤气合成甲醇，产物只有一种甲醇，符合“绿色化学”的原则，B不合题意；C项，制取硫酸铜，产物有三种，且生成有毒气体SO2，不符合“绿色化学”的原则，C符合题意；D项，合成甲基丙烯酸甲酯，产物只有一种甲基丙烯酸甲酯，符合“绿色化学”的原则，D不合题意；故选C。 【变式2-3】2025年11月，国务院新闻办公室发布《碳达峰碳中和的中国行动》白皮书，指出中国在能源绿色低碳转型等重点领域降碳成效显著。下列说法中不正确的是( ) A．调整能源结构、减少化石燃料消耗有助于实现碳中和目标 B．将CO2还原为甲醇，研发合适的催化剂可以提高其反应速率 C．大规模开采可燃冰作为新能源能促进碳中和 D．神舟二十号返回舱反推动发动机采用“液氢-液氧”燃料，对环境安全无污染 【答案】C 【解析】A项，调整能源结构、减少化石燃料消耗可减少CO2排放，符合碳中和目标，A正确；B项，催化剂能降低反应活化能，提高反应速率，B正确；C项，可燃冰(甲烷水合物)燃烧仍会释放CO2，大规模开采会增加碳排放，不利于碳中和，C错误；D项，液氢-液氧燃烧产物为水，无污染，D正确；故选C。 1 / 1 学科网(北京)股份有限公司 学科网(北京)股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $