内容正文:
第三节 环境保护与绿色化学
学习目标
重点难点
1.认识物质及其变化对环境的影响,依据物质的性质及其变化认识环境污染的成因、主要危害及其防治措施,以酸雨的防治和废水处理为例体会化学对环境保护的作用。
2.了解关于污染防治、环境治理的相关国策、法规,强化公众共同参与环境治理的责任。
3.认识经济发展与环境保护等的关系。
重点
SO2等污染物的控制、消除和回收利用;污水处理的流程、方法及原理。
难点
绿色化学观念的形成和绿色化学思想的运用。
新知探究(一)——化学与环境保护
1.环境保护
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 破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的
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、废水和废渣)。
③寻找从源头治理环境污染的生产工艺:杜绝污染物的排放,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.污水的处理方法
(1)常用的污水处理方法有 、 和 等。
(2)污水处理常用化学方法: 、 、 等。
(3)污水处理的流程
一级
处理
通常采用 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 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 、 、 和 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
4.固体废弃物的处理
工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循 、 和 的原则,达到减少环境污染和资源回收利用这两个重要目的。
5.常见环境问题示例
环境
问题
主要物质
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
破坏
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。
③易被动物当作食物吞入,导致动物死亡
赤潮和
水华
废水中含氮、磷元素的营养物质
使水体富营养化,导致水中藻类疯长,消耗水中溶解的氧,使水体变得浑浊、水质恶化
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
[题点多维训练]
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(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。 ( )
(2)化石燃料燃烧产生的CO、NOx、SO2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。 ( )
(4)CO2能引起温室效应,故CO2为大气污染物。 ( )
(5)大量化肥的施用和含磷洗衣粉的使用会污染水资源,引起水华。 ( )
2.含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物质。针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点,工业上常利用在煤炭中加入CaCO3进行脱硫,写出此方法所依据的化学反应方程式和反应类型。
3.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
4.(2025·西宁高一检测)“碳中和”是指确定时间内排放的碳总量与吸取的碳总量相互抵消,实现二氧化碳相对“零排放”。下列措施对推进碳中和最有效的是 ( )
A.用汽油代替柴油
B.使用无磷洗衣粉
C.用二氧化碳合成淀粉
D.推行生活垃圾分类
5.(2025·安徽阜阳高一检测)近年来,“雾霾”一直是人们所关注的对象,如图为雾霾的主要成分示意图。下列说法错误的是 ( )
A.SO2和NxOy分别溶于水都只能生成酸
B.开发利用新能源能减少雾霾的产生
C.苯是最简单的芳香烃
D.重金属离子可导致蛋白质变性
新知探究(二)——绿色化学
1.绿色化学的核心思想: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.原子利用率:简单而言,化学反应就是 重新组合的过程。因此,按照绿色化学的思想,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 。
3.原子利用率计算示例:乙烯大量用来生产环氧乙烷,生产工艺主要有两种。
工艺一:CH2CH2+Cl2+Ca(OH)2+CaCl2+H2O;
工艺二:2CH2CH2+O2。
(1)工艺一的原子利用率为×100%≈25.4%,工艺二的原子利用率为 。
(2)原子利用率为100%的反应类型有化合反应和加成反应。
4.与原子利用率相似的几个概念辨析
纯度=×100%;
产率=×100%;
原料利用率=×100%;
转化率=×100%。
5.绿色化学示意图
6.开发和利用自然资源遵循的三原则(3R原则)
、 和 。
[题点多维训练]
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)。
(1)绿色化学的核心就是从源头上消除或减少污染。 ( )
(2)“绿色化学”就是指在化工生产中不排放任何有害物质。 ( )
(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。 ( )
(5)植树造林体现绿色化学思想。 ( )
2.下列做法不利于实现可持续发展和绿色化学理念的是 ( )
A.工业生产过程产生的三废不加处理任意排放
B.生活垃圾不随意丢弃,分类回收处理再利用
C.使用高效催化剂将汽车尾气中的有害成分转化为无害物质
D.利用工业废气中的二氧化碳制造可降解塑料
3.(2025·南充期末)“绿色化学”的主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应,使原子充分利用,不产生污染物。下列制取CuSO4的反应不符合“绿色化学”理念的是 ( )
A.Cu+2H2SO4(浓)CuSO4+SO2↑+2H2O
B.2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4CuSO4+H2O
C.2Cu+O2+2H2SO42CuSO4+2H2O
D.Cu+H2O2+H2SO4CuSO4+2H2O
4.“绿色化学”是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。下列化学反应最符合“绿色化学”理念的是 ( )
A.CH2CH2+H2OCH3CH2OH
B.C+2H2SO4(浓)CO2↑+2SO2↑+2H2O
C.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2
D.CH3CH2Cl+H2OCH3CH2OH+HCl
课下请完成课时跟踪检测(二十八)
第三节 环境保护与绿色化学
新知探究(一)
1.生态环境 环境污染 3.(1)物理法 化学法 生物法
(2)中和法 氧化还原法 沉淀法 (3)物理 生物 化学沉淀法 氧化还原法 离子交换法 反渗透法 4.无害化 减量化 资源化
[题点多维训练]
1.(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)√
2.CaCO3CaO+CO2↑,分解反应
CaO+SO2CaSO3,化合反应
2CaSO3+O22CaSO4,化合反应
3.C
4.选C 用汽油代替柴油不能减少二氧化碳的排放,不能推进碳中和,故A错误;使用无磷洗衣粉能有效防止水体污染,不能推进碳中和,故B错误;用二氧化碳合成淀粉,减少了二氧化碳的排放,能推进碳中和,故C正确;推行生活垃圾分类,有利于环保,但不能减少二氧化碳的排放,不能推进碳中和,故D错误。
5.选A 二氧化氮和水反应生成硝酸和NO,A错误;开发利用新能源能减少化石燃料的燃烧,减少雾霾的产生,B正确;芳香烃是分子中含一个或多个苯环的烃类化合物,苯是最简单的芳香烃,C正确; 重金属离子具有毒性,可导致蛋白质变性,D正确。
新知探究(二)
2.原子 100% 3.(1)100% 6.减量化 再利用 再循环
[题点多维训练]
1.(1)√ (2)√ (3)√ (4)× (5)× 2.A
3.选A Cu与浓H2SO4共热产生SO2气体造成空气污染,A项符合题意。
4.选A 加成反应的原子利用率为100%,且不产生污染性气体,符合“绿色化学”思想。
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