8.3环境保护与绿色化学 课件 -2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第八章 化学与可持续发展 第三节 环境保护与绿色化学 知识点一　 化学与环境保护 一、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(全球变暖、臭氧层破坏、酸雨、淡水资源危机、能源短缺、森林资源锐减、土地荒漠化、物种加速灭绝、垃圾成灾、有毒化学品污染。) 污水排放到河里 乱扔垃圾 工厂排放浓烟 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(废水、废气、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，从根本上解决环境问题 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) 工业“三废” (2)环境保护的任务 2.大气污染 (1)污染来源：除了自然因素外,大气污染物主要来自 的燃烧和工业生产过程产生的 及其携带的 。 (2)主要成分： 。 (3)次生污染：在一定的天气条件下会 造成 、 、 等污 染现象。 化石燃料 废气 颗粒物 CO、SO2、NOx、挥发性有机物、烟尘等 次生污染物的形成示意图 酸雨 雾霾 光化学烟雾 (1)正常雨水偏酸性，pH 约为 5.6，这是因为大气中的CO2溶于雨水中的缘故。酸雨是指pH小于5.6的雨水，CO2不会导致酸雨，NO2或SO2都会导致酸雨，酸雨的形成主要人为排放的氮氧化物和硫氧化物等酸性气体转化而成的 (2)硫酸型酸雨及治理a．硫酸型酸雨(SO2引起)：SO2+H2O⇋H2SO3 2H2SO3+ O2=2H2SO4 (酸雨在空气中酸性增强的原因) b．SO2主要来源：主要是煤等化石燃料的燃烧 酸雨形成及防治 c．治理：开发新能源、处理工业废气、燃煤脱硫(煤中添加生石灰、熟石灰、石灰石，或氨水作为脱硫剂) 2CaCO3＋O2＋2SO2 = 2CaSO4＋2CO2 高温 ②CaO脱硫法 CaO＋SO2 = CaSO3、2CaSO3＋O2 = 2CaSO4 (或2CaO＋2SO2＋O2 = 2CaSO4) 高温 高温 ∆ ①石灰石脱硫法：在煤中添加石灰石作为脱硫剂，可以减少煤燃烧时产生的SO2，发生反应的化学方程式如下： Ca(OH)2＋SO2=CaSO3＋H2O 2CaSO3＋O2 = 2CaSO4 ∆ ④氨水脱硫法 2NH3·H2O＋SO2=(NH4)2SO3＋H2O (或NH3·H2O＋SO2=NH4HSO3)、2(NH4)2SO3＋O2=2(NH4)2SO4 ③Ca(OH)2脱硫法 ①硝酸型酸雨(氮氧化合物NO、NO2引起) 2NO＋O2=2NO2 3NO2＋H2O=HNO3＋NO (3)硝酸型酸雨及治理 ③治理： a.碱液吸收法 NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。一般适用于工业尾气中NOx的处理。 2NO2＋2NaOH=NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH=2NaNO2＋H2O(NO不和NaOH反应) ②氮氧化物主要来源：煤和石油的燃烧、汽车尾气、硝酸工厂的废气等 b.催化转化 在催化剂、一定温度下，NOx可与氨反应转化为无毒气体(N2)和H2O或与CO反应转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。NOx与CO反应的方程式为 2NOx＋2xCO = N2＋2xCO2 催化剂 6NOx+4xNH3 = 5xN2+6xH2O 催化剂 (2)对其他溶解在水中的污染物，则要根据其化学性质采用 法、 法和 法等进行处理。 3. 污水的处理方法 (1)常用的污水处理方法有 法、 法、和 法等。例如，加入FeSO4、Al2(SO4)3、聚合氯化铝等混凝剂，可使污水中的细小悬浮物等聚集成较大的颗粒，然后经沉淀、过滤除去。 污水处理厂 物理 化学 生物 中和 氧化还原 沉淀 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 工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循无害化、减量化和资源化的原则，达到减少环境污染和资源回收利用这两个重要目的。 4.工业废渣和生活垃圾的处理方法 知识点二　 绿色化学 课堂探究 绿色化学 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 绿色化学 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？ 思考　以乙烯合成环氧乙烷有以下两种方法： 方法一：CH2==CH2+Cl2+Ca(OH)2—→　 +CaCl2+H2O 方法二：2CH2==CH2+O2 (1)①方法一的原子利用率是多少？写出计算式： 　　　　　　 　　　　。 ②方法二的原子利用率是　　　。 (2)从绿色化学的思想分析方法2的优点是___________________________ 　　　 　　　　。 原子利用率=≈25.4% 100% 不使用有毒原料Cl2，原子利用 率100%，更符合原子经济性反应 (3)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　　　　　　　　　。 化合反应 加成反应、加聚反应 3.绿色化学对化学反应的要求 4.开发和利用自然资源遵循的三原则(3R原则)： 、 和 。 减量化 再利用 再循环 eq \f(期望产物的总质量,生成物的总质量)×100%　 原子利用率＝____________________________。 $