第三节 环境保护与绿色化学（举一反三专项训练，广东专用）【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03 资源的综合利用与可持续发展 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 6．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高一下·广东汕尾·学业考试）化学与工业生产、生活都密切相关，下列说法正确的是 A．光化学烟雾、臭氧层空洞、温室效应的形成都与有关 B．硝酸工业中，通过氨的催化氧化实现了人工固氮 C．石英与焦炭高温条件下制备粗硅时，气体产物直接排放会加剧温室效应 D．自来水厂常用等作水处理剂，其作用都是杀菌、消毒 【变式1-1】（24-25高一下·广东韶关·期末）6月5日是世界环境日，我国在多个领域积极践行建设人与自然和谐共生的现代化理念。下列行为不符合这一理念的是 A．建设污水管网，防止工业废水流入湖泊 B．发展清洁能源，减少传统化石能源消耗 C．践行垃圾分类，回收金属、塑料等垃圾 D．施用过量化肥，实现农作物增产的目的 【变式1-2】东莞着力建造“低碳·无废·自然”城市，下列说法正确的是 A．CO2是形成酸雨的主要物质之一 B．将废铅蓄电池的铅泥和硫酸做深埋处理 C．积极推广太阳能、风能、地热能以及水能等的使用 D．含磷的合成洗涤剂易被细菌分解，故可随意排放 【变式1-3】化学和生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是 A．使用聚氯乙烯制作塑料袋可以有效减少白色垃圾 B．手机的CPU的主要成分是SiO2 C．“天和”核心舱电推进系统中使用的氮化硼陶瓷基复合材料是新型无机非金属材料 D．社区医院使用的“84”消毒液的有效成分是NaCl 题型02 绿色化学 1．定义：绿色化学也称环境友好化学。它的核心内涵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物质。它研究对环境没有任何副作用的化学试剂、化学制品和化学工艺。 2．核心思想：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________或________环境污染。 3．原子经济性反应：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，原子利用率达到100%。 原子利用率＝×100% 【典例2】（24-25高一下·广东·期末）坚持绿色发展，建设美丽中国。下列做法符合绿色化学理念的是 A．废旧电池直接填埋，减少对环境的污染 B．大量施用农药和化肥，以提高粮食产量 C．大力提倡农作物秸秆就地焚烧，为土壤提供肥料 D．开发太阳能、风能等新能源，减少对化石燃料的依赖 【变式2-1】绿色化学追求“原子经济性”与资源循环利用。下列物质的制备工艺中，符合“原子经济性”的是 A．乙烯加聚制备聚乙烯 B．甲烷和氯气混合光照制备一氯甲烷 C．铜粉与浓硫酸加热反应制备硫酸铜 D．石英砂与焦炭在高温下反应制备粗硅 【变式2-2】绿色化学的核心就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。下列做法不符合绿色化学理念的是 A．研制水溶剂涂料替代有机溶剂涂料 B．用可降解塑料生产包装盒或快餐盒 C．用反应制备环氧乙烷 D．用反应制备硫酸铜 【变式2-3】践行绿色发展理念，下列做法值得提倡的是 A．将生活垃圾进行分类处理 B．废旧塑料制品需深挖填埋处理 C．选用一次性筷子、纸杯和塑料袋 D．大量施用化肥、农药以保障农作物增产 题型03 资源的综合利用与可持续发展 1．开发和利用自然资源的原则：遵循________、________和________的原则，践行绿色发展理念，保护生态环境。 2．可持续发展对化学反应的要求 【典例3】（24-25高一下·广东江门·期中）劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 帮厨活动：帮爸爸妈妈煎鸡蛋准备午餐 加热使蛋白质变性 B 环保行动：提倡使用一次性纸杯代替一次性塑料杯 制造纸杯的原料来源更广泛，成本更低 C 学农活动：用厨余垃圾制肥料 厨余垃圾含N、P、K等元素 D 自主探究：以油脂为原料制肥皂 油脂在碱性条件下可发生皂化反应 A．A B．B C．C D．D 【变式3-1】（2024高一下·广东·学业考试）下列做法不符合绿色发展理念的是 A．积极开发原子利用率高的化工生产工艺 B．积极提高煤和石油作为燃料使用的比例 C．推广尾气处理技术，减少大气污染物排放 D．研发可降解高分子材料，减少“白色污染” 【变式3-2】（24-25高一下·广东汕头·期末）“碳中和”中的“碳”是指 A．碳单质 B．碳酸盐 C．二氧化碳 D．甲醛 【变式3-3】（25-26高一上·广东·开学考试）化石燃料的燃烧、森林砍伐和工业发展等造成过度排放已成为全球性问题。将转化为高附加值燃料或化学品已被认为是缓解能源短缺和温室效应等问题最有前景的方法。 上海科研团队成功开发出一种用锌修饰的氮化镓()纳米线催化剂，实现了人工光合作用下高效转化为甲烷，原理与反应部分路径图如图1，助力实现碳中和。团队通过大量实验证明，产生甲烷速率的影响因素如图2。(摘自Science Bulletin) 依据上文，回答问题： (1)造成过度排放的原因 。 (2)经人工光合作用生成的燃料属于 (填“有机”或“无机”)物。 (3)图1发生的化学反应方程式 。 (4)由图2推测，该实验至少设置 组对照实验；光照越强，催化作用越 (填“强”或“弱”)，提高甲烷产生速率的方法有 (写一条)。 (5)实现上述转化的意义是 (写一条)。 / 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03 资源的综合利用与可持续发展 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 6．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高一下·广东汕尾·学业考试）化学与工业生产、生活都密切相关，下列说法正确的是 A．光化学烟雾、臭氧层空洞、温室效应的形成都与有关 B．硝酸工业中，通过氨的催化氧化实现了人工固氮 C．石英与焦炭高温条件下制备粗硅时，气体产物直接排放会加剧温室效应 D．自来水厂常用等作水处理剂，其作用都是杀菌、消毒 【答案】D 【详解】A．光化学烟雾与氮氧化物有关，臭氧层空洞与氟氯烃有关，温室效应与CO2有关，A错误； B．氨的催化氧化生成NO，属于氮的化合物转化，并非固氮（固氮指将N2转化为化合物），B错误； C．石英与焦炭反应生成CO，CO不是温室气体，直接排放会污染空气但不会加剧温室效应，C错误； D．Cl2、O3、ClO2均利用强氧化性杀菌消毒，作用一致，D正确； 故答案选D。 【变式1-1】（24-25高一下·广东韶关·期末）6月5日是世界环境日，我国在多个领域积极践行建设人与自然和谐共生的现代化理念。下列行为不符合这一理念的是 A．建设污水管网，防止工业废水流入湖泊 B．发展清洁能源，减少传统化石能源消耗 C．践行垃圾分类，回收金属、塑料等垃圾 D．施用过量化肥，实现农作物增产的目的 【答案】D 【详解】A．建设污水管网，防止工业废水流入湖泊，符合践行建设人与自然和谐共生的现代化理念，A不选； B．发展清洁能源，减少传统化石能源消耗，符合践行建设人与自然和谐共生的现代化理念，B不选； C．践行垃圾分类，回收金属、塑料等垃圾，符合践行建设人与自然和谐共生的现代化理念，C不选； D．过量使用化肥虽短期增产，但会引发土壤和水体污染，违背可持续发展原则，D选； 故答案为：D。 【变式1-2】东莞着力建造“低碳·无废·自然”城市，下列说法正确的是 A．CO2是形成酸雨的主要物质之一 B．将废铅蓄电池的铅泥和硫酸做深埋处理 C．积极推广太阳能、风能、地热能以及水能等的使用 D．含磷的合成洗涤剂易被细菌分解，故可随意排放 【答案】C 【详解】A．SO2是形成酸雨的主要物质之一，A错误； B．将废铅蓄电池的铅泥和硫酸做深埋处理会造成重金属污染和土壤酸化，B错误； C．太阳能、风能、地热能以及水能等为清洁能源，可积极推广太阳能、风能、地热能以及水能等的使用，C正确； D．含磷的合成洗涤剂会造成水体富营养化，故不可随意排放，D错误； 故选C。 【变式1-3】化学和生活、科技、社会发展息息相关。下列说法正确的是 A．使用聚氯乙烯制作塑料袋可以有效减少白色垃圾 B．手机的CPU的主要成分是SiO2 C．“天和”核心舱电推进系统中使用的氮化硼陶瓷基复合材料是新型无机非金属材料 D．社区医院使用的“84”消毒液的有效成分是NaCl 【答案】C 【详解】A．由聚氯乙烯制作的塑料袋是白色垃圾的一种，A错误； B．手机的CPU的基础材料是硅单质，B错误； C．“天和”核心舱电推进系统中使用的氮化硼陶瓷基复合材料耐高温，属于新型无机非金属材料，C正确； D．社区医院使用的“84”消毒液的有效成分是NaClO，D错误； 故答案为：C。 题型02 绿色化学 1．定义：绿色化学也称环境友好化学。它的核心内涵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物质。它研究对环境没有任何副作用的化学试剂、化学制品和化学工艺。 2．核心思想：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。 3．原子经济性反应：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，原子利用率达到100%。 原子利用率＝×100% 【典例2】（24-25高一下·广东·期末）坚持绿色发展，建设美丽中国。下列做法符合绿色化学理念的是 A．废旧电池直接填埋，减少对环境的污染 B．大量施用农药和化肥，以提高粮食产量 C．大力提倡农作物秸秆就地焚烧，为土壤提供肥料 D．开发太阳能、风能等新能源，减少对化石燃料的依赖 【答案】D 【详解】A．废旧电池直接填埋会导致重金属污染土壤和地下水，未从源头减少污染，不符合绿色化学理念，A项不选； B．过量使用农药和化肥会污染土壤和水体，破坏生态平衡，不符合绿色化学理念，B项不选； C．焚烧秸秆会产生大量有害气体和烟尘，加剧空气污染，不符合绿色化学理念，C项不选； D．开发太阳能、风能等清洁能源，减少化石燃料使用，降低污染和碳排放，符合绿色化学理念，D项选； 答案选D。 【变式2-1】绿色化学追求“原子经济性”与资源循环利用。下列物质的制备工艺中，符合“原子经济性”的是 A．乙烯加聚制备聚乙烯 B．甲烷和氯气混合光照制备一氯甲烷 C．铜粉与浓硫酸加热反应制备硫酸铜 D．石英砂与焦炭在高温下反应制备粗硅 【答案】A 【分析】"原子经济性"要求反应物中的原子尽可能全部转化为目标产物，无副产物生成。 【详解】A．乙烯加聚反应中，乙烯（）打开双键相互连接形成聚乙烯，无其他产物，原子利用率100%，A符合“原子经济性”； B．与反应生成的同时，必然产生及等副产物，原子利用率低，B不符合“原子经济性”； C．反应生成的同时，产生和，原子未充分利用，C不符合“原子经济性”； D．生成的同时产生气体，副产物导致原子利用率降低，D不符合“原子经济性”； 故答案选A。 【变式2-2】绿色化学的核心就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。下列做法不符合绿色化学理念的是 A．研制水溶剂涂料替代有机溶剂涂料 B．用可降解塑料生产包装盒或快餐盒 C．用反应制备环氧乙烷 D．用反应制备硫酸铜 【答案】D 【详解】A．涂料中的有机溶剂主要是苯类酯类醛类或醚类，含有有害物质危害人的身体健康，研制水溶剂代替有机溶剂涂料，减少有机溶剂的危害，符合绿色化学理念，不选A； B．可降解塑料减少白色污染，符合绿色化学理念，不选B； C．此反应原子利用率为100%，不产生污染物，符合绿色化学理念，不选C； D．用浓硫酸和铜反应制备硫酸铜，反应过程中产生二氧化硫有害气体，不符合绿色化学理念，选D； 故选D。 【变式2-3】践行绿色发展理念，下列做法值得提倡的是 A．将生活垃圾进行分类处理 B．废旧塑料制品需深挖填埋处理 C．选用一次性筷子、纸杯和塑料袋 D．大量施用化肥、农药以保障农作物增产 【答案】A 【详解】A．将生活垃圾分类处理有利于环保，A选项正确； B．塑料是不可降解的，不能深挖填埋处理，B选项错误； C．使用一次性筷子、纸杯和塑料袋都不利于环保，C选项错误； D．大量施肥、农药对环境有污染，应该合理使用，D选项错误； 答案选A。 题型03 资源的综合利用与可持续发展 1．开发和利用自然资源的原则：遵循减量化、再利用和再循环的原则，践行绿色发展理念，保护生态环境。 2．可持续发展对化学反应的要求 【典例3】（24-25高一下·广东江门·期中）劳动有利于“知行合一”。下列劳动项目与所述的化学知识没有关联的是 选项 劳动项目 化学知识 A 帮厨活动：帮爸爸妈妈煎鸡蛋准备午餐 加热使蛋白质变性 B 环保行动：提倡使用一次性纸杯代替一次性塑料杯 制造纸杯的原料来源更广泛，成本更低 C 学农活动：用厨余垃圾制肥料 厨余垃圾含N、P、K等元素 D 自主探究：以油脂为原料制肥皂 油脂在碱性条件下可发生皂化反应 A．A B．B C．C D．D 【答案】B 【详解】A．鸡蛋主要成分是蛋白质，帮食堂师傅煎鸡蛋准备午餐，加热使蛋白质变性，有关联，A正确； B．使用纸杯代替塑料杯的环保行动，其正确化学知识应为纸杯更易降解，而非原料来源和成本，B错误； C．含有氮、磷、钾的物质常用做化肥，则厨余垃圾制肥料与厨余垃圾含有氮、磷、钾等元素有关，C正确； D．油脂在碱性条件下可发生水解反应生成甘油和可制作肥皂的高级脂肪酸盐，则以油脂为原料制备肥皂与油脂可发生皂化反应有关，D正确； 故选B。 【变式3-1】（2024高一下·广东·学业考试）下列做法不符合绿色发展理念的是 A．积极开发原子利用率高的化工生产工艺 B．积极提高煤和石油作为燃料使用的比例 C．推广尾气处理技术，减少大气污染物排放 D．研发可降解高分子材料，减少“白色污染” 【答案】B 【详解】A．开发原子利用率高的工艺减少废弃物，符合绿色化学原则，A正确； B．提高化石燃料煤和石油使用比例会增加污染和碳排放，违背绿色发展理念，B不符合题意； C．推广尾气处理技术可减少污染物排放，符合环保要求，C正确； D．研发可降解材料减少白色污染，符合可持续发展，D正确； 故答案选B。 【变式3-2】（24-25高一下·广东汕头·期末）“碳中和”中的“碳”是指 A．碳单质 B．碳酸盐 C．二氧化碳 D．甲醛 【答案】C 【分析】“碳中和”中的“碳”特指CO2。 【详解】A．碳单质如石墨、金刚石等，与温室气体无关，A不符合题意； B．碳酸盐是比较稳定的固态化合物，并非排放的温室气体，B不符合题意； C．“碳中和”中的“碳”特指CO2，二氧化碳是导致温室效应的主要气体，C符合题意； D．甲醛虽含碳，但属于污染物而非温室气体减排的主要对象，D不符合题意； 故选C。 【变式3-3】（25-26高一上·广东·开学考试）化石燃料的燃烧、森林砍伐和工业发展等造成过度排放已成为全球性问题。将转化为高附加值燃料或化学品已被认为是缓解能源短缺和温室效应等问题最有前景的方法。 上海科研团队成功开发出一种用锌修饰的氮化镓()纳米线催化剂，实现了人工光合作用下高效转化为甲烷，原理与反应部分路径图如图1，助力实现碳中和。团队通过大量实验证明，产生甲烷速率的影响因素如图2。(摘自Science Bulletin) 依据上文，回答问题： (1)造成过度排放的原因 。 (2)经人工光合作用生成的燃料属于 (填“有机”或“无机”)物。 (3)图1发生的化学反应方程式 。 (4)由图2推测，该实验至少设置 组对照实验；光照越强，催化作用越 (填“强”或“弱”)，提高甲烷产生速率的方法有 (写一条)。 (5)实现上述转化的意义是 (写一条)。 【答案】(1)化石燃料的燃烧、森林砍伐、工业发展等(合理即可) (2)有机 (3) (4) 3 强 增强光照、增大水蒸气浓度、增加催化剂质量、升温等(合理即可) (5)缓解能源短缺、减缓温室效应等(合理即可) 【详解】（1）造成过度排放的原因化石燃料的燃烧、森林砍伐、工业发展等(合理即可)； （2）经人工光合作用生成甲烷，甲烷中含有碳元素，属于有机物； （3）图1中水二氧化碳在光照和氮化镓()纳米线催化作用下生成过氧化氢和甲烷，反应的化学反应方程式为：； （4）由图2可知，该实验至少设置了3组对照实验，分别是没有水蒸气、没有催化剂、没有光照；根据图2可知，光照越强，催化作用越强；提高甲烷产生速率的方法示例：增大光照强度或增加催化剂用量、补充水蒸气等； （5）上述转化中消耗了二氧化碳，生成了甲烷，既可减少温室气体排放，又能获得清洁能源。 / 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 $