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

该高中化学课件聚焦环境保护与绿色化学，涵盖环境问题类型、危害及防治，绿色化学核心思想、原子经济性与3R原则。课堂通过“山清水秀”图片与环境问题场景对比导入，引导学生调查大气、水体污染，结合垃圾分类、电厂脱硫等情境任务，构建“问题-治理-源头预防”的学习支架。 其亮点是以真实情境任务驱动，如济宁电厂脱硫方案设计、工业园污水处理流程分析，培养科学探究与实践能力。通过“双碱法”工艺优化和原子经济性计算，渗透科学思维中的证据推理与模型认知。垃圾分类实践、课后环保小论文等活动强化科学态度与责任，助力学生提升解决实际问题能力，为教师提供丰富情境素材。

第八章化学与可持续发展 第三节环境保护与绿色化学 人教版2019化学必修第二册 以环境问题-环境保护-绿色化学为主线 ，层层递进 ，通过参加活动旨在增强学生环境保护意识 ，树立主人翁社会责任感 ，体会化学与社会发展的关系。 核心价值 了解当今存在的主要环境问题 ，知道环境污染的几种类型、 危害及防治方法。 必备知识 培养学生多角度、 全方面观察探索分析、 思考问题、 综合运用知识解决问题的能力。 关键能力 指导学生从生活中感受化学 ，培养宏观辨识与微观探析 素养 ；在探究讨论汇报中培养证据推理与模型认知素养 ；在总结思考中培养科学态度与社会责任素养。 教学目标 学科素养 山清水秀人间乐土 环境问题 通常所说的环境问题，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、光化学烟雾、雾霾、水 华和赤潮、垃圾成灾、有毒化学品污染等。 环境要素： 大气 水体 土壤 废水 工业三废： 废气 废水 废渣 一 、环境问题 RECYCLE 调查并汇报大气污染的种类、 成因、 危害及治理 调查并汇报水污染的种类、 成因、 危害及治理 活动一 ：大气污染 活动二 ：水体污染 可 回 收 物 厨 余 垃 圾 有害垃圾 其他垃圾 达到减少环境污染和资源回收利用两个目的 处理原则：无害化、减量化和资源化 Recyclable Food Waste Hazardous Waste Residual Waste 环保行动——垃圾分类 “废渣”及生活垃圾 情境一 ：济宁某电厂厂长最近遇到了一件麻烦事 ，在环保部门的例行检查中 ，该电厂的废气SO2超过排放标准 ，环保局勒令 其在两周内整改。 物质类别 ： SO2属于酸性氧化物 碱性氧化物盐 元素价态 ： S处于中间价态 氧化剂还原剂 任务一 ：请你设计方案去除烟气中的SO2 ，帮助厂长化解难题。 学以致用 碱 任务三：工业上脱硫工艺如图所示，请写出相关的化学方程式。 任务二：结合工业实际，选取SO2 吸收剂还应考虑哪些条件? 廉价易得、吸收效果好、不产生新污染物 CaO+SO2=CaSO3 2CaSO3+O2=2CaSO4 或 2CaO+2SO2+O2=2CaSO4 空 气 ↓硫酸钙 通入烟囱的洁净气体 燃煤产生的 SO2 与生石灰混合加热 钙基固硫 石灰-石膏法 2、在上述两种方法的基础上，请你设计一个能实现物料循环的“双碱法”烟气脱硫方案。 SO2 → 吸收 →Na2SO3 NaOH 任务四：工业上还可用以下方法吸收SO 2 ,工艺流程如图所示： 1、请评价两种吸收方法的优劣。 吸收效率低，降低成本，能加工成石膏 吸收效率高，成本高 碱液吸收法 双碱法烟气脱硫 ①NaOH 循环利用， 降低了成本； 符合资源再循环的原则 ③污染物零排放，消除有害物质产生。 绿色环保 ②副产物加工成有用物质石膏； 环境友好产品 3、工艺的优化 情境二：济宁某工业园废水处理厂处理污水的流程如下： 思考：流程中分别加入混凝剂、熟石灰、Na2S的目的是什么? 格栅间：除大块 物体 污水(含有泥沙、有机物、 混凝法 中和法 混凝剂池 熟石灰 初次沉淀池 二次沉淀池 Hg²+、Cl等 ) 达标排放 加入 Na2S 沉淀法 曝气池 沉 砂 H+、Na+、 加入 曝气 加入 方法 试剂 反应原理 混凝法 明矾、 聚合氯化铝、硫酸亚铁等 Al3＋＋3H2O Al(OH)3(胶体)＋3H+ 中和法 熟石灰、 硫酸、 CO2等 OH－＋H＋=H2O 沉淀法 沉淀剂如Na2S等 Hg2＋＋S2－=HgS↓ 氧化还原法 Cl2、 Cl2O、 H2O2 、 Fe2+等 有害物质被氧化或被还原 污水处理主要化学方法及其原理 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。 二、绿色化学 也称环境友好化学 1、核心思想 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%。 符合原子利用率为100%的反应有化合反应、加成反应和加聚反应。 原子利用率 = ×100% 2、“原子经济性反应” 期望产物的总质量 生成物的总质量 2、原子利用率和产率不一样 3、试从原子利用率、反应物、中间产物、副反应、废弃物等角度用绿色化学的思想评价两种生产工艺。 试计算两种生产工艺的原子利用率。你还能举出其他原子利用率为100%的化学反应类型和实际例子吗 原子利用率与产率相同吗?请仔细分析和体会绿色化学对化学研究和化工生产提出了哪些新的挑战。 1、两种生产工艺原子利用率为25.4%和100% 【思考与讨论】 原子利用率= X100%=25.4% 产率= 某产物的实际产量 X100% 原子利用率= X100% 2CH3=CH2+, 原子利用=100% 现代石油化工采用银作催化剂，可以实现一步完成： m (环氧烷)+m(CaCl2)+m(H2O) 期望产物的总质量 该产物的理论产量 生成物的总质量 以乙烯为原料生产环负乙崆过土亡西出用从旦岛心7站山 m (环氧烷) X100% 环境友好产品 (安全、 能降解、 可再利用) 应用无毒无害的催化剂 应用无毒无害的溶剂 反应物 无毒无害原料可再生资源 原子经济性反应高选择性反应 提高能源的利用率 安全的生产工艺 反应过程 产物 3、绿色化学内涵 绿色化学示意图 树立环保意识，践行绿色发展理念。 4、开发和利用自然资源，必须遵循的3R原则： 减量化(Reduce)减少原料、节约能源 REDUCE 再循环(Recycle)物质循环、能量循环 再利用(Reuse) 如催化剂、反应载体 RECYCLE REUSE 中国科学家研制的双金属位点CuIn5S8超薄纳米片催化剂，在可见光驱动下将CO2 还原为CH4, 选择性接近100%。该成果于2019年7月发表在《自然 · 能源》上。 据估计，绿色植物等通过光合作用，每 年可合成约2×10"t有机物，这种能力着实令人羡慕，也引发了人们模拟这一奇妙的物质和能量转化过程的兴趣。面对日渐枯竭的化石燃料，面对臭氧层被破坏、全球变暖、空气污染、酸雨等全球性和区域性环境问题，人们设想利用人工光合作用固定二氧化碳，制造燃料和基本化工原料，利用阳光发电，光解水制氢气，等等。人工光合作用研究的 目标并不只是简单地模仿，而是希望“人工 树叶”能够做得更好，以摆脱自然条件的限制，实现大规模工业化生产。目前，该领域已经取得了一些令人振奋的突破。尽管从实验室走向工业化生产还有很长的路，很多问题有待研究，如深入研究光合作用的机理，开发新型催化剂，研制高效安全的储氢材料，但人们探索和创新的脚步不会停歇。 科学 ·技术 ·社会 人工光合作用 大气、水和土壤与人们的生活息息相关， 保护环境是我们的共同责任。环境保护工程 师的主要工作是预防和治理环境污染，包括 对环境问题的调查研究、分析监测、管理监 督和对环境污染的控制与治理等。例如，应 用光谱分析、滴定分析等化学分析方法对环 境中的污染物进行分析和鉴定；研究大气中 PM1₀浓度、PM25 浓度和臭氧浓度；测定土壤 和水样品的成分，检测其中的农药残留和废 弃物污染等。这些数据、分析和研究，既可 作为向公众发布环境信息、提供生活服务的 基础，也可为政府决策提出相应的环境保护 和环境治理方案，为制定政策提供参考。环 境保护工程师在一些研究单位和企业从事着 与环境保护相关的工作，如规划和建造污水 处理厂、城市资源再生系统，规划、设计居 民区的给排水系统，监控和治理各类生产中 “三废”的排放等。 环境保护是一项关乎国计民生的事业，要想成为一名合格的环境保护工程师，必须要有高度的社会责任感，并具备分析化学、环境化学、环境微生物学、环境监测、环境质量评价和环境工程等相关的知识。 图8-25 环境保护工程师在监测站点查看PM2,监测 设备运行情况 环境监测、污染治理、寻找绿色化学工艺都离不开化学工作者的付出。希望广大同学投身到化学工作中，现 在努力学化学基础知识，将来能够为 环境保护做出贡献。 通过对污染物的存在形态、 含量进行分析和测定，为控制和消除污染提供可靠的数据，是进行环境质量评价和污染治理的基础。 环境质量监测 化学与职业 环境保护工程师 绿色化学的含义 原子经济性反应 你的收获是什么? 化学在环境保护中的作用 环境质量检测 绿色化学 废气治理 废水治理 废渣治理 护与绿 环境保 色化学 写一篇关于环境保护的小论文 【课后作业】 A.推广使用燃煤脱硫技术 ，防治污染 B.加大石油、煤炭的开采速度 ，增加化石燃料的供应量 C.实施绿化工程 ，防治扬尘污染 D.利用和开发新能源汽车 ，消除机动车尾气污染 1.空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而 启动的“蓝天工程”得到了全民的支持 ，下列措施不利于 “蓝天工程”建设的是( B ) 【巩固练习】 2.为了保护自然环境 ，提高人民的生活质量 ，必须重视处理 “白色污染”。该“ 白色污染”指的是( C ) 十分严重 ，经常发生“赤潮”现象。下列生活用品中能 引起“赤潮”的是( B ) 3.我国近海海域海水中一些元素含量普遍超标 ，富营养化 A.冶炼厂的白色烟尘 B.石灰窑的白色粉末 C.聚氯乙烯等塑料垃圾 D.白色建筑材料 A.肥皂 B.含磷洗涤剂 C.加酶洗衣粉 D.化妆品 A.燃煤中加入适量石灰石 ，可减少废气中SO2的量 B.臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康 C.pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨 D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解 ，故不会导致水体污染 4.下列有关环境问题的说法正确的是( A ) 可行而且符合“绿色化学”要求的方案是(C ) 5.“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反 应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为 DMg 浓硫酸Mgso4Ba(NO32 溶液Mg(NO $