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化学与可持续发展，系统阐述环境问题（酸雨、水污染等）的成因、治理及绿色化学理念，通过“环境问题如何造成”等思考导入，衔接自然资源开发利用，构建从污染分析到治理方案的学习支架。 其亮点在于融合化学观念（物质转化与性质）、科学思维（证据推理与模型建构）及科学态度与责任（环保意识），如通过酸雨形成反应式、原子经济计算实例，结合表格对比环境问题及治理方法，助力学生形成系统认知，教师可借助互动讨论与随堂检测提升教学效率。

第八章 化学与可持续发展 第二节 自然资源的开发利用 8.2 化学品的合理使用 思考：人类和其他生物生存的生物圈与大气圈、水圈和岩石圈不断地进行着物质和能量的交换，共同构成了地球生态系统。环境问题如何造成的？ 2．环境保护的任务 （1）环境质量监测：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）杜绝污染物的排放，从根本上解决环境问题。 一、化学与环境保护 1．环境问题：主要是指由于人类不合理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。 全球性和区域性环境问题包括：酸雨、臭氧层破坏、温室效应、光化学烟雾、白色污染、赤潮和水华等。 3．环境质量监测的意义 通过对污染物的 、 进行分析和测定，为 和 污染提供可靠的数据，是进行 和 的基础。 存在形态 含量 控制 消除 环境质量评价 污染治理 化学工作者主要任务 (1)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数据。 (2)承担的环境质量监测工作是进行环境质量评价和污染治理的基础。 （1）工业三废： ①废气：大气污染物主要来自 和工业生产过程中产生的 及其 。 ②废水：含有复杂的成分，任意排放会导致 的污染。 ③废渣：对废渣等固体废弃物的处理兼有 和 两个重要目的。 化石燃料燃烧 废气 携带的颗粒物 土壤、水源 减少环境污染 资源回收利用 4. 环境污染 （2）大气污染物与次生污染物 （3）酸雨的形成 燃烧含硫的燃料 工业排出的废气 汽车尾气 …… NO SO2 空气 阳光、尘埃 NO2 SO3 HNO3 H2SO4 酸雨 (pH＜5.6) H2SO3 途径1：2NO＋O2= 2NO2 、 3NO2＋H2O＝2HNO3+NO 途径3：SO2＋H2O＝H2SO3、2H2SO3＋O2＝2H2SO4 途径2：空气中飘尘的催化作用， 2SO2＋O2===== 2SO3 、 SO3＋H2O＝H2SO4 催化剂 （4）硫酸型酸雨及治理 治理：可在煤中添加生石灰、熟石灰、石灰石，或氨水作为脱硫剂。反应原理如下： ①生石灰：___________________________________________________________________。 ②熟石灰：___________________________________________________________________。 ③石灰石：___________________________________________________________________。 ④氨水：_____________________________________________________________________。 （5）硝酸型酸雨及治理 治理：工业尾气中的NOx一般用烧碱吸收，汽车尾气一般进行催化转化。 ①碱液吸收：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O ②催化转化：2NO2＋4CO N2＋4CO2 二氧化碳能造成温室效应，它是大气污染物吗? CO2不属于大气污染物。大气污染物是指大气中危害人类和环境的人为污染物和天然污染物,它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。包括颗粒物、硫氧化物、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、其他有害物质等。 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 大气污染物一般处理方式 I、水污染的基本概念：排放的污染物使水体的物理性质、化学性质发生变化，或使生物群落组成发生变化，从而降低了水体的使用价值。 ①主要污染物：①重金属、酸、碱、盐等无机化合物；②耗氧物质、石油和难降解的有机物以及含磷洗涤剂等；③农药等。 ②水污染现象：水的自净能力下降，水质浑浊、发黑、臭；赤潮、水华、水俣病等。 （6）水污染及“污水”处理 II、污水的处理方法 化学法：溶解在水中的污染物根据其化学性质用中和法、氧化还原法和沉淀法等处理。 生物法：活性污泥法、生物硫化床法、酶制剂处理法等。 物理法：除去污水中的细小悬浮物可以选择加入混凝剂沉淀、过滤除去； 化学方法 添加试剂 反应原理 混凝法 明矾、硫酸亚铁等 Al3+＋3H2O Al(OH)3(胶体)＋3H+，生成的胶体吸附水中悬浮物 中和法 熟石灰、硫酸 加碱中和酸，或加酸中和碱，如Ca(OH)2+H2SO4 === CaSO4↓+2H2O 沉淀法 Na2S、H2S等 加沉淀剂使金属离子形成沉淀而除去，如除Hg2+：Hg2++S2- === HgS↓ 氧化还原法 氧化剂或还原剂 如用Cl2处理电镀废水 常用的化学方法：包括混凝法、中和法、氧化还原法、沉淀法等 未经处理的污水 格栅间：除去污水中的大块物体 曝气沉砂 池：使沙、 水初步分离 初次沉淀 池：使泥、 水分离 曝气池：通过微生物的代谢作用，将污水中各种复杂的有机污染物降解为简单的、无害的物质 二次沉淀池：经过曝气池出来的水在此进行二次沉淀 深度处理 达到一定标准的可排放的水 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。经过三级处理后的水可用于绿化和景观用 水等。 （7）“废渣”及生活垃圾的处理 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。 化石燃料的燃烧和工业生产 农业生产和 日常生活中 环境污染 大气污染 水污染 土壤污染 工业“三废” 废气 废水 废渣 农药、化肥、生活污水 废气和颗粒物 农药、化肥、生活污水 总结： 二、绿色化学 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。 二、绿色化学 其特点是： ①开发绿色反应，将原子利用率提高到100%； ②使用无毒无害的原料； ③选用无毒无害的催化剂； ④使用无毒无害的溶剂； ⑤发展“绿色工艺”； ⑥开发和生产绿色产品。 反应物 反应过程 生成物 无毒 无害 可再生资源 安全的生产工艺 无毒无害的溶剂 无毒无害的催化剂 提高能源利用率 安全 可降解 可再利用 原子经济： 原子经济要求反应物的原子全部转化为目标产物，原子利用率达到100%，也就是说在化学反应过程中不产生任何废弃物。化学反应的原子经济性好坏是用原子利用率来衡量的。 反应过程 反应产物 反应物 安全的生产工艺 提高能源的利用率 无毒、无害原料可再生资源 应用无毒、无害的催化剂 环境友好产品（安全、可降解和再利用） 应用无毒、无害的溶剂 原子经济性反应 高选择性反应 请同学们分组探讨你能想到哪些原子利用率100%的反应？ 以乙烯为原料生产环氧乙烷，过去主要使用的是氯代乙醇法，包括以下两步反应： CH2=CH2＋Cl2＋H2O→ClCH2CH2OH＋HCl 2ClCH2CH2OH＋Ca(OH)2→ ＋CaCl2＋2H2O 总的反应可表示为 CH2=CH2＋Cl2＋Ca(OH)2→ ＋CaCl2＋H2O 现代石油化工采用银作催化剂，可以实现一步完成： 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学研究和化工生产提出了哪些新的挑战。 总结： 无机反应中的化合反应和有机反应中的加成反应、加聚反应的原子利用率均为100%。 绿色化学：利用化学原理和技术手段，实现从源头上减少和消除环境污染。 按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。 环境问题 主要污染物 主要危害 酸雨(pH<5.6) SO2及氮氧化物(NOx) 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等 温室效应 CO2、CH4 造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小 臭氧空洞 氟氯代烃、氮氧化物(NOx) 到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康（皮肤癌）及生态环境带来多方面危害 光化学烟雾 碳氢化合物、氮氧化物(NOx) 刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡 常见环境问题 白色污染 难降解的废弃塑料 在土壤中影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产；易被动物当成食物吞入，导致动物死亡；混入生活垃圾中难处理、难降解 赤潮(海水 中)和水华(淡水中) 废水中含N、P等营养元素 水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水质腐败变质、变臭，水生生物因缺氧而死亡 PM2.5 直径小于或等于2.5微米颗粒物 污染空气，形成雾霾天气，增加交通事故，危害人体健康 1．今年世界地球日的主题是“珍爱地球，人与自然和谐共生”。下列说法不合理的是 A．遗弃塑料会污染土壤、地下水和海洋 B．农业要禁用化肥、农药以防止水污染 C．车辆排放的氮氧化物会造成空气污染 D．回收某些垃圾生产煤气、乙醇等燃料 【答案】B 随堂检测： 2．化学与生活、环境、科技等密切相关。下列描述错误的是 A．硅胶可用作食品干燥剂 B．“雾霾天气”“酸雨”“光化学烟雾”的形成都与氮的氧化物无关 C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成 D．氨很容易液化，故液氨常用作制冷剂 【答案】B 3．下列说法正确的是 A．pH在5.6～7.0之间的雨水通常称为酸雨 B．NO可用NaOH溶液吸收 C．过氧化钠可做潜水艇中的“供氧剂” D．大气中SO2的主要来源是汽车排出的尾气 【答案】C 4．绿色化学对于化学反应提出了w原子经济性。(原子节约)的新概念及要求理想的原子经济性反应是原料中的原子全部转变成所需产物不产生副产物实现零排放。下列反应为合成相应有机产物的反应原理原子利用率期望产物的总质量与生成物的总质量之比)最差的是(反应均在定条件下进行) A．CH2=CH2 +Cl2 +Ca(OH)2→CaCl2+H2O + B．2CH3-CH=CH2+2NH3+3O2→2CH2=CH-CN+6H2O C． D．2CH2=CH2+O2→2 【答案】A 5．在“绿色化学”工艺中，理想的状态是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，即原子的利用率为100%。下列反应类型中能体现“原子经济性”原则的是 ①置换反应 ②化合反应 ③分解反应 ④取代反应 ⑤加成反应 ⑥加聚反应 A．①②⑤ B．②⑤⑥ C．③④ D．只有⑥ 【答案】B 6．2020年9月22日，中国国家主席习近平在第七十五届联合国大会一般性辩论上发表重要讲话指出，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。下列说法错误的是 A．减少碳排放有利于缓解全球变暖，减少极端天气发生的频率 B．大力支持风电、光伏发电、生物质发电等行业健康有序发展 C．鼓励农村居民燃烧农作物秸秆用于做饭、冬季取暖 D．大力发展电动汽车、氢燃料电池汽车等新能源汽车 【答案】C 7. 有关 CuSO4 制备途径及性质如图所示，下列说法不正确的是（ ） A. 将CuSO4溶液蒸发浓缩、冷却结晶可制得胆矾晶体 B. 相对于途径①③，途径②更好地体现了绿色化学思想 C. CuSO4在1100℃分解所得气体X可能是SO2和SO3的混合气体 D. Y可能是葡萄糖 C Cu CuSO4 浓H2SO4  70% H2SO4 O2  稀H2SO4 / HNO3  过量NaOH溶液 1100℃ Cu2O 混合气体X Y Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 1.0 $