内容正文:
四川大学附属中学 高一化学备课组
第八章 第三节 环境保护与绿色化学
第2课时 环境保护与绿色化学
思考为什么要保护环境?如何保护环境?
《迷失的家园》
提出问题
核心素养
发展目标
核心问题:阅读教材,归纳典型环境问题和治理方法。
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(1) 环境问题
(不合理地开发和利用自然资源)
生态环境破坏
环境污染
(工农业生产和人类生活)
(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。
1.环境保护
解决问题
一、化学与环境保护
2.大气污染物来源及次生污染物的形成
化石燃料的燃烧
CO、NOx、SO2等
烟尘
挥发性有机物
酸雨
雾霾
光化学烟雾
阳光、空气和水蒸气等的作用
含硫氧化物和含氮化合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反应的化学方程式和反应类型。
答 CaCO3 CaO+CO2↑,分解反应
CaO+SO2 CaSO3,化合反应
2CaSO3+O2 2CaSO4,化合反应(或氧化还原反应)
思考 1
(1)含硫物质一般用石灰石-石膏法脱硫:SO2+Ca(OH)2===CaSO3+H2O,
非氧化还原反应;2CaSO3+O2===2CaSO4,化合反应、氧化还原反应。
(2)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,氧化还原反应
②催化转化:2NO2+4CO N2+4CO2,氧化还原反应
3.污水的处理
(1) 常用方法:物理法、化学法和生物法等。
(2) 常用化学方法:中和法、氧化还原法、沉淀法等。
(3) 流程
从农村方面来说,主要是人们的日常生活、水产及禽畜养殖等产生的污水或固体废弃物未经处理排放,化肥的不当施用等;从城市方面来说,主要是人们的生活污水及工业生产废水的排放等。
水华、赤潮达到一定程度,会使饮用水(淡水)水源受到威胁,水生生物大量减少,生态遭到破坏,水产养殖业更是面临毁灭性打击。预防发生,一要少用或不用含氮、磷洗涤剂,合理施用化肥,适量向水产养殖区投放饲料等;二要对产生的含氮、磷的废水、固体废弃物做科学合理的处理。
4.固体废物的处理
(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。
工业废渣 生活垃圾
1.判断正误
(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)白色污染主要是废弃塑料制品引起的
(4)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
(5)CO2能引起温室效应,故CO2为大气污染物
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应用体验
2.化学与能源开发、环境保护等密切相关。下列说法错误的是
A.酸雨指的是pH<7的雨水,若长时间放置,酸性变强
B.含汞的废旧电池属于有害垃圾,必须分类回收处理
C.低碳生活注重节能减排,尽量使用太阳能等代替化石燃料
D.燃煤时加入适量的生石灰可减少二氧化硫的排放
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六大环境问题及其危害
环境问题 主要污染物 主要危害
酸雨
(雨水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,给人类健康及生态环境带来多方面危害
归纳总结
环境问题 主要污染物 主要危害
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
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
1.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,从源头减少或消除环境污染。
2.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,原子利用率为100% 。
原子利用率= ×100%
——也称环境友好化学
二、绿色化学
100%
不使用有毒原料Cl2,原子利用率率100%,更符合原子经济性反应
加成反应、加聚反应、化合反应
教材P120
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)
减量化(reduce)、再利用(reuse)和再循环(recycle)
一、概念结论
绿色化学的核心:从源头上减少或消除污染
绿色化学的“原子经济性”:反应物原子全部转化为目标产物(原子利用率100%)
常见环境污染问题:大气污染、水污染、土壤污染、白色污染
环境保护措施:源头治理、末端处理、循环利用、清洁生产
二、思想方法
系统思维、辩证思维、定量思维、循环经济模型
三、价值观念
绿色化学的价值观:化学不是污染的根源,而是解决污染的手段
可持续发展的“人类命运共同体”意识
从“末端治理”到“源头预防”的思维转变
化学人的社会责任——让世界更美好
反思提升
1.判断正误
(1)“绿色化学”又称环境友好化学,其核心思想就是“先污染后治理”
(2)“绿色化学”就是指在化工生产中不排放任何有害物质
(3)利用阳光发电、光解水制氢气是解决能源危机,实现可持续发展的有效途径
(4)开发和利用自然资源,必须站在人与自然和谐共生的高度,遵循减量化、再利用和再循环的原则
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评价反馈
2.下列行为符合“绿色化学”理念的是
A.大量使用一次性塑料制品
B.将废旧电池随意丢弃
C.对工业废气进行净化处理后再排放
D.过度开采化石燃料
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3.“绿色化学”的理想状态是反应物的原子全部转化为目标产物,以下反应不符合绿色化学原则的是
A.工业生产环氧乙烷:2CH2==CH2+O2
B.水煤气合成甲醇:CO+2H2 CH3OH
C.制取硝酸铜:3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2O
D.乙烯水化法制乙醇:CH2==CH2+H2O CH3CH2OH
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本节课结束
eq \o(======,\s\up17(催化剂))
eq \f(期望产物的总质量,生成物的总质量)
原子利用率:eq \f(m环氧乙烷,m环氧乙烷+mCaCl2+mH2O)≈25.4%
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