第三節(jié)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)第1課時(shí)第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展1.認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)與技術(shù)的不斷創(chuàng)新和發(fā)展是解決人類(lèi)社會(huì)發(fā)展中遇到的問(wèn)題、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。2.結(jié)合實(shí)例認(rèn)識(shí)化學(xué)原理、化工技術(shù)對(duì)于節(jié)能環(huán)保、清潔生產(chǎn)、清潔能源等產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要性。3.樹(shù)立“綠色化學(xué)”的觀念，形成資源全面節(jié)約、物質(zhì)和能量循環(huán)利用的意識(shí)。學(xué)習(xí)目標(biāo)新課引入有人曾說(shuō)過(guò)，人類(lèi)只是地球的一個(gè)過(guò)客，地球不會(huì)毀滅，毀滅的是人類(lèi)，人類(lèi)正以光速探索地球、消耗資源，帶來(lái)了一系列的環(huán)境問(wèn)題。一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)1.環(huán)境問(wèn)題人類(lèi)和其他生物生存的生物圈與大氣圈、水圈和巖石圈不斷地進(jìn)行著物質(zhì)和能量的交換，共同構(gòu)成了地球生態(tài)系統(tǒng)。通常所說(shuō)的環(huán)境問(wèn)題，主要是指由于人類(lèi)不合理地開(kāi)發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類(lèi)生活所造成的環(huán)境污染。水源污染空氣污染土壤污染海洋污染一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)1.環(huán)境問(wèn)題環(huán)境問(wèn)題主要成因物質(zhì)主要危害溫室效應(yīng)CO2造成全球氣候變暖，水位上升，陸地面積減小等酸雨SO2、NOx土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蝕等臭氧層空洞氟氯代烷、NOx到達(dá)地球表面的紫外線明顯增多，給人類(lèi)健康及生態(tài)環(huán)境帶來(lái)多方面危害光化學(xué)煙霧碳?xì)浠衔?、NOx刺激人體器官，特別是人的呼吸系統(tǒng)，使人生病甚至死亡一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)1.環(huán)境問(wèn)題環(huán)境問(wèn)題主要成因物質(zhì)主要危害白色污染廢棄塑料制品①在土壤中影響農(nóng)作物吸收水分和養(yǎng)分，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)；②混入生活垃圾中難處理、難回收赤潮和水華含N、P元素的廢水使水體富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致水中藻類(lèi)瘋長(zhǎng)，消耗水中溶解的氧，使水質(zhì)惡化那么，如何控制和消除污染是我們現(xiàn)在迫切解決的問(wèn)題！一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)2.環(huán)境保護(hù)的任務(wù)(1)環(huán)境監(jiān)測(cè)聲污染監(jiān)測(cè)水污染監(jiān)測(cè)大氣污染檢測(cè)水質(zhì)檢測(cè)

通過(guò)對(duì)污染物的_________、_____進(jìn)行分析和測(cè)定，為_(kāi)____和_____污染提供可靠的數(shù)據(jù)，是進(jìn)行______________和____________的基礎(chǔ)。存在形態(tài)含量控制消除環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)污染治理一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)2.環(huán)境保護(hù)的任務(wù)(2)治理工業(yè)三廢廢渣廢水廢氣“三廢”處理不當(dāng)就會(huì)污染環(huán)境?；瘜W(xué)在“三廢”治理方面發(fā)揮著重要的作用。一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)2.環(huán)境保護(hù)的任務(wù)(3)尋找源頭治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝，杜絕污染物的排放。能從根本上解決環(huán)境問(wèn)題。一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)3.大氣污染物來(lái)源及次生污染物的形成

除了自然因素，大氣污染物主要來(lái)自化石燃料的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢氣及其攜帶的顆粒物。這些污染物在太陽(yáng)輻射等因素作用下，經(jīng)過(guò)復(fù)雜變化形成次生污染物。在一定的天氣條件下，會(huì)造成酸雨、霧霾、光化學(xué)煙霧等污染現(xiàn)象。一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)3.大氣污染物來(lái)源及次生污染物的形成世界上最早出現(xiàn)光化學(xué)煙霧污染的城市——洛杉磯，該事件導(dǎo)致遠(yuǎn)離城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘減產(chǎn)；損失就達(dá)15億美元；因呼吸系統(tǒng)衰竭死亡的65歲以上的老人達(dá)400多人；約有75%以上的市民患上了紅眼病。一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)3.大氣污染物來(lái)源及次生污染物的形成工廠尾氣主要成分處理方式硫酸廠尾氣SO2、O2、N2等一般用氨水吸收硝酸廠尾氣NO、NO2、N2、O2等一般用NaOH溶液吸收高爐煤氣CO、CO2、N2等一般回收利用煉鋼煙氣Fe2O3煙塵、CO等一般回收利用焦?fàn)t氣H2、CH4、CO、C2H4等可用作燃料一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)4.水污染工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活中產(chǎn)生的污水往往含有復(fù)雜的成分(無(wú)機(jī)物，

重金屬鹽類(lèi)，營(yíng)養(yǎng)物有機(jī)物，洗滌劑，石油)，任意排放會(huì)導(dǎo)致土壤和水體的污染，必須經(jīng)過(guò)多步處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)4.水污染(1)污水的處理方法物理法：除去污水中的細(xì)小懸浮物可以選擇加入混凝劑沉淀、過(guò)濾除去；化學(xué)法：溶解在水中的污染物根據(jù)其化學(xué)性質(zhì)用中和法、氧化還原法和沉淀法等處理。生物法：活性污泥法、生物硫化床法、酶制劑處理法等。污水處理不僅可以減少其對(duì)環(huán)境的污染，還能對(duì)水資源的再利用有著重要的意義。目前，我國(guó)乃至整個(gè)世界仍處于水資源短缺的狀態(tài)中，珍惜保護(hù)水資源，仍然是我們義不容辭的責(zé)任和義務(wù)。流程方法目的一級(jí)處理二級(jí)處理三級(jí)處理可排放的水物理方法除去不溶解的污染物生物及化學(xué)方法除去可降解的有機(jī)污染物化學(xué)沉淀法、氧化還原法、離子交換法、反滲透法等。對(duì)污水進(jìn)行深度凈化一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)4.水污染(2)污水處理的流程未經(jīng)處理的污水格柵間：除去污水中的大塊物體曝氣沉砂池：使沙、水初步分離初次沉淀池：使泥、水分離曝氣池：通過(guò)微生物的代謝作用，將污水中各種復(fù)雜的有機(jī)污染物降解為簡(jiǎn)單的、無(wú)害的物質(zhì)二次沉淀池：經(jīng)過(guò)曝氣池出來(lái)的水在此進(jìn)行二次沉淀深度處理達(dá)到一定標(biāo)準(zhǔn)的可排放的水一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)5.“廢渣”及生活垃圾的處理工業(yè)廢渣和生活垃圾等固體廢物的處理應(yīng)遵循無(wú)害化、減量化和資源化的原則，達(dá)到減少環(huán)境污染和資源回收利用這兩個(gè)重要目的。二、綠色化學(xué)1.核心思想

改變“先污染后治理”的觀念和做法，利用_________和__________，減少或消除產(chǎn)品在______和______中涉及的有害化學(xué)物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)從______減少或消除環(huán)境污染。也稱(chēng)環(huán)境友好化學(xué)?；瘜W(xué)原理技術(shù)手段生產(chǎn)

應(yīng)用源頭二、綠色化學(xué)2.示意圖綠色化學(xué)的理論和實(shí)踐為人類(lèi)解決環(huán)境問(wèn)題提供了全新的思路：提高能源的利用率反應(yīng)過(guò)程反應(yīng)物反應(yīng)產(chǎn)物無(wú)毒、無(wú)害原料可再生資源環(huán)境友好產(chǎn)品(安全、可降解和再利用)原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)高選擇性反應(yīng)安全的生產(chǎn)工藝應(yīng)用無(wú)毒、無(wú)害的催化劑應(yīng)用無(wú)毒、無(wú)害的溶劑二、綠色化學(xué)3.原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)

綠色化學(xué)的核心內(nèi)容是__________________，即充分利用反應(yīng)物中的各個(gè)原子，因而既能充分利用資源，又能防止污染。原子利用率＝

×100%期望產(chǎn)物的總質(zhì)量生成物的總質(zhì)量

最理想的“原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)”要求反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，這時(shí)原子利用率_____________?！霸咏?jīng)濟(jì)性反應(yīng)”可達(dá)100%【例1】以乙烯制環(huán)氧乙烷，有兩種方法方法一：CH2==CH2＋Cl2＋H2O―→

＋Ca(OH)2―→

＋CaCl2＋2H2O總反應(yīng)為：CH2==CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→

＋CaCl2＋H2O方法二：2CH2==CH2＋O2―→2Ag試回答下列問(wèn)題：(1)試計(jì)算兩種方法的原子利用率，方法一為_(kāi)______，方法二為_(kāi)_____。4444＋111＋18×100%≈25.43%二、綠色化學(xué)100%25.43%(2)試從反應(yīng)物、產(chǎn)物對(duì)環(huán)境的影響，生產(chǎn)工藝，原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)，催化劑選擇性等角度分析兩方法的優(yōu)劣。方法一：反應(yīng)物Cl2和Ca(OH)2對(duì)環(huán)境及設(shè)備有很大的污染性和腐蝕性，生產(chǎn)工藝分二步，產(chǎn)率和原子利用率低，成本高，反應(yīng)的選擇性低，產(chǎn)物中有大量的非期望物質(zhì)。方法二：反應(yīng)物中O2無(wú)毒無(wú)污染、生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，原子利用率為100%，催化劑選擇性高、產(chǎn)率高、成本低，因此方法二更優(yōu)。二、綠色化學(xué)(3)哪些類(lèi)型的化學(xué)反應(yīng)原子利用率可達(dá)到100%?；戏磻?yīng)、加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)二、綠色化學(xué)4.開(kāi)發(fā)和利用自然資源遵循的三原則(3R原則)Reuse再利用Reduce減量化Recycle再循環(huán)Rejection拒用有毒有害品Regeneration再生二、綠色化學(xué)人工光合作用人工光合作用是模仿植物光合作用實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化、存儲(chǔ)和利用。2003年美國(guó)啟動(dòng)“太陽(yáng)神計(jì)劃”，用半導(dǎo)體制成光化學(xué)二極管加上不同的催化劑，實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的吸收，把二氧化碳和水變成我們需要的化合物，2014年第一個(gè)人工光合作用集成系統(tǒng)誕生，再到近幾年的光合酶與人工合成的納米材料結(jié)合實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能的轉(zhuǎn)化，都為人工光合系統(tǒng)的構(gòu)建和利用奠定了重要基礎(chǔ)。2020年5月8日，德國(guó)馬普所和法國(guó)波爾多大學(xué)的研究人員以一半天然，一半合成的人造“葉綠體”，并利用光和該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了CO2的固定。1.下列有關(guān)環(huán)境問(wèn)題的說(shuō)法正確的是(

)A.改進(jìn)汽車(chē)尾氣凈化技術(shù)，可以減少溫室氣體的排放B.PM2.5是指大氣中直徑大于2.5微米的顆粒物，是霧霾天氣產(chǎn)生的主要原因C.推廣燃煤脫硫技術(shù)，可以降低SO2對(duì)大氣的污染D.CO、SO2、NO、NO2污染性的氣體，它們?cè)诳諝庵卸寄芊€(wěn)定存在2.下列實(shí)驗(yàn)或敘述符合綠色化學(xué)理念的是()A.加熱Cu和濃硫酸的混合物制備CuSO4B.催化劑作用下乙烯和水反應(yīng)制備乙醇C.使用含鉛汽油，降低汽車(chē)噪音D.用稀硝酸和銅反應(yīng)制取