第八章化學與可持續(xù)發(fā)展第三節(jié)環(huán)境保護與綠色化學

一、化學與環(huán)境保護

環(huán)境問題的含義保護環(huán)境當前的任務：（1）對環(huán)境情況的檢測（2）三廢的治理

（3）尋找源頭治理環(huán)境的生產(chǎn)工藝生態(tài)環(huán)境破壞環(huán)境污染廢氣（化學燃料燃燒及工廠廢氣）廢水（工業(yè)廢水、生活廢水等）廢渣（工業(yè)垃圾、生活垃圾等）人類保護傘的洞—臭氧層被破壞(氟利昂CCl2F2和NOx)空中死神—酸雨(SO2和NOx)全球變暖—溫室效應(CO2)光化學煙霧(汽車尾氣中NOx、NO、碳氫化合物）無形殺手—居室污染環(huán)境污染的類別：1.大氣污染：來自工業(yè)廢氣，汽車尾氣，生活廢氣（硫與氮的氧化物，碳氧化物，氮氫化物，鹵素化合物，放射性）2.水污染：來自工業(yè)廢水、生活廢水(無機物，重金屬鹽類，營養(yǎng)物有機物，洗滌劑，石油)水體富營養(yǎng)化（N、P、K、S的化合物）（生活污水、農(nóng)田排水、化肥、合成洗滌劑、工業(yè)廢水引起藻類、浮游生物暴發(fā)性繁殖——赤潮、水華）淡水中“水華”造成的最大危害是：飲用水源受到威脅，藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍藻“水華”的次生代謝產(chǎn)物MCRST能損害肝臟，具有促癌效應，直接威脅人類的健康和生存。赤潮是由于海水中浮游藻類、原生動物或細菌異常增殖或聚集而引起海水變色的現(xiàn)象。實際上，赤潮并不一定都是紅色的，它可因引發(fā)赤潮的生物種類和數(shù)量不同而呈現(xiàn)出不同顏色。摩洛哥干旱羊上樹屢次經(jīng)受干旱考驗的摩洛哥山羊?qū)W會了在沒有草吃的時候爬上樹吃樹葉。

重金屬污染：如

汞、鎘、鉛、鉻、砷貓自殺事件——水俁?。ü廴荆┕趋阑巫兇唷峭床。ㄦk污染）智力發(fā)展隱性殺手——鉛污染3.土壤污染：來自工業(yè)垃圾、生活垃圾、廢水、化肥、農(nóng)藥殘留(Cl、P、S)、放射物質(zhì)殘留。4.噪聲污染5.輻射污染6.食品污染綠色化學的核心就是要利用化學原理從源頭減少和消除污染。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

中涉及的有害化學物質(zhì)，實現(xiàn)從

減少或消除環(huán)境污染。2.“原子經(jīng)濟性反應”反應物的原子

為期望的最終產(chǎn)物，這時原子利用率為

。

化學原理技術手段生產(chǎn)

應用源頭全部轉(zhuǎn)化100%二、綠色化學（環(huán)境友好化學）

原子利用率=

×100%期望產(chǎn)物的質(zhì)量生成物的質(zhì)量原子經(jīng)濟性反應高選擇性反應無毒無害原料可再生資源安全的生產(chǎn)工藝應用無毒無害的催化劑提高能源的利用率環(huán)境友好產(chǎn)品（安全、可降解）應用無毒無害的溶劑3.理想綠色化學示意圖反應物反應過程反應產(chǎn)物【思考交流】(課P120)以乙烯為原料生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，過去主要使用的是氯代乙醇法，包括以下兩步反應:CH2=CH2+Cl2+H2O→ClCH2CH2OH+HClO2H2C—CH22ClCH2CH2OH+Ca(OH)2

→+CaCl2+2H2O總的反應可表示為:CH2=CH2+Cl2+Ca(OH)2

→+CaCl2+H2OOH2C—CH2現(xiàn)代石油化工采用銀作催化劑，可以實現(xiàn)一步完成:2CH2=CH2+O2O2H2C—CH2Ag1：試計算兩種生產(chǎn)工藝的原子利用率。2：你還能舉出其他原子利用率為100%的化學反應類型和實際例子嗎?3：原子利用率與產(chǎn)率相同嗎?4：請仔細分析和體會綠色化學對化學研究和化工生產(chǎn)提出了那些新的挑戰(zhàn)?【思考交流】問題1：試計算兩種生產(chǎn)工藝的原子利用率。(1)(2)(1)原子利用率=m(環(huán)氧乙烷)m(環(huán)氧乙烷)+m(CaCl2)+m(H2O)×100%=25.4%(2)采用銀催化合成環(huán)氧乙烷的原子利用率為100%【思考交流】問題2：你還能舉出其他原子利用率為100%的化學反應類型和實際例子嗎?加成(加聚）反應、加聚反應和化合反應問題3：原子利用率與產(chǎn)率相同嗎?原子利用率=生成物的總質(zhì)量期望產(chǎn)物的總質(zhì)量×100%產(chǎn)率=產(chǎn)品的實際產(chǎn)量（質(zhì)量）產(chǎn)品的理論產(chǎn)量（質(zhì)量）×100%問題4：請仔細分析和體會綠色化學對化學研究和化工生產(chǎn)提出了那些新的挑戰(zhàn)?①原料和溶劑的選擇④資源和能源的選擇綠色化學要求充分利用可再生資源，合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本，使之符合可持續(xù)發(fā)展的理念。生產(chǎn)過程應盡量在溫和的溫度和壓力下進行，節(jié)約能源；尋找新型、高效、對環(huán)境友好、可回收、高選擇性的催化劑。③反應條件的選擇開發(fā)、應用“原子經(jīng)濟性”的反應路線，最大限度地利用反應物分子中的每一個原子，充分利用資源，實現(xiàn)廢物的零排放。②反應路線的選擇原料、溶劑要無毒、無害，應致力于開發(fā)無溶劑存在下的反應；在起始端就采用實現(xiàn)污染預防的科學手段。

綠色化學是對傳統(tǒng)化學思維方式的更新與發(fā)展，在多個維度的選擇上都提出了新要求。3.綠色化學示意圖4.開發(fā)和利用自然資源遵循的三原則(3R原則)

、

和

。減量化再利用再循環(huán)課堂練習：1.減少酸雨可采取的措施（）①少用煤做燃料②把工廠煙囪建高③燃料脫硫④飛機、汽車等交通工具采用清潔燃料⑤開發(fā)新能源A.①②③④B.②③④⑤C.①②⑤D.①③④⑤D2.化學與環(huán)境密切相關，下列有關說法中錯誤的是（）A.NO2、NO等含氮氧化物是光化學煙霧的主要污染物B.對酸性物質(zhì)的排放加以控制，開發(fā)新能源是減少酸雨的有效措施C.大氣中的CO2含量的增加會導致溫室效應加劇D.CO2、NO2或SO2都會導致酸雨的形成D3.綠色化學的核心就是利用化學原理和技術手段從源頭上減少或消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。下列不符合綠色化學理念的是（）A.治理產(chǎn)生的污染優(yōu)于防治污染的產(chǎn)生B.盡可能減少生產(chǎn)過程中的能量消耗C.盡可能使用無毒無害的原材料D.盡可能采用對人類和環(huán)境低毒或無毒的合成路線A4.“綠色化學”要求從經(jīng)濟、環(huán)保和技術上設計可行的化學反應。據(jù)此，由單質(zhì)鎂制硝酸鎂的下列4個方案中，你認為可行而且符合“綠色化學”要求的方案是C

原子經(jīng)濟性反應高選擇性反應反應物無毒無害原料可再生資源反