第三節(jié)環(huán)境保護與綠色化學學習目標重點難點1.認識物質及其變化對環(huán)境的影響,依據(jù)物質的性質及其變化認識環(huán)境污染的成因、主要危害及其防治措施,以酸雨的防治和廢水處理為例體會化學對環(huán)境保護的作用。2.了解關于污染防治、環(huán)境治理的相關國策、法規(guī),強化公眾共同參與環(huán)境治理的責任。3.認識經(jīng)濟發(fā)展與環(huán)境保護等的關系。重點SO2等污染物的控制、消除和回收利用;污水處理的流程、方法及原理。難點綠色化學觀念的形成和綠色化學思想的運用。目錄新知探究(一)——化學與環(huán)境保護新知探究(二)——綠色化學課時跟蹤檢測新知探究(一)化學與環(huán)境保護1.環(huán)境保護環(huán)境問題主要是指由于人類不合理地開發(fā)和利用自然資源而造成的____

破壞,以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的_________環(huán)境保護的任務①環(huán)境監(jiān)測:對污染物的存在形態(tài)、含量等進行分析和測定,為控制和消除污染提供可靠的數(shù)據(jù)。②治理工業(yè)“三廢”(廢氣、廢水和廢渣)。③尋找從源頭治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝:杜絕污染物的排放,從根本上解決環(huán)境問題生態(tài)環(huán)境環(huán)境污染2.大氣污染物來源及次生污染物的形成3.污水的處理方法(1)常用的污水處理方法有

、

和

等。(2)污水處理常用化學方法:

、

、

等。物理法化學法生物法中和法氧化還原法沉淀法(3)污水處理的流程一級處理通常采用

方法,即用格柵間、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。經(jīng)過一級處理后的水一般達不到排放標準,所以通常將一級處理作為預處理二級處理采用

方法(又稱微生物法)及某些化學方法,除去水中的可降解有機物等污染物。經(jīng)過二級處理后的水一般可達到國家規(guī)定的排放標準物理生物三級處理主要采用

、

、

和

等,對污水進行深度處理和凈化。經(jīng)過三級處理后的水可用于綠化和景觀用水等化學沉淀法氧化還原法離子交換法反滲透法續(xù)表4.固體廢棄物的處理工業(yè)廢渣和生活垃圾等固體廢物的處理應遵循

、______

和

的原則,達到減少環(huán)境污染和資源回收利用這兩個重要目的。無害化減量化資源化5.常見環(huán)境問題示例環(huán)境問題主要物質主要危害溫室效應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破壞氟氯代烷、NOx到達地球表面的紫外線明顯增多,給人類健康及生態(tài)環(huán)境帶來多方面危害光化學煙霧碳氫化合物、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,導致農(nóng)作物減產(chǎn)。②混入生活垃圾中難處理、難回收。③易被動物當作食物吞入,導致動物死亡赤潮和水華廢水中含氮、磷元素的營養(yǎng)物質使水體富營養(yǎng)化,導致水中藻類瘋長,消耗水中溶解的氧,使水體變得渾濁、水質惡化PM2.5顆粒物污染空氣,形成霧霾天氣,增加交通事故,危害人體健康續(xù)表1.正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)化學工作者進行的環(huán)境質量監(jiān)測工作可有可無,有污染治理就行。()(2)化石燃料燃燒產(chǎn)生的CO、NOx、SO2為次生污染物。()(3)“燃煤固硫”“汽車尾氣催化凈化”都能提高空氣質量。()(4)CO2能引起溫室效應,故CO2為大氣污染物。()(5)大量化肥的施用和含磷洗衣粉的使用會污染水資源,引起水華。()

[題點多維訓練]××√×√2.含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物質。針對我國以煤炭為主、酸雨類型屬于硫酸型的特點,工業(yè)上常利用在煤炭中加入CaCO3進行脫硫,寫出此方法所依據(jù)的化學反應方程式和反應類型。

CaCO3

CaO+CO2↑,分解反應。CaO+SO2===CaSO3,化合反應2CaSO3+O2===2CaSO4,化合反應3.以下非金屬氧化物與其引起的環(huán)境問題及主要來源對應正確的是(

)選項氧化物環(huán)境問題主要來源ACO2破壞臭氧層化石燃料的燃燒BSO2溫室效應汽車尾氣的排放CNO2光化學煙霧工廠廢氣、汽車尾氣的排放DCO酸雨汽車尾氣和化石燃料的不完全燃燒√4.(2024·西寧高一檢測)“碳中和”是指確定時間內(nèi)排放的碳總量與吸取的碳總量相互抵消,實現(xiàn)二氧化碳相對“零排放”。下列措施對推進碳中和最有效的是(

)A.用汽油代替柴油B.使用無磷洗衣粉C.用二氧化碳合成淀粉D.推行生活垃圾分類√解析:用汽油代替柴油不能減少二氧化碳的排放,不能推進碳中和,故A錯誤;使用無磷洗衣粉能有效防止水體污染,不能推進碳中和,故B錯誤;用二氧化碳合成淀粉,減少了二氧化碳的排放,能推進碳中和,故C正確;推行生活垃圾分類,有利于環(huán)保,但不能減少二氧化碳的排放,不能推進碳中和,故D錯誤。5.

(2024·安徽阜陽高一檢測)近年來,“霧霾”一直是人們所關注的對象,如圖為霧霾的主要成分示意圖。下列說法錯誤的是(

)A.SO2和NxOy分別溶于水都只能生成酸B.開發(fā)利用新能源能減少霧霾的產(chǎn)生C.苯是最簡單的芳香烴D.重金屬離子可導致蛋白質變性√解析:二氧化氮和水反應生成硝酸和NO，A錯誤；開發(fā)利用新能源能減少化石燃料的燃燒，減少霧霾的產(chǎn)生，B正確；芳香烴是分子中含一個或多個苯環(huán)的烴類化合物，苯是最簡單的芳香烴，C正確；

重金屬離子具有毒性，可導致蛋白質變性，D正確。新知探究(二)綠色化學1.綠色化學的核心思想綠色化學也稱環(huán)境友好化學,其核心思想就是改變“先污染后治理”的觀念和做法,利用化學原理和技術手段,減少或消除產(chǎn)品在生產(chǎn)和應用中涉及的有害化學物質,實現(xiàn)從源頭減少或消除環(huán)境污染。2.原子利用率簡單而言,化學反應就是

重新組合的過程。因此,按照綠色化學的思想,最理想的“原子經(jīng)濟性反應”就是反應物的原子全部轉化為期望的最終產(chǎn)物,這時原子利用率為

。原子100%

100%

5.綠色化學示意圖6.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)1.正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)。(1)綠色化學的核心就是從源頭上消除或減少污染。()(2)“綠色化學”就是指在化工生產(chǎn)中不排放任何有害物質。()(3)“3R”原則(減量化、再利用和再循環(huán))是開發(fā)和利用自然資源的基本原則。()(4)植物秸稈含大量鉀元素,焚燒后作鉀肥符合“綠色化學”的思想。(

)(5)植樹造林體現(xiàn)綠色化學思想。()

[題點多維訓練]√√√××2.下列做法不利于實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展和綠色化學理念的是(

)A.工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的三廢不加處理任意排放B.生活垃圾不隨意丟棄,分類回收處理再利用C.使用高效催化劑將汽車尾氣中的有害成分轉化為無害物質D.利用工業(yè)廢氣中的二氧化碳制造可降解塑料√3.(2024·南充期末)“綠色化學”的主要內(nèi)容之一是指從技術、經(jīng)濟上設計可行的化學反應,使原子充分利用,不產(chǎn)生污染物。下列制取CuSO4的反應不符合“綠色化學”理念的是(

)A.Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2OB.2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4===CuSO4+H2OC.2Cu+O2+2H2SO4===2CuSO4+2H2OD.Cu+H2O2+H2SO4===CuSO4+2H2O√解析:Cu與濃H2SO4共熱產(chǎn)生SO2氣體造成空氣污染,A項符合題意。4.“綠色化學”是利用化學原理和技術手段,減少或消除產(chǎn)品在生產(chǎn)和應用中涉及的有害化學物質,實現(xiàn)從源頭減少或消除環(huán)境污染。下列化學反應最符合“綠色化學”理念的是(

)A.CH2==CH2+H2OCH3CH2OHB.C+2H2SO4(濃)CO2↑+2SO2↑+2H2OC.Fe2O3+3CO2Fe+3CO2D.CH3CH2Cl+H2OCH3CH2OH+HCl√解析:加成反應的原子利用率為100%,且不產(chǎn)生污染性氣體,符合“綠色化學”思想。課時跟蹤檢測(選擇題第1~7小題,每小題3分,第10、11小題,每小題5分,本檢測滿分70分)1234567891011√121.(2024·桂林高一檢測)保護環(huán)境人人有責。下列有關化學與環(huán)境的說法不正確的是(

)A.向燃煤中加入生石灰可以減少酸雨的形成B.汽車尾氣排放的氮氧化物是汽油不完全燃燒造成的C.塑料在自然環(huán)境下不易分解,會造成“白色污染”D.綠色化學的核心是利用化學原理和技術手段從源頭上減少或消除環(huán)境污染123456789101112解析:二氧化硫和氧化鈣反應生成亞硫酸鈣,因此向燃煤中加入生石灰可以減少酸雨的形成,故A正確;汽車尾氣排放的氮氧化物是空氣中氮氣和氧氣在高溫下反應生成一氧化氮,一氧化氮和氧氣反應生成二氧化氮造成的,故B錯誤;塑料在自然環(huán)境下不易分解,會造成“白色污染”,因此減少塑料的使用,有利于保護環(huán)境,故C正確;綠色化學的核心是利用化學原理和技術手段從源頭上減少或消除環(huán)境污染,故D正確?！?245678910111232.(2024·東莞高一檢測)東莞著力建造“低碳·無廢·自然”城市,下列說法正確的是(

)A.CO2是形成酸雨的主要物質之一B.將廢鉛酸蓄電池的鉛泥和硫酸做深埋處理C.積極推廣太陽能、風能、地熱能以及水能等的使用D.含磷的合成洗滌劑易被細菌分解,故可隨意排放124567891011123解析:SO2是形成酸雨的主要物質之一,A錯誤;將廢鉛酸蓄電池的鉛泥和硫酸做深埋處理會造成重金屬污染和土壤酸化,B錯誤;太陽能、風能、地熱能以及水能等為清潔能源,可積極推廣使用,C正確;含磷的合成洗滌劑會造成水體富營養(yǎng)化,故不可隨意排放,D錯誤?！?245678910111233.下表中解決相對應的環(huán)境問題所采取的措施不科學的是(

)選項環(huán)境問題措施A臭氧層空洞限制氟氯烴類物質的生產(chǎn)和消耗B酸雨改變能源結構,減少二氧化硫和氮氧化物的排放C白色污染回收利用廢舊塑料,開發(fā)可降解塑料制品D水體富營養(yǎng)化禁止使用含磷洗衣粉和施用氮肥解析:禁止使用化肥不符合農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀,D項不科學?！?245678910111234.(2024·浙江杭州期中)我國提出爭取在2030年前實現(xiàn)碳達峰,2060年前實現(xiàn)碳中和,這對于改善環(huán)境,實現(xiàn)綠色發(fā)展至關重要。下列措施中不利于實現(xiàn)“碳中和”目標的是(

)A.將煤轉化為煤粉再燃燒B.農(nóng)村推廣風力發(fā)電、光伏發(fā)電C.努力開發(fā)太陽能、氫能等多種形式能源,降低化石燃料需求量,控制CO2排放量D.推廣使用新能源汽車124567891011123解析:煤轉化為煤粉再燃燒,不能減少CO2的排放,不利于實現(xiàn)“碳中和”的目標,A符合題意?！?245678910111235.按照綠色化學的思想,最理想的“原子經(jīng)濟性反應”就是反應物的原子全部轉化為期望的最終產(chǎn)物。下列制備過程最符合“原子經(jīng)濟性反應”的是(

)A.甲烷與氯氣制備一氯甲烷B.氯乙烯制備聚氯乙烯C.乙醇與金屬鈉制備乙醇鈉D.乙醇在濃硫酸加熱條件下制備乙烯124567891011123解析:氯乙烯制備聚氯乙烯發(fā)生加聚反應,原子利用率100%,B項符合題意?！?245678910111236.“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(

)124567891011123解析:根據(jù)題意“綠色化學”要從經(jīng)濟、環(huán)保和技術三個方面設計可行的反應。從經(jīng)濟上看,B項最不合算,環(huán)節(jié)多、試劑使用多、轉化率低;D項不合算,用的原料較貴;從環(huán)保角度看,A和D項產(chǎn)生污染環(huán)境的氮氧化物和SO2,B項原料Cl2也有毒;從技術角度看,D項中Ba(NO3)2溶液的量難以控制?！?245678910121137.下列有關說法錯誤的是(

)A.研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇B.積極鼓勵植樹造林,降低空氣中CO2含量C.利用煤的氣化、液化制備清潔燃料,降低碳排放D.利用中西部地區(qū)富含鈣離子的堿性土壤,吸收固定CO2124567891012113解析:研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇,能促進碳中和,A項正確;植物光合作用吸收二氧化碳,所以積極鼓勵植樹造林,降低空氣中CO2含量,B項正確;為了減少煤燃燒對大氣造成的污染,所以利用煤的氣化、液化制備清潔燃料,但是對于二氧化碳的排放而言,并沒有任何的減少,C項錯誤;二氧化碳為酸性氧化物,能夠與堿和堿性氧化物反應,所以利用中西部地區(qū)富含鈣離子的堿性土壤,吸收固定CO2,D項正確。1245678910111238.(15分)可持續(xù)發(fā)展需要注意“環(huán)境保護”和“節(jié)約能源”。(1)以煤炭為主的能源結構易導致酸雨的形成,形成這類酸雨的主要氣體是

。

解析:煤炭中的硫燃燒會生成二氧化硫,空氣中的二氧化硫氣體會在粉塵作催化劑的條件下反應生成三氧化硫,三氧化硫再與雨水形成酸雨,形成這類酸雨的主要氣體是SO2。SO2124567891011123(2)氮氧化物(NOx)是大氣中的主要氣態(tài)污染物之一、汽車尾氣中含有NOx、CO和碳氫化合物等。汽車尾氣凈化裝置里裝有Pd等過渡元素的催化劑,氣體在催化劑表面吸附與解吸作用機理如圖所示。尾氣凈化裝置中發(fā)生的總反應化學方程式為

。

2NO+O2+4CON2+4CO2124567891011123解析:由圖可知,反應Ⅰ為2NO+O2===2NO2,反應Ⅱ為2NO2+4CON2+4CO2,反應Ⅰ+Ⅱ得到2NO+O2+4CON2+4CO2。124567891011123(3)工業(yè)廢水需處理達標后才能排放,下列處理方法合理的是___

(填字母)。

A.用中和法除去廢水中的酸B.用絮凝劑除去廢水中的重金屬離子C.用氯氣除去廢水中的懸浮物A124567891011123解析:中和法適用于除去廢水中的酸,所以用中和法除去廢水中的酸,故A符合題意;用絮凝劑如明礬等除去廢水中的懸浮物,用沉淀法除去廢水中的重金屬離子,故B不符合題意;用絮凝劑如明礬等除去廢水中的懸浮物,氯氣能消毒殺菌,但不能除去懸浮物,故C不符合題意。124567891011123(4)若某一催化劑能同時催化NH3等還原性氣體與NO的反應。將該催化劑分別用于催化還原含等物質的量NO的兩種氣體:①純NO氣體,②汽車尾氣。消耗NH3的物質的量較多的可能是

(填字母),原因是______________________________________________________________

。

A.①

B.②

C.都有可能C汽車尾氣中同時含有CO、碳氫化合物等還原性氣體和NO2等氧化性氣體,二者相對含量的不同可導致消耗NH3的減少或增多124567891011123解析:根據(jù)氧化還原反應中電子得失守恒原則可推知,若汽車尾氣中含有一定量的CO和碳氫化合物,因它們也可以還原NO,則所消耗氨氣就少;若汽車尾氣中含有NO2,因NO2也可氧化NH3,則消耗的氨氣就多。1245678910111239.(13分)(1)下列制備氯乙烷的反應中屬于理想的“原子經(jīng)濟性反應”的是

(填字母)。

AD124567891011123由上述四個反應可歸納出,理想的原子經(jīng)濟性反應是__________(填反應類型)。

加成反應(2)有毒物質的無害化處理也是綠色化學研究的內(nèi)容之一。ClO2是一種性能優(yōu)良的消毒劑,它可將廢水中少量的CN-等有毒的酸根離子氧化而除去。請寫出用ClO2將廢水中的CN-氧化成無毒氣體的離子方程式:

,該方法的優(yōu)點是____________

。2ClO2+2CN-===2CO2+N2+2Cl-產(chǎn)物為無毒無害的Cl-、CO2和N2124567891011123(3)某飲用水廠由天然水制備純凈水(去離子水)的工藝流程示意圖如下:活性炭的作用是

;O3消毒的優(yōu)點是

。吸附水中的色素和異味反應產(chǎn)物無毒無害124567891011123高階思維訓練(選做題)10.“碳捕捉技術”是指通過一定的方法將工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的CO2分離出來并利用。如可利用NaOH溶液來“捕捉”CO2,其基本過程如圖所示(部分條件及物質未標出)?！?24567891011123下列有關該方法的敘述中正確的是(

)A.能耗小是該方法的一大優(yōu)點B.整個過程中,有一種物質可以循環(huán)利用C.“反應分離”環(huán)節(jié)中,分離物質的基本操作是過濾、蒸發(fā)、結晶D.該方法可減少碳排放,捕捉到的CO2還可用來制備甲醇等產(chǎn)品101245678911123解析:A.碳酸鈣高溫分解需要消耗大量的能量,不正確;B.氧化鈣與氫氧化鈉可以循環(huán)使用,不正確;C.碳酸鈣不溶于水,所以“反應分離”環(huán)節(jié)中,分離物質的基本操作是過濾,不正確;D.工業(yè)上可以用CO2合成甲醇,正確。11.

環(huán)氧乙烷()有殺菌作用,對金屬無腐蝕性,無殘留氣味,因此可用作材料的氣體殺菌劑,利用乙烯可一步合成:2CH2==CH2+O2

2,下列說法錯誤的是(

)A.該反應屬于氧化反應B.該反應的原子利用率為100%C.乙烯可使酸性KMnO4溶液褪色D.環(huán)氧乙烷中所有原子可能共平面124567891011123√124567891011123

解析:加氧去氫的反應屬于氧化反應，A正確；由反應可知，生成物只有一種，反應的原子利用率為100%，B正確；乙烯中含有碳碳雙鍵，可使酸性

KMnO4溶液褪色，C正確；環(huán)氧乙烷分子中C均為四面體結構，所有原子不可能共平面，D錯誤。12124567891011312.(11分)(1)“綠色化學”的最大特點在于它是在始端就采用預