2020-2021學(xué)年新教材化學(xué)人教版必修第二冊(cè)教案：第8章第3節(jié)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)Word版含解析

1、PAGE PAGE 9第三節(jié)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)發(fā)展目標(biāo)體系構(gòu)建1.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。樹(shù)立“綠色化學(xué)”的觀念，形成資源全面節(jié)約、物能循環(huán)利用的意識(shí)。培養(yǎng)“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的核心素養(yǎng)。2.認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化對(duì)環(huán)境的影響、依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)及其變化認(rèn)識(shí)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(huì)化學(xué)對(duì)環(huán)境保護(hù)的作用。了解關(guān)于污染防治、環(huán)境治理的相關(guān)國(guó)策、法規(guī)，強(qiáng)化公眾共同參與環(huán)境治理的責(zé)任。培養(yǎng)“宏觀辨識(shí)與社會(huì)責(zé)任”的核心素養(yǎng)。一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)1環(huán)境保護(hù)(1)環(huán)境問(wèn)題：主要是指由于人類不合理地開(kāi)發(fā)和利用自然資源

2、而造成的生態(tài)環(huán)境破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染。(2)環(huán)境保護(hù)的任務(wù)環(huán)境監(jiān)測(cè)：對(duì)污染物的存在形態(tài)、含量等進(jìn)行分析和測(cè)定，為控制和消除污染提供可靠的數(shù)據(jù)。治理工業(yè)三廢(廢水、廢氣、廢渣)。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，從根本上解決環(huán)境問(wèn)題。2大氣污染(1)污染物主要來(lái)源：除了自然因素外，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。(2)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物理法、化學(xué)法、和生物法等。(2)污水處理常用化學(xué)方法：中和法、氧化還原法、沉淀法等。(3)污水處理的流程一級(jí)處理：通常采用物理方法，即用格

3、柵間、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。經(jīng)一級(jí)處理后的水一般達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，所以通常將一級(jí)處理作為預(yù)處理。二級(jí)處理：采用生物方法(又稱微生物法)及某些化學(xué)方法，除去水中的可降解有機(jī)物等污染物。經(jīng)二級(jí)處理后的水一般可以達(dá)到國(guó)家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。三級(jí)處理：主要采用化學(xué)沉淀法、氧化還原法、離子交換法和反滲透法等，對(duì)污水進(jìn)行深度處理和凈化。經(jīng)過(guò)三級(jí)處理后的水可用于綠化和景觀用水等。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(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綠色化學(xué)也稱環(huán)境友好化學(xué)，其核心思想就是改變“先污染后治理”的觀念和做法，利用

4、化學(xué)原理和技術(shù)手段，減少或消除產(chǎn)品在生產(chǎn)和應(yīng)用中涉及的有害化學(xué)物質(zhì)，實(shí)現(xiàn)從源頭減少或消除環(huán)境污染。2簡(jiǎn)單而言，化學(xué)反應(yīng)就是原子重新組合的過(guò)程。因此，按照綠色化學(xué)的思想，最理想的“原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)”就是反應(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(即期望產(chǎn)物的總質(zhì)量與生成物的總質(zhì)量之比)為100%。1判斷正誤(正確的打“”，錯(cuò)誤的打“”)(1)CO2能引起溫室效應(yīng)，故CO2為大氣污染物。()(2)大量化肥的施用和含磷洗衣粉的使用會(huì)污染水資源，引起水華。()(3)含硫燃料的大量燃燒能引起酸雨的發(fā)生。()(4)白色污染主要是廢棄塑料制品引起的。()(5)化合反應(yīng)和加成反應(yīng)可以使原子利用率達(dá)到1

5、00%。()答案(1)(2)(3)(4)(5)2污水處理的主要方法有：中和法；化學(xué)沉淀法；氧化還原法；過(guò)濾法。其中屬于化學(xué)方法的有()ABCD答案A3以乙烯為原料生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，過(guò)去主要使用的是氯代乙醇法，包括以下兩步反應(yīng)：CH2=CH2Cl2H2OClCH2CH2OHHCl2ClCH2CH2OHCa(OH)2CaCl22H2O總的反應(yīng)可表示為：CH2=CH2Cl2Ca(OH)2CaCl2H2O現(xiàn)代石油化工采用銀作催化劑，可以實(shí)現(xiàn)一步完成：2CH2=CH2O2eq o(,sup9(Ag)(1)兩種生產(chǎn)工藝的原子利用率分別為_(kāi)，_。(2)列出原子利用率為100%的化學(xué)反應(yīng)類型及其實(shí)際例子的方程式_

6、，_。(3)原子利用率與產(chǎn)率是否相同？_(填“是”或“否”)。答案(1)25.4%100%(2)化合反應(yīng)：2H2O2eq o(=,sup9(點(diǎn)燃)2H2O加聚反應(yīng)：nCH2=CH2eq o(,sup9(催化劑)CH2CH2加成反應(yīng)：CHCHHCleq o(,sup9(催化劑)CH2=CHCl(任選兩個(gè)，其他合理答案均可)(3)否常見(jiàn)環(huán)境問(wèn)題與綠色化學(xué)1含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)。工業(yè)上常利用它們與一些物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)加以控制、消除和回收利用。請(qǐng)舉例說(shuō)明這些方法所依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)和反應(yīng)類型。提示：例如，針對(duì)我國(guó)以煤炭為主、酸雨類型屬于硫酸型的特點(diǎn)，主要采取燃料預(yù)脫硫、爐內(nèi)脫硫和煙囪排氣

7、除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3等吸收脫硫，其主要化學(xué)反應(yīng)原理和類型如下：CaCO3eq o(=,sup9(高溫)CaOCO2，分解反應(yīng)CaOSO2eq o(=,sup9(800 )CaSO3，化合反應(yīng)2CaSO3O2eq o(=,sup9(800 )2CaSO4，化合反應(yīng)(或氧化還原反應(yīng))SO22NH3H2O=(NH4)2SO3，化合反應(yīng)再如，機(jī)動(dòng)車輛的尾氣排放也同樣需要控制，其中的氮氧化物還是光化學(xué)污染的主要成因，它比硫氧化物的消除難度大，一般采用CH4、H2等在Pt、Pd等的催化作用下將氮氧化物還原為N2和H2O，其主要化學(xué)反應(yīng)原理和類型如下：CH44NO2eq

8、o(=,sup9(Pt),sdo9(400500 )4NOCO22H2O，氧化還原反應(yīng)CH44NOeq o(=,sup9(Pt),sdo9(400500 )2N2CO22H2O，氧化還原反應(yīng)2含氮、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊和近海水域，會(huì)出現(xiàn)水華、赤潮等水體污染問(wèn)題。你認(rèn)為在城市和農(nóng)村出現(xiàn)的這種水體污染各有什么特點(diǎn)？怎樣預(yù)防？提示：導(dǎo)致水華、赤潮現(xiàn)象的原因，從農(nóng)村方面來(lái)說(shuō)，主要是人們的日常生活、水產(chǎn)及禽畜養(yǎng)殖等產(chǎn)生的污水或固體廢棄物未經(jīng)處理排放，化肥的不當(dāng)使用等；從城市方面來(lái)說(shuō)，主要是人們的生活廢水及工業(yè)生產(chǎn)廢水的排放等。水華、赤潮現(xiàn)象達(dá)到一定程度，會(huì)使飲用水(淡水)水源受到威脅，水生

9、生物大量減少，生態(tài)遭到破壞，水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)更是面臨毀滅性打擊。預(yù)防水華、赤潮現(xiàn)象的發(fā)生，一要少用或不用含氮、磷洗滌劑，合理使用化肥，適量向水產(chǎn)養(yǎng)殖區(qū)投放飼料等；二要對(duì)產(chǎn)生的含氮、磷的廢水、固體廢棄物做科學(xué)合理的處理。3設(shè)計(jì)Cu制備CuSO4的實(shí)驗(yàn)方案，并評(píng)價(jià)優(yōu)劣。提示：方案1：Cueq o(,sup9(濃H2SO4),sdo9()CuSO4方案2：Cueq o(,sup9(O2),sdo9()CuOeq o(,sup9(H2SO4)CuSO4方案1產(chǎn)生SO2污染氣體，且H2SO4利用率低，而方案2無(wú)污染氣體且H2SO4利用率高。1常見(jiàn)環(huán)境問(wèn)題環(huán)境問(wèn)題主要污染物主要危害溫室效應(yīng)CO2造成全球氣候變暖

10、，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(dá)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(lái)多方面危害光化學(xué)煙霧碳?xì)浠衔铩Ox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)。混入生活垃圾中難處理、難回收。易被動(dòng)物當(dāng)作食物吞入，導(dǎo)致動(dòng)物死亡赤潮和水華廢水中含氮、磷元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)使水體富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致水中藻類瘋長(zhǎng)，消耗水中溶解的氧，使水體變得渾濁、水質(zhì)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2.常見(jiàn)工業(yè)廢氣的成分及處理工廠尾氣主要

11、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、CO2、C2H4、N2等可用作燃料3.尋找從源頭上治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝從人類生產(chǎn)活動(dòng)的角度來(lái)說(shuō)，污染物的排放大都是從物質(zhì)的工業(yè)生產(chǎn)開(kāi)始的，實(shí)施清潔能源生產(chǎn)既能滿足人們的物質(zhì)需求，又可以合理使用自然資源，同時(shí)能從根本上解決環(huán)境問(wèn)題。4綠色化學(xué)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求注意：原子利用率eq f(期望產(chǎn)物的總質(zhì)量,生成物的總質(zhì)量)100%1以下非金屬氧化物與其引起的環(huán)境問(wèn)題及主要來(lái)源對(duì)應(yīng)正

12、確的是()選項(xiàng)氧化物環(huán)境問(wèn)題主要來(lái)源ACO2破壞臭氧層化石燃料的燃燒BSO2溫室效應(yīng)汽車尾氣的排放CNO2光化學(xué)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C化石燃料燃燒主要排放二氧化碳?xì)怏w，與溫室效應(yīng)有關(guān)，而與破壞臭氧層無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；工廠廢氣的排放產(chǎn)生大量二氧化硫氣體，是形成酸雨的主要污染物，而溫室效應(yīng)是由二氧化碳引起的，故B錯(cuò)誤；工廠廢氣、汽車尾氣排放大量的氮氧化物，氮氧化物是形成光化學(xué)煙霧的主要污染物，故C正確；形成酸雨與二氧化硫及氮的氧化物有關(guān)，CO是一種有毒氣體，與酸雨無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。2化學(xué)與生活密切相關(guān)。下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()APM2.5是指直徑不大于2.5

13、m的可吸入懸浮顆粒物B綠色化學(xué)要求從源頭上消除或減少生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)環(huán)境的污染C燃煤中加入CaO可以減少酸雨的形成及溫室氣體的排放D天然氣和液化石油氣是我國(guó)目前推廣使用的清潔燃料C通常將大氣中直徑不大于2.5 m的可吸入懸浮顆粒物稱為PM2.5，A正確；綠色化學(xué)的核心就是從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染，B正確；CaCO3受熱易分解，燃煤中加入CaO不能減少溫室氣體CO2的排放，C錯(cuò)誤；天然氣和液化石油氣是我國(guó)目前推廣使用的清潔燃料，D正確。3某冶金廠廢水的pH為4.5，含超標(biāo)10倍的Pb2。該廠處理廢水的下列設(shè)計(jì)中，比較合理的是()A用離子交換法除去Pb2B在廢水中加硫酸，生成PbSO4沉淀

14、C在廢水中加NaOH，調(diào)節(jié)pH到11.0，使Pb2轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀D在廢水中加石灰，調(diào)節(jié)pH到11.0，使Pb2轉(zhuǎn)化為氫氧化物沉淀D廢水量太大，不能用離子交換法；加硫酸雖能除去Pb2，但增加了溶液酸度；石灰比NaOH廉價(jià)，故選用石灰。1下列做法不值得提倡的是()A選用回收廢紙制造的紙箱B選用一次性筷子、紙杯和塑料袋C將生活垃圾進(jìn)行分類處理D選乘公共交通工具出行答案B2下列做法與社會(huì)可持續(xù)發(fā)展理念相違背的是()A改進(jìn)汽車尾氣凈化技術(shù)，減少大氣污染物的排放B開(kāi)發(fā)利用可再生能源，減少化石燃料的使用C研發(fā)可降解高分子材料，減少“白色污染”D過(guò)度開(kāi)采礦物資源，促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展D礦物資源為不可再生資源，

15、過(guò)度開(kāi)采會(huì)使資源匱乏，是只顧眼前不顧將來(lái)的做法，不符合社會(huì)可持續(xù)發(fā)展理念，故D錯(cuò)誤。3下列關(guān)于化學(xué)與生產(chǎn)、生活的認(rèn)識(shí)正確的是()A綠色食品就是不使用化肥農(nóng)藥，不含任何化學(xué)物質(zhì)的食品B合理開(kāi)發(fā)利用可燃冰，有助于緩解能源緊缺的狀況C蔬菜表面灑少許福爾馬林(甲醛的水溶液)，可保鮮和消毒D用Ba(OH)2處理含Cu2的廢水，可消除水中重金屬離子的污染B綠色食品是指在無(wú)污染的生態(tài)環(huán)境中種植及全過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)或加工的農(nóng)產(chǎn)品，嚴(yán)格控制其有毒、有害物質(zhì)含量，使之符合食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，并經(jīng)專門機(jī)構(gòu)認(rèn)定，許可使用綠色食品標(biāo)志的食品，A項(xiàng)錯(cuò)誤?？扇急蚍植紡V泛，合理開(kāi)發(fā)利用有助于緩解能源緊缺狀況，B項(xiàng)正確。福爾馬

16、林是甲醛的水溶液，有毒有害，不能用作食品防腐劑，C項(xiàng)錯(cuò)誤。加入Ba(OH)2溶液雖然能將Cu2轉(zhuǎn)化為沉淀，但引入了Ba2且廢水堿性明顯增強(qiáng)，不能實(shí)現(xiàn)凈化的目的，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4不僅化工生產(chǎn)應(yīng)遵循綠色化學(xué)的原則，化學(xué)實(shí)驗(yàn)也應(yīng)遵循綠色化學(xué)的原則，實(shí)現(xiàn)原料和過(guò)程的綠色化。下列實(shí)驗(yàn)或?qū)嶒?yàn)過(guò)程遵循綠色化學(xué)原則的是()A用過(guò)量的氯氣進(jìn)行性質(zhì)實(shí)驗(yàn)B用雙氧水代替高錳酸鉀制取氧氣C用溴水代替碘水進(jìn)行萃取實(shí)驗(yàn)D用銅粉代替銅絲進(jìn)行Cu與濃硝酸的反應(yīng)B氯氣有毒，過(guò)量Cl2會(huì)造成環(huán)境污染，A項(xiàng)錯(cuò)誤；用H2O2代替高錳酸鉀制氧氣，提高了原子的利用率，并且產(chǎn)物無(wú)污染，B項(xiàng)正確；溴水易揮發(fā)出有毒的溴蒸氣，C項(xiàng)錯(cuò)誤；用銅絲進(jìn)行Cu和濃硝酸的反應(yīng)可隨時(shí)控制反應(yīng)的發(fā)生與停止，減少氮氧化物的生成，從而減少對(duì)大氣的污染，D項(xiàng)錯(cuò)誤。5(素養(yǎng)題)高鐵酸鈉(Na2FeO4)是一種新型水處理劑，它有比高錳酸鉀更強(qiáng)的氧化性，在水中反應(yīng)被還原為Fe3。(1)高鐵