第八章 第三節(jié) 環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué) 學(xué)案-高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊(cè)

PAGE2第八章第三節(jié)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)學(xué)案【學(xué)習(xí)目標(biāo)】能列舉常見(jiàn)的大氣、水體和土壤的污染物及其危害，說(shuō)明常見(jiàn)污染的成因和防治措施的化學(xué)原理，樹(shù)立“綠水青山就是金山銀山”的理念。2．以酸雨防治和污水處理為例，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的防治方案，體會(huì)化學(xué)原理的應(yīng)用對(duì)環(huán)境保護(hù)的作用，說(shuō)明化學(xué)科學(xué)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用價(jià)值。3．通過(guò)環(huán)氧乙烷兩種制備方法的討論，樹(shù)立“綠色化學(xué)”的觀念，并能運(yùn)用“綠色化學(xué)”思想分析和討論化工生產(chǎn)的相關(guān)問(wèn)題，形成節(jié)約和循環(huán)利用的可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)?！灸繕?biāo)一】化學(xué)與環(huán)境保護(hù)1．環(huán)境保護(hù)⑴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。⑵環(huán)境保護(hù)的任務(wù)①環(huán)境質(zhì)量監(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)。②治理工業(yè)“三廢”（_________、_________、_________）。③杜絕污染物的排放，從根本上解決環(huán)境問(wèn)題。2．大氣污染及其治理⑴污染物主要來(lái)源：_______________和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的______及其攜帶的_________。⑵污染物主要成分：CO、SO2、NOx、揮發(fā)性有機(jī)物、煙塵等。⑶大氣污染問(wèn)題大氣污染物在太陽(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，具體形成過(guò)程如圖所示：次生污染物可造成______、______、______、________等污染現(xiàn)象。⑷常見(jiàn)的工業(yè)廢氣：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、CO2、C2H4、N2等可用作燃料⑸大氣污染的治理措施①通過(guò)改善燃料質(zhì)量、改進(jìn)燃燒裝置和燃燒技術(shù)、改進(jìn)排煙設(shè)備、發(fā)展?jié)崈裘杭夹g(shù)降低燃煤在能源結(jié)構(gòu)中的比例等措施，減少煤等化石燃料燃燒產(chǎn)生的污染；②通過(guò)推廣使用無(wú)鉛汽油、在汽車(chē)尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器、使用燃料電池、乙醇汽油作為汽油代用品、發(fā)展電動(dòng)車(chē)等措施，減少汽車(chē)等機(jī)動(dòng)車(chē)尾氣污染；③停止氟氯代烷的生產(chǎn)和使用以保護(hù)臭氧層；④通過(guò)合理使用煤氣、石油氣或天然氣等家用燃料、使用合格的環(huán)保型建筑材料和裝飾材料、禁止在公共場(chǎng)所吸煙等措施降低CO、CO2、NO、NO2、SO2、尼古丁、甲醛、苯及其同系物、氡等污染物含量，改善室內(nèi)空氣質(zhì)量等。3．酸雨的形成及治理⑴硫酸型酸雨及治理①形成原理：_______________________________________________________________。②治理：可在煤中添加生石灰、熟石灰、石灰石，或氨水作為脫硫劑。反應(yīng)原理如下：a．生石灰：_____________________________________________________________b．熟石灰：_____________________________________________________________。c．石灰石：_______________________________________________________________。d．氨水：_________________________________________________________________。⑵硝酸型酸雨及治理①形成原理：_______________________________________________________________。②治理：工業(yè)尾氣中的NOx一般用燒堿吸收，汽車(chē)尾氣一般進(jìn)行催化轉(zhuǎn)化。a．堿液吸收：______________________________________________________________。b．催化轉(zhuǎn)化：_______________________________________________________________。4．水污染及其治理⑴水污染的來(lái)源和危害①來(lái)源：①重金屬、酸、堿、鹽等無(wú)機(jī)化合物；②耗氧物質(zhì)、石油和難降解的有機(jī)物以及含磷洗滌劑等；③農(nóng)藥等。②水污染危害：水的自凈能力下降，水質(zhì)渾濁、發(fā)黑、臭；赤潮、水華、水俁病等。⑵污水的處理方法：_________、_________和_________等。常用的化學(xué)方法包括混凝法、中和法、氧化還原法、沉淀法等化學(xué)方法添加試劑反應(yīng)原理混凝法明礬、硫酸亞鐵等Al3+＋3H2OAl(OH)3(膠體)＋3H+，生成的膠體吸附水中懸浮物中和法熟石灰、硫酸加堿中和酸，或加酸中和堿，如Ca(OH)2+H2SO4CaSO4↓+2H2O沉淀法Na2S、H2S等加沉淀劑使金屬離子形成沉淀而除去，如除Hg2+：Hg2++S2-HgS↓氧化還原法氧化劑或還原劑如用Cl2處理電鍍廢水⑶污水處理流程（閱讀課本P118）5．固體廢物污染及治理⑴常見(jiàn)的固體廢物污染：主要是指生活垃圾、工業(yè)廢料隨意堆放造成的污染。⑵治理原則：無(wú)害化、減量化、資源化的原則，從而達(dá)到減少環(huán)境污染和資源回收利用這兩個(gè)重要目的?！練w納總結(jié)】常見(jiàn)的環(huán)境污染及危害:環(huán)境污染主要污染物主要危害溫室效應(yīng)CO2全球氣候變暖，海平面上升，陸地面積減小酸雨(pH<5.6)SO2、NOx土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蝕等光化學(xué)煙霧NOx和碳?xì)浠衔锎碳と梭w器官，特別是人的呼吸系統(tǒng)，使人生病甚至死亡臭氧空洞NOx和氟氯代烴到達(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)多方面危害赤潮（海水）水華（淡水）廢水中含氮、磷元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)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)腐敗變質(zhì)、變臭，水生生物因缺氧而死亡白色污染廢棄塑料制品在土壤中影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和水分，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)；易被動(dòng)物當(dāng)成食物吞入，導(dǎo)致動(dòng)物死亡；混入生活垃圾中難處理、難降解霧霾SO2和氮氧化物、可吸入顆粒的排放大氣細(xì)粒子能吸附大量有致癌物質(zhì)和基因毒性誘變物質(zhì)，使慢性病加劇、使呼吸系統(tǒng)及心臟系統(tǒng)疾病惡化、改變肺功能及結(jié)構(gòu)、影響生殖能力、改變?nèi)梭w的免疫結(jié)構(gòu)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【目標(biāo)二】綠色化學(xué)1．綠色化學(xué)的核心思想綠色化學(xué)也稱(chēng)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，利用化學(xué)原理和技術(shù)手段，減少或消除在生產(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。其特點(diǎn)是：①使用無(wú)毒無(wú)害的原料；②發(fā)展安全的生產(chǎn)工藝；③提高能源的利用率；④使用無(wú)毒無(wú)害的溶劑；⑤應(yīng)用無(wú)毒無(wú)害的催化劑；⑥生產(chǎn)環(huán)境友好產(chǎn)品。2．原子利用率⑴定義：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%⑵“原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)”：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)原子利用率為100%。其特點(diǎn)是：①最大限度地利用原料；②最大限度地減少?gòu)U物排放?！舅伎寂c討論】⑴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=CH2＋Cl2＋H2O→ClCH2CH2OH＋HCl2ClCH2CH2OH＋Ca(OH)2→＋CaCl2＋2H2O總反應(yīng)可表示為：CH2=CH2＋Cl2＋Ca(OH)2→＋CaCl2＋H2O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=CH2＋O2eq\o(→,\s\up9(Ag))這兩種生產(chǎn)工藝的原子利用率分別為多少？⑵回顧你所學(xué)的化學(xué)反應(yīng)類(lèi)型，哪些反應(yīng)合綠色化學(xué)的理念即原子利用率為100%？【導(dǎo)練1】化學(xué)與生活息息相關(guān)，下列關(guān)于生活中的化學(xué)說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．近期全球爆發(fā)了新型冠狀病毒，從化學(xué)角度，可用含氯的消毒劑、75%酒精、過(guò)氧化氫進(jìn)行病毒的殺滅B．汽車(chē)的排氣管上裝有“催化轉(zhuǎn)化器”，使有毒的CO和NO反應(yīng)生成N2和CO2C．大量燃燒化石燃料排放的廢氣中含大量CO2、SO2，造成大氣污染，從而使雨水pH=5.6D．推廣使用燃煤脫硫技術(shù)，主要是為了防治酸雨【導(dǎo)練2】制取乙醇的下列反應(yīng)中原子經(jīng)濟(jì)性最差的是（）A．乙烯水化法：CH