專題13環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)（教材深度精講）高一化學(xué)知識整合講練（人教版2019）

專題13環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)（教材深度精講）【核心素養(yǎng)分析】1.宏觀辨識與微觀探析：依據(jù)常見的大氣污染物、水污染物的成分和性質(zhì)，分析治理污染的原理和方法。2.科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任：建立“綠水青山就是金山銀山”的理念，具有節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識?！局R導(dǎo)圖】【目標(biāo)導(dǎo)航】本專題主要考點(diǎn)：環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)。試題多以化學(xué)在生產(chǎn)、生活中的應(yīng)用、環(huán)境保護(hù)、科學(xué)技術(shù)等為載體，考查考生對化學(xué)與環(huán)境保護(hù)關(guān)系的認(rèn)識，強(qiáng)化社會責(zé)任認(rèn)識，同時(shí)要求芳生具有合理利用自然資源的觀念和綠色化學(xué)思想?！局仉y點(diǎn)精講】一、環(huán)境保護(hù)1.環(huán)境：主要是指人類的生存環(huán)境。2.環(huán)境問題：（1）由于人類不合理開發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞（2）工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染3.環(huán)境保護(hù)的主要任務(wù)（1）環(huán)境監(jiān)測：對污染物的存在形態(tài)、含量等進(jìn)行分析和測定，為控制和消除污染提供可靠的數(shù)據(jù)，承擔(dān)的環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測工作是進(jìn)行環(huán)境質(zhì)量評價(jià)和污染治理的基礎(chǔ)。（2）治理工業(yè)三廢(廢水、廢氣、廢渣)。（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，從根本上解決環(huán)境問題。從人類生產(chǎn)活動的角度來說，污染物的排放大都是從物質(zhì)的工業(yè)生產(chǎn)開始的，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)境問題。4.環(huán)境污染：（1）概念：人類排放的污染物質(zhì)超過了環(huán)境的自凈能力，引起環(huán)境質(zhì)量發(fā)生不良變化從而危害人類健康和生存的現(xiàn)象。（2）環(huán)境污染的分類：①按環(huán)境要素：分大氣污染、水體污染、土壤污染。②按人類活動分：工業(yè)環(huán)境污染、城市環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。③按造成污染的性質(zhì)、來源分：化學(xué)污染、生物污染、物理污染（噪聲、放射性、熱、電磁波等）、固體廢物污染、能源污染。（3）常見環(huán)境問題及危害環(huán)境問題主要污染物主要危害溫室效應(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，給人類健康及生態(tài)環(huán)境帶來多方面危害光化學(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③易被動物當(dāng)作食物吞入，導(dǎo)致動物死亡赤潮、水華廢水中含氮、磷元素的營養(yǎng)物質(zhì)使水體富營養(yǎng)化，導(dǎo)致水中藻類瘋長，消耗水中溶解的氧，使水體變得渾濁、水質(zhì)惡化顆粒物污染空氣，形成霧霾天氣，增加交通事故，危害人體健康（4）酸雨及其治理①酸雨是指的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，屬于嚴(yán)重的大氣污染現(xiàn)象，會區(qū)域性或隨風(fēng)漂移形成對土壤肥力、森林、水生動植物和建筑物等的大范圍危害。酸雨主要是由化石燃料的燃燒、金屬礦物的冶煉、生產(chǎn)和使用硫酸、硝酸的工廠等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。②治理：利用化學(xué)方法可以控制硫和氮氧化物，進(jìn)而控制酸雨等危害。針對我國以煤炭為主、酸雨類型屬于硫酸型的特點(diǎn)，主要采取燃料預(yù)脫煤、爐內(nèi)脫硫和煙囪排氣除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脫硫。③減少酸雨的措施a.開發(fā)新能源，如氫能，太陽能，水能，潮汐能，地?zé)崮艿?。b.使用燃煤脫硫技術(shù)，減少二氧化硫排放。c.工業(yè)生產(chǎn)排放氣體處理后再排放。d.少開車，多乘坐公共交通工具出行。e.使用天然氣等較清潔能源，少用煤【名師提醒】（1）酸雨中的酸度主要是硫酸和硝酸造成的。它們占總酸度的90%以上。我國酸雨以硫酸型為主，主要是燃燒含硫物向大氣中排放SO2等酸性氣體導(dǎo)致。（2）一般把pH小于的雨水稱為酸雨，它包括雨、雪、霧、雹等降水過程。天然降水pH在6左右，這是大氣中溶有CO2的緣故。5、工業(yè)“三廢”（廢氣、廢水、廢渣）的處理1）大氣污染(1)定義：大氣污染物是指大氣中危害人類和環(huán)境的人為污染物和天然污染物。CO2不屬于大氣污染物。說明：①目前計(jì)入空氣污染指數(shù)的項(xiàng)目主要是SO2、NO2、CO、O3和可吸入顆粒物等。②“PM2.5”是指大氣中直徑小于或等于的顆粒物，又稱細(xì)顆粒物或可入肺顆粒物(2)主要來源：除了自然因素外，大氣污染物主要來自化石燃料的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣及其攜帶的顆粒物，以及這些污染物形成的次生污染物。(3)次生污染物的形成(4)主要危害：在太陽輻射等因素作用下，經(jīng)復(fù)雜變化形成次生污染物，在一定天氣條件下會造成酸雨、霧霾、光化學(xué)煙霧等污染現(xiàn)象。(5)常見工業(yè)廢氣的成分及處理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2）污水處理(1)污水主要成分:重金屬鹽、酸、堿等無機(jī)化合物；耗氧物質(zhì)、石油和難降解的有機(jī)物以及洗滌劑等。(2)危害：往往含有復(fù)雜的成分，任意排放會導(dǎo)致土壤和水體的污染。(3)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。(4)處理流程①一級處理：通常采用物理方法，即用格柵間、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。經(jīng)一級處理后的水一般達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)，所以通常將一級處理作為預(yù)處理。②二級處理：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)二級處理后的水一般可以達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)。③三級處理：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，對污水進(jìn)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。3）固體污染物的處理（1）主要是指生活垃圾、工業(yè)廢料隨意堆放造成的污染。目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及廢舊電池造成的重金屬污染。（2）治理原則：應(yīng)遵循無害化、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的目的。【思考與討論】p119參考答案：（1）①可以向燃煤中加入碳酸鈣以減少二氧化硫的排放，同時(shí)生產(chǎn)可利用的石膏。其主要化學(xué)反應(yīng)原理和類型為：CaCO3CaO+CO2↑，分解反應(yīng)CaO+SO2CaSO3，化合反應(yīng)2CaSO3+O2=2CaSO4，化合反應(yīng)或氧化還原反應(yīng)CaSO4+2H2O=CaSO4·2H20，化合反應(yīng)CaSO4·2H20(石膏)可用于制作各種模型、醫(yī)療上的石膏繃帶、水泥摻料等。②可以用氨水和稀硫酸吸收利用二氧化硫。其主要化學(xué)反應(yīng)原理和類型為：SO2+2NH3·H2O=(NH4)2SO3，化合反應(yīng)(NH4)2SO3+H2SO4=(NH4)2SO4+SO2↑+H2O，復(fù)分解反應(yīng)這樣得到的SO2氣體含量較高，可用作生產(chǎn)H2SO4的原料，同時(shí)得到的(NH4)2SO4可用作肥料。（2）導(dǎo)致水華、赤潮現(xiàn)象的原因，從農(nóng)村方面來說，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)處理而排放，化肥的不當(dāng)使用等；從城市方面來說，主要是人們的日常生活及工業(yè)生產(chǎn)等。水華、赤潮現(xiàn)象達(dá)到一定程度，會使飲用水(淡水)水源受到威脅，水生動物大量減少，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；二要對產(chǎn)生的含氮、磷的廢水、固體廢棄物做科學(xué)合理的處理。二、綠色化學(xué)1.概念：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.綠色化學(xué)的核心思想（1）核心:改變“先污染后治理”的觀念和做法。又稱為“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”。（2）從學(xué)科觀點(diǎn)看：是化學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容的更新。即利用化學(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)。（改變反應(yīng)歷程）（3）從環(huán)境觀點(diǎn)看：強(qiáng)調(diào)從源頭上減少或消除污染。（從一開始就避免污染物的產(chǎn)生）（4）從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看：它提倡合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本。（盡可能提高原子利用率）3.原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)：反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，原子利用率為100%。【名師提醒】原子利用率為100%的化學(xué)反應(yīng)：無機(jī)反應(yīng)中化合反應(yīng)、有機(jī)反應(yīng)中加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)。4.綠色化學(xué)對化學(xué)反應(yīng)的要求【思考與討論】p120參考答案：以乙烯為原料通過氯代乙醇法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，其原子利用率為：采用銀催化一步合成環(huán)氧乙烷的原子利用率為100%。滿足原子利用率100%的化學(xué)反應(yīng)包括化合反應(yīng)、加成反應(yīng)以及加聚反應(yīng)。原子利用率=(期望產(chǎn)物的總質(zhì)量/生成物的總質(zhì)量)×100%，產(chǎn)率指的是某種生成物的實(shí)際產(chǎn)量與理論產(chǎn)量的比值。二者明顯不同。【典題精練】考點(diǎn)1、考查環(huán)境污染的種類例1．（2023春·高一課時(shí)練習(xí)）環(huán)境污染已成為人類社會面臨的重大問題，各種污染嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境。下列詞語與環(huán)境污染無關(guān)的是①溫室效應(yīng)②赤潮③酸雨④光化學(xué)煙霧⑤臭氧空洞⑥水華⑦潮汐⑧大脖子病A．⑦⑧ B．②⑧ C．⑥⑦⑧ D．②⑥⑧【解析】①溫室效應(yīng)是因?yàn)镃O2等溫室氣體造成的全球氣候變暖，與環(huán)境污染有關(guān)；②水體中N、P元素嚴(yán)重超標(biāo)，會引起藻類瘋長，從而導(dǎo)致水中氧氣含量降低，水生生物大量死亡，海水中成為赤潮，赤潮與環(huán)境污染有關(guān)；③酸雨是大量排放的SO2等酸性氣體造成的大氣污染，雨水，對植被、建筑物、土壤等造成很大傷害，與環(huán)境污染有關(guān)；④光化學(xué)污染來自于氮的氧化物和有機(jī)烴類在光的作用下的一系列復(fù)雜變化，與環(huán)境污染有關(guān)；⑤臭氧空洞是氟利昂等排放到空氣中形成的，與環(huán)境污染有關(guān)；⑥水華是水體富營養(yǎng)化引起的污染，與環(huán)境污染有關(guān)；⑦潮汐是由地球自轉(zhuǎn)引起的自然現(xiàn)象，與環(huán)境污染無關(guān)；⑧大脖子病是人體缺碘引起的，可以食用加碘鹽解決，與環(huán)境污染無關(guān)；綜上所述，⑦⑧與環(huán)境污染無關(guān)；故選A。【答案】A【名師點(diǎn)睛】明確環(huán)境污染的分類和成因，溫室效應(yīng)、赤潮、酸雨、光化學(xué)煙霧、臭氧空洞、水華屬于常見的環(huán)境污染?？键c(diǎn)2、考查環(huán)境污染的治理例2．（2023秋·河北邯鄲·高一?？计谀┫铝袛⑹鲋姓_的是

()①汽車尾氣中的氮氧化物與光化學(xué)煙霧的形成有關(guān)②大量燃燒含硫燃料是形成酸雨的主要原因③硅是制造太陽能電池和光導(dǎo)纖維的主要原料④減少CO2排放，可遏制全球氣候變暖⑤碘鹽中的碘可以直接用淀粉檢驗(yàn)⑥點(diǎn)燃的硫在氧氣中劇烈燃燒，發(fā)出藍(lán)紫色火焰，生成三氧化硫A．①③⑤ B．②③④⑤C．②④⑥ D．①②④【解析】由常見環(huán)境污染形成的原因可知，光化學(xué)煙霧與氮氧化物有關(guān)，酸雨與二氧化硫有關(guān)，溫室效應(yīng)與二氧化碳有關(guān)；制造光導(dǎo)纖維的主要原料為二氧化硅；合金易形成電化學(xué)腐蝕。①氧化物可導(dǎo)致光化學(xué)煙霧，故①正確；②大量燃燒含硫燃料生成二氧化硫，是形成酸雨的主要原因，故②正確；③二氧化硅是光導(dǎo)纖維的主要原料，故③錯(cuò)誤；④減少CO2排放，可減少溫室效應(yīng)，遏制全球氣候變暖，故④正確；⑤碘鹽中的碘是以化合態(tài)存在的，不能直接用淀粉檢驗(yàn)，故⑤錯(cuò)誤；⑥硫在氧氣中燃燒生成二氧化硫，故⑥錯(cuò)誤。答案選D?！敬鸢浮緿【名師點(diǎn)睛】本題考查較為綜合，涉及環(huán)境污染及治理、材料以及金屬的腐蝕等知識，側(cè)重于學(xué)生基礎(chǔ)知識的考查，為高考常見題型和高頻考點(diǎn)，注意相關(guān)基礎(chǔ)知識的積累，難度不大?？键c(diǎn)3、考查“綠色化學(xué)“的涵義例3．（2023秋·山東濟(jì)南·高一濟(jì)南一中?？计谀熬G色化學(xué)實(shí)驗(yàn)”已走進(jìn)課堂，下列做法符合“綠色化學(xué)”的是①實(shí)驗(yàn)室收集氨氣采用圖甲所示裝置②實(shí)驗(yàn)室中做氯氣與鈉反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)時(shí)采用圖乙所示裝置③實(shí)驗(yàn)室中用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水做氨氣與酸生成銨鹽的實(shí)驗(yàn)④實(shí)驗(yàn)室中采用圖丙所示裝置進(jìn)行銅與稀硝酸的反應(yīng)A．②③④ B．①②③ C．①②④ D．①③④【解析】①實(shí)驗(yàn)室采用圖甲所示裝置收集NH3，在收集的過程中用滴有酚酞的水檢驗(yàn)NH3收集滿并吸收逸出的NH3，防止污染環(huán)境，符合綠色化學(xué)的要求，①合理；②實(shí)驗(yàn)室中作Cl2與鈉的反應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)采用圖乙所示裝置，浸有堿液的棉球可以吸收多余的氯氣，防止污染環(huán)境，符合綠色化學(xué)的要求，②合理；③實(shí)驗(yàn)室中用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水作氨氣與酸反應(yīng)生成銨鹽的實(shí)驗(yàn)，揮發(fā)的HCl氣體和NH3會污染環(huán)境，不符合綠色化學(xué)的要求，③不合理；④實(shí)驗(yàn)室中采用圖丙所示裝置進(jìn)行銅與稀硝酸的反應(yīng)，生成的氮氧化物可以收集在氣球里，防止污染環(huán)境，符合綠色化學(xué)的要求，④合理；綜上所述可知符合“綠色化學(xué)”要求的是①②④，故合理選項(xiàng)是C?！敬鸢浮緾【名師點(diǎn)睛】綠色化學(xué)又稱“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”，綠色化學(xué)是近十年才產(chǎn)生和發(fā)展起來的，是一個(gè)“新化學(xué)嬰兒”。其特點(diǎn)有：①充分利用資源和能源，采用無毒、無害的原料；②在無毒、無害的條件下進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，以減少廢物向環(huán)境排放；③提高原子的利用率，力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所接納，實(shí)現(xiàn)“零排放”；④生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境良好產(chǎn)品。考點(diǎn)4、考查原子經(jīng)濟(jì)的的涵義例4．（2023春·湖南邵陽·高一湖南省邵東市第一中學(xué)校考學(xué)業(yè)考試）按照綠色化學(xué)的原則，最理想的“原子經(jīng)濟(jì)”就是反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。下列反應(yīng)符合“原子經(jīng)濟(jì)”原理的是A．Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+2SO2↑+2H2OB．Cu+4HNO3(濃)=Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2OC．CH2=CH2+Br