高中化學(xué)新人教必修第二冊(cè)第8章第3節(jié)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)課件（43張）

第三節(jié)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)

一、化學(xué)與環(huán)境保護(hù)1.環(huán)境問題與環(huán)境保護(hù)(1)環(huán)境問題

(2)環(huán)境保護(hù)的任務(wù)必備知識(shí)·自主學(xué)習(xí)2.三廢的治理(1)大氣污染①大氣污染物的來源②次生污染物的形成(2)污水處理①污水處理方法②污水處理的流程流程處理方法除去物質(zhì)達(dá)到效果一級(jí)處理_____方法:用格柵間、沉淀池等除去污水中_______的污染物一般達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)二級(jí)處理_____方法(又稱_______法)及某些化學(xué)方法除去水中的可降解有機(jī)物等污染物一般可以達(dá)到國家規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)三級(jí)處理化學(xué)_______、____________、___________和_________等對(duì)污水進(jìn)行深度處理和凈化可用于綠化和景觀用水等物理不溶解生物微生物沉淀法氧化還原法離子交換法反滲透法(3)固體廢棄物的處理遵循的原則及達(dá)到的目的【自主探索】

(1)二氧化碳能造成溫室效應(yīng),它是大氣污染物嗎?提示:CO2不屬于大氣污染物。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,它們主要來源于燃料燃燒和大規(guī)模的工礦企業(yè)。包括顆粒物、硫氧化物、一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔铩⑵渌泻ξ镔|(zhì)等。(2)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)上消除和回收利用它們所依據(jù)的化學(xué)反應(yīng)有哪些?分別屬于什么反應(yīng)類型?提示:①可用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、氨水等吸收SO2。CaO+SO2CaSO3(化合反應(yīng))、2CaSO3+O22CaSO4(化合反應(yīng)、氧化還原反應(yīng))、SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3(化合反應(yīng))。②一般采用CH4、H2、NH3等在催化劑作用下使NO2還原生成N2、CO2、H2O等無害氣體。CH4+2NO2N2+CO2+2H2O(氧化還原反應(yīng))2NO2+4H2N2+4H2O(置換反應(yīng)、氧化還原反應(yīng))8NH3+6NO27N2+12H2O(氧化還原反應(yīng))△====△====催化劑△====催化劑△====催化劑△====(教材二次開發(fā))教材中寫到“常用的污水處理方法有物理法、化學(xué)法和生物法等,化學(xué)法包括中和法、氧化還原法和沉淀法等?！笔褂昧蛩醽嗚F、硫酸鋁、聚合氯化鋁作沉淀劑除去污水中懸浮物的原理是什么?除去廢水中重金屬離子Hg2+采用什么方法?加入什么試劑?提示:①硫酸亞鐵被空氣氧化為Fe3+,硫酸鋁和聚合氯化鋁提供Al3+,從而形成Fe(OH)3(膠體)和Al(OH)3(膠體),膠粒表面積大,吸附廢水中懸浮物形成沉淀,過濾除去。②采用沉淀法,加入沉淀劑Na2S,Hg2++S2-====HgS↓,過濾除去。二、綠色化學(xué)1.綠色化學(xué)(1)核心與最高目標(biāo)(2)綠色化學(xué)示意圖2.開發(fā)和利用自然資源遵循的原則【自主探索】

(1)(前后串聯(lián))所學(xué)無機(jī)、有機(jī)反應(yīng)類型中哪些符合綠色的最高目標(biāo)?提示:化合反應(yīng)、加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)中原子利用率是100%。(2)(情境思考)在汽車的排氣管上安裝“催化轉(zhuǎn)化器”(用鉑、鈀合金作催化劑),可以把汽車尾氣中的有害氣體CO與NO催化生成可參與大氣生態(tài)循環(huán)的無毒氣體CO2和N2,這種尾氣處理的方法符合綠色化學(xué)的概念嗎?提示:綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。而此處理污染方式是被動(dòng)地治理污染,不符合綠色化學(xué)的概念。污染分類及污染物的來源化石燃料的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活中環(huán)境污染大氣污染水污染土壤污染工業(yè)“三廢”廢氣廢水廢渣農(nóng)藥、化肥、生活污水廢氣和顆粒物農(nóng)藥、化肥、生活污水燃燒含硫的燃料工業(yè)排出的廢氣汽車尾氣……酸雨的形成NOSO2空氣陽光、塵埃NO2SO3HNO3H2SO4酸雨(pH＜5.6)H2SO3途徑1：2NO＋O2=2NO2、3NO2＋H2O＝2HNO3+NO途徑3：SO2＋H2O＝H2SO3、2H2SO3＋O2＝2H2SO4途徑2：空氣中飄塵的催化作用，2SO2＋O2=====2SO3、SO3＋H2O＝H2SO4催化劑方法：物理法方法：化學(xué)法和物理化學(xué)法主要是混凝法，混凝劑：硫酸鋁、明礬、硫酸亞鐵、硫酸鐵、三氯化鐵等化學(xué)沉淀法、氧化還原法吸附、離子交換、萃取、電滲析、反滲透法等目的：除去不溶解的污染物目的：除去可降解的有機(jī)物等污染物目的：除去不溶解的污染物污水處理流程可排放的水未經(jīng)處理的污水污水一級(jí)處理二級(jí)處理三級(jí)處理設(shè)備：格柵間、曝氣沉沙池、初次沉淀池設(shè)備：曝氣池、二次沉淀池設(shè)備：沉淀池（深度處理）方法：微生物法和某些化學(xué)法反應(yīng)過程反應(yīng)產(chǎn)物反應(yīng)物安全的生產(chǎn)工藝提高能源的利用率綠色化學(xué)示意圖無毒、無害原料可再生資源應(yīng)用無毒、無害的催化劑環(huán)境友好產(chǎn)品（安全、可降解和再利用）應(yīng)用無毒、無害的溶劑原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)高選擇性反應(yīng)關(guān)鍵能力·合作學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)常見環(huán)境問題與綠色化學(xué)

1.常見環(huán)境問題環(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)境帶來多方面危害光化學(xué)煙霧碳?xì)浠衔?、NOx刺激人體器官,特別是人的呼吸系統(tǒng),使人生病甚至死亡環(huán)境問題主要污染物主要危害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(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.綠色化學(xué)(1)綠色化學(xué)的特點(diǎn)①開發(fā)綠色反應(yīng),將原子利用率提高到100%。②使用無毒、無害、可再生的原料、催化劑、溶劑。③開發(fā)綠色工藝。④開發(fā)和生產(chǎn)綠色產(chǎn)品。(2)原子經(jīng)濟(jì)原子經(jīng)濟(jì)要求反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物,原子利用率達(dá)到100%,也就是說在化學(xué)反應(yīng)過程中不產(chǎn)生任何廢物?；瘜W(xué)反應(yīng)的原子經(jīng)濟(jì)好壞用原子利用率來衡量?！竞献魈骄俊?1)(思維升華)防止環(huán)境污染,用化學(xué)方法處理“工業(yè)三廢”是一種重要的手段。這種措施是否符合綠色化學(xué)的理念?(宏觀辨識(shí)與微觀探析)提示:不符合。綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理從源頭上消除或減少對(duì)環(huán)境的污染,即不產(chǎn)生或少產(chǎn)生污染物,而不是產(chǎn)生污染后再治理。(2)(情境應(yīng)用)十八大以來,習(xí)近平總書記在多個(gè)場合強(qiáng)調(diào),“綠水青山就是金山銀山”,對(duì)環(huán)境生態(tài)保護(hù)尤為重視。下列說法符合綠色化學(xué)理念的是哪些?①開發(fā)高效氫能、太陽能等新型電動(dòng)汽車,以解決城市機(jī)動(dòng)車尾氣排放問題②利用有機(jī)垃圾發(fā)酵生產(chǎn)沼氣作生活燃料③將造紙廢水通過高壓水井壓到地下,節(jié)約成本④積極開發(fā)廢舊電池的綜合利用技術(shù),解決電池中的重金屬對(duì)土壤和水體的污染提示:①②④。開發(fā)高效氫能、太陽能等新型電動(dòng)汽車,可以減少污染性氣體的排放,改善空氣質(zhì)量,①符合;利用有機(jī)垃圾生產(chǎn)沼氣,可以減少對(duì)其他形式不可再生能源的使用,②符合;造紙的廢水中含有有毒、有腐蝕性的物質(zhì),將造紙廢水通過高壓水井壓到地下,會(huì)污染土壤和地下水,③不符合;電池中的重金屬污染土壤和水源,應(yīng)積極開發(fā)廢舊電池的綜合利用技術(shù),④符合。(3)(教材二次開發(fā))教材中指出“綠色化學(xué)的核心思想是利用化學(xué)原理和技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)從源頭減少或消除環(huán)境污染”。從源頭減少或消除酸雨對(duì)環(huán)境的污染,你能提出哪些措施?提示:①減少或消除原料煤中存在的有害元素硫的措施:a.采用原煤脫硫技術(shù)、降低原煤的含硫量;b.改進(jìn)燃燒裝置和燃燒技術(shù),提高燃燒效率,減少SO2的排放。②減少或消除煤燃燒或工業(yè)尾氣產(chǎn)生的SO2的措施:用Ca(OH)2、氨水等堿液吸收。(情境應(yīng)用)工業(yè)廢氣中SO2必須消除,既可防止污染,又可回收利用?，F(xiàn)有如下吸收廢氣的流程圖:方案Ⅱ:石灰—石膏法某化學(xué)興趣小組的同學(xué)對(duì)方案Ⅰ、方案Ⅱ進(jìn)行了認(rèn)真分析評(píng)價(jià),然后設(shè)計(jì)出了方案Ⅲ:方案Ⅲ:雙堿法與方案Ⅰ、Ⅱ?qū)Ρ?方案Ⅲ有哪些優(yōu)點(diǎn)?提示:方案Ⅲ體現(xiàn)了綠色化學(xué)觀念。①中間產(chǎn)物NaOH可循環(huán)利用,降低了成本,符合資源再循環(huán)的原則;②副產(chǎn)物CaSO4可加工成有用物質(zhì)石膏,石膏屬于環(huán)境友好產(chǎn)品;③污染物零排放?！镜淅痉丁俊镜淅恳韵率桥c綠色化學(xué)、環(huán)境保護(hù)和人類健康息息相關(guān)的三個(gè)主題,請(qǐng)根據(jù)已知信息回答下列問題:(1)下列制備氯乙烷的反應(yīng)中原子經(jīng)濟(jì)性最高的是________(填字母)。

A.CH2====CH2+HClCH3CH2ClB.CH3CH2OH+HClCH3CH2Cl+H2OC.CH3CH3+Cl2CH3CH2Cl+HClD.CH2====CHCl+H2CH3CH2Cl由上述四個(gè)反應(yīng)可歸納出,原子經(jīng)濟(jì)性最高的是________(填反應(yīng)類型)。

催化劑催化劑光(2)有毒物質(zhì)的無害化處理也是綠色化學(xué)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(qǐng)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(diǎn)是______________________________。

(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(diǎn)是___________________。

【解題指南】解答本題需注意以下兩點(diǎn):(1)明確原子經(jīng)濟(jì)性的含義;(2)能夠讀懂題目信息,從題目信息中獲取解題的方法和思路?！窘馕觥?1)原子經(jīng)濟(jì)性高,即理論上原子的利用率盡可能達(dá)到100%,沒有副產(chǎn)物。A、D兩項(xiàng)中的原子利用率都是100%。(2)把CN-氧化成無毒氣體,說明C、N分別生成了CO2、N2,ClO2的還原產(chǎn)物應(yīng)該是無毒的Cl-。(3)活性炭能吸附水中的有機(jī)物,從而除去異味。用O3消毒時(shí),其產(chǎn)物為無毒無害的O2。答案:(1)AD加成反應(yīng)(2)2ClO2+2CN-====2CO2+N2+2Cl-產(chǎn)物為無毒無害的Cl-、CO2和N2

(3)吸附水中的有機(jī)物(或除去水中的異味)反應(yīng)產(chǎn)物無毒無害【母題追問】(1)上題(2)中的ClO2也可以用于自來水的消毒,利用了它的什么性質(zhì)?提示:氧化性。(2)上題(3)中水的凈化過程采用了什么處理方法?提示:前4個(gè)過程屬于物理方法,O3消毒屬于化學(xué)方法。【素養(yǎng)訓(xùn)練】

(2020·杭州高一檢測)下列做法與建設(shè)天藍(lán)、地綠、水清的美麗中國相違背的是 (

)【解析】選B。推廣光伏發(fā)電,可以減少化石燃料的使用,故A正確;使用一次性塑料餐具屬于資源浪費(fèi),且不可降解,造成白色污染,故B錯(cuò)誤;杜絕在濕地、綠地亂搭亂建符合青山綠水的要求,故C正確;關(guān)停排放嚴(yán)重超標(biāo)的企業(yè)有利于環(huán)境的保護(hù),故D正確?！炯庸逃?xùn)練】1.以節(jié)能減排為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟(jì)是維持社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。下列做法違背發(fā)展低碳經(jīng)濟(jì)的是 (

)A.發(fā)展氫能和太陽能B.限制塑料制品的使用C.提高原子利用率,發(fā)展綠色化學(xué)D.盡量用純液態(tài)有機(jī)物代替水作溶劑【解析】選D。所謂低碳經(jīng)濟(jì),是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下,通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等多種手段,盡可能減少煤炭、石油等高碳能源消耗,減少溫室氣體排放,達(dá)到社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護(hù)雙贏的一種經(jīng)濟(jì)發(fā)展形態(tài)。發(fā)展氫能和太陽能、限制