2025版高一化學(xué)必修第二冊（含不定項選擇）第八章 第三節(jié) 環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)

第三節(jié)環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)課標(biāo)定向目標(biāo)定位1.結(jié)合實例認(rèn)識化學(xué)原理、化工技術(shù)對于節(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。(科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任)2.認(rèn)識經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)等的關(guān)系,樹立自覺遵守國家關(guān)于環(huán)境保護(hù)的法律法規(guī)的意識。(科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任)厘清重點SO2等污染物的控制、消除和回收利用;污水處理的流程、方法和原理突破難點SO2等污染物的控制、消除和回收利用;污水處理的流程、方法和原理學(xué)習(xí)任務(wù)一:化學(xué)與環(huán)境保護(hù)必備知識·導(dǎo)學(xué)[引入]2023年6月5日是第52個世界環(huán)境日,口號為“減塑撿塑”。我們需要采取行動,減少使用塑料制品,從源頭上遏制塑料污染的產(chǎn)生,我們要撿起地上的塑料垃圾,清潔環(huán)境。你知道使用后的塑料制品應(yīng)投入貼有哪種標(biāo)簽的垃圾桶嗎?一、環(huán)境問題和環(huán)境保護(hù)1.環(huán)境問題2.環(huán)境保護(hù)的任務(wù)二、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3.固體廢棄物的處理遵循的原則及達(dá)到的目的判對錯·通教材判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)CO2能引起溫室效應(yīng),故CO2為大氣污染物。 (×)提示:大氣污染物包括顆粒物、硫氧化物、一氧化碳、氮氧化物、碳?xì)浠衔铩⑵渌泻ξ镔|(zhì)等。故CO2不是大氣污染物。(2)白色污染主要是廢棄塑料制品引起的。 (√)提示:白色污染主要是廢棄的聚乙烯塑料制品等引起的。(3)酸雨、霧霾、光化學(xué)煙霧等污染現(xiàn)象為次生污染物。 (√)提示:大氣污染物在太陽輻射等因素下,經(jīng)過復(fù)雜變化形成次生污染物,會產(chǎn)生酸雨、霧霾、光化學(xué)煙霧等污染現(xiàn)象。(4)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。 (√)提示:大量化肥的施用和含磷洗衣粉的使用會引起水體富營養(yǎng)化,引起水華、赤潮等水體污染問題。(5)污水的一級處理通常采用化學(xué)法和生物法將難溶解的污染物除去。 (×)提示:一級處理通常采用物理方法,用格柵間、沉淀池等去除不溶性污染物。核心要點·歸納環(huán)境污染形成原因主要危害溫室效應(yīng)大氣中CO2含量不斷增加全球氣候變暖酸雨(pH<5.6)SO2和氮氧化物的排放土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蝕等光化學(xué)煙霧氮氧化物和碳?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氮氧化物和氟氯代烴的排放地球上的生物受太陽紫外線的傷害加劇赤潮和水華含氮、磷等營養(yǎng)成分的生活污水和工農(nóng)業(yè)廢水的任意排放使水體富營養(yǎng)化,使水體變得渾濁、水質(zhì)惡化白色污染聚乙烯塑料等的大量使用,任意丟棄影響農(nóng)作物吸收水分和養(yǎng)分,導(dǎo)致減產(chǎn);混入生活垃圾中難處理、難回收霧霾SO2和氮氧化物,以及細(xì)顆粒物(PM2.5)、可吸入顆粒物(PM10)的排放能吸附大量致癌物質(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)重金屬污染含銅、銀、鎘、鉛、汞等重金屬元素的廢棄物的排放重金屬離子進(jìn)入人體或動物體內(nèi),引起蛋白質(zhì)變性,造成人或動物死亡學(xué)力診斷·測評1.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(yīng)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(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【解析】選C?；剂先紵饕欧哦趸?xì)怏w,與溫室效應(yīng)有關(guān),與破壞臭氧層無關(guān),故A錯誤;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錯誤;工廠廢氣、汽車尾氣含有大量的氮氧化物,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與酸雨無關(guān),故D錯誤。2.汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化裝置的工作原理如圖所示。下列說法中,不正確的是 ()A.汽車尾氣中含有的CO和NO是大氣污染物B.使用催化轉(zhuǎn)化裝置可減少汽車尾氣對大氣的污染C.該過程中NO的作用是作氧化劑D.該過程中會發(fā)生反應(yīng):2NO2+4CO4CO2+N2【解析】選C。A.汽車尾氣中含有的CO和NO是有毒氣體,也是大氣污染物,A正確;B.使用催化轉(zhuǎn)化裝置可以將大氣污染物轉(zhuǎn)化為無污染的氣體氮氣和二氧化碳,能減少汽車尾氣對大氣的污染,B正確;C.以上過程中,NO先作還原劑被氧化生成NO2,C錯誤;D.如圖所示,在催化劑的作用下,二氧化氮和一氧化碳反應(yīng)生成了氮氣和二氧化碳,化學(xué)方程式:2NO2+4CO4CO2+N2,D正確。學(xué)習(xí)任務(wù)二:綠色化學(xué)必備知識·導(dǎo)學(xué)一、綠色化學(xué)核心思想綠色化學(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),實現(xiàn)從源頭減少或消除環(huán)境污染。二、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,原子利用率達(dá)到100%。原子利用率=期望產(chǎn)物的總質(zhì)量生成物的總質(zhì)量三、開發(fā)和利用自然資源遵循的三原則(3R原則)減量化、再利用和再循環(huán)。[思考]所學(xué)的無機(jī)和有機(jī)反應(yīng)類型中哪些符合綠色化學(xué)的最高標(biāo)準(zhǔn)?提示:化合反應(yīng)、加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)中原子利用率為100%。判對錯·通教材判斷下列說法是否正確,正確的打“√”,錯誤的打“×”。(1)“綠色化學(xué)”就是污染后有效治理的化學(xué)思想。 (×)提示:綠色化學(xué)是從源頭上減少或消除環(huán)境污染,不是先污染后治理。(2)從反應(yīng)類型看,化合反應(yīng)能體現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)性”原則。 (√)提示:化合反應(yīng)是多種物質(zhì)生成一種物質(zhì),原子利用率為100%,能體現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)性”原則。(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。 (√)提示:“3R”原則踐行綠色發(fā)展,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,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(xué)”的思想。 (×)提示:綠色化學(xué)是從源頭上減少或消除環(huán)境污染,焚燒秸稈會產(chǎn)生SO2、可吸收顆粒物等大氣污染物,故不符合“綠色化學(xué)”的思想。(5)利用太陽光發(fā)電,光解水制氫氣是解決能源危機(jī),實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的有效途徑。(√)提示:光解水制氫氣是獲取氫氣的良好來源,解決了能源危機(jī),實現(xiàn)了可持續(xù)發(fā)展。學(xué)力診斷·測評綠色化學(xué)也稱環(huán)境友好化學(xué)。下列做法不符合綠色化學(xué)理念的是 ()A.推廣使用高效、低毒的新型農(nóng)藥B.大力發(fā)展氫能、風(fēng)能和太陽能代替化石能源C.將秸稈等有機(jī)質(zhì)耕埋于耕作的土壤中D.大量使用無毒的聚乙烯等材料制作食品包裝袋【解析】選D。推廣使用高效、低毒的新型農(nóng)藥,對環(huán)境友好,符合綠色化學(xué)理念,A不符合題意;大力發(fā)展氫能、風(fēng)能和太陽能代替化石能源,減少二氧化碳、一氧化碳和二氧化硫等的排放,對環(huán)境友好,符合綠色化學(xué)理念,B不符合題意;將秸稈等有機(jī)質(zhì)耕埋于耕作的土壤中,最終可增強肥效、減少化肥的使用,對環(huán)境友好,符合綠色化學(xué)理念,C不符合題意;大量使用無毒的聚乙烯等材料制作食品包裝袋,一旦丟棄會引起白色污染,對環(huán)境不友好,不符合綠色化學(xué)理念,應(yīng)使用易降解的無毒材料,D符合題意。【補償訓(xùn)練】1.下列化學(xué)反應(yīng)不符合綠色化學(xué)理念的是 ()A.消除硫酸廠尾氣污染:SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3B.消除硝酸廠的氮氧化物污染:NO2+NO+2NaOH===2NaNO2+H2OC.制CuSO4:Cu+2H2SO4(濃)CuSO4+SO2↑+2H2OD.制CuSO4:2Cu+O22CuO,CuO+H2SO4(稀)===CuSO4+H2O【解析】選C。C項在生成CuSO4的同時,還生成了SO2,會污染環(huán)境。2.為消除目前燃料燃燒時產(chǎn)生的環(huán)境污染,同時緩解能源危機(jī)。有關(guān)專家提出了利用太陽能制取氫能的構(gòu)想。下列說法正確的是 ()A.該構(gòu)想只涉及了太陽能與電能的轉(zhuǎn)換B.氫能源目前已被普遍使用C.氫氣不易貯存和運輸,所以無開發(fā)利用價值D.發(fā)展氫能源可減少溫室氣體排放,符合“綠色化學(xué)”【解析】選D。由圖可知,該過程的能量變化為太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能,化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能,A錯誤;開發(fā)氫能源需要更多的能量和較高的技術(shù),所以目前氫能源還沒有被普遍使用,B錯誤;氫氣不易貯存和運輸,但是其熱值高,產(chǎn)物環(huán)保,所以具有開發(fā)利用價值,C錯誤;氫氣作為能源,其產(chǎn)物為水,不污染環(huán)境,所以發(fā)展氫能源可減少溫室氣體排放,符合“綠色化學(xué)”,D正確。學(xué)情檢測·素養(yǎng)達(dá)標(biāo)1.(2024·石家莊高一檢測)2024年3月22日是“世界水日”,我國確定的“中國水周”的主題為“精打細(xì)算用好水資源,從嚴(yán)從細(xì)管好水資源”,下列說法錯誤的是 ()A.工業(yè)廢水需要處理達(dá)標(biāo)后才能排放B.生活廢水不含重金屬污染物,因此可以直接排放C.經(jīng)處理后的工業(yè)廢水可以循環(huán)使用D.向廢水中加入生石灰可降低重金屬離子的含量【解析】選B。工業(yè)廢水中含有大量的污染物,因此必須處理達(dá)標(biāo)后才能排放,A項不符題意;生活廢水中雖然不含重金屬污染物,但含有大量有機(jī)物,會使水體富營養(yǎng)化,因此不能隨意直接排放,B項符合題意;為了節(jié)省水資源,處理后的工業(yè)廢水可以循環(huán)利用,C項不符題意;生石灰與水反應(yīng)生成氫氧根離子,氫氧根離子可以與大部分重金屬陽離子反應(yīng)生成氫氧化物沉淀,達(dá)到降低水中重金屬離子含量的目的,D項不符題意。【補償訓(xùn)練】某研究性學(xué)習(xí)小組針對哥本哈根氣候大會所倡導(dǎo)的“低碳經(jīng)濟(jì)”節(jié)能減排課題。提出如下實施方案,①利用風(fēng)能發(fā)電;②利用核能發(fā)電;③大力建設(shè)火力發(fā)電廠;④提倡用小排量汽車,取消公共汽車等大排量汽車;⑤利用太陽能等清潔能源代替化石燃料;⑥提倡購物時盡量不用塑料袋;⑦用節(jié)能燈代替白熾燈。你認(rèn)為方案中不符合課題要求的是 ()A.⑥⑦B.③④C.③④⑦ D.③⑤⑥⑦【解析】選B。①利用風(fēng)能發(fā)電,減少化石燃料的使用,減少二氧化碳?xì)怏w的排放,符合低碳經(jīng)濟(jì),①錯誤;②利用核能發(fā)電,減少化石燃料的使用,減少二氧化碳?xì)怏w的排放,符合低碳經(jīng)濟(jì),②錯誤;③大力建設(shè)火電廠,煤燃燒產(chǎn)生大量的二氧化碳,增加二氧化碳的排放,不符合低碳經(jīng)濟(jì),③正確;④提倡用小排量汽車,取消公共汽車等大排量汽車,增加了二氧化碳?xì)怏w的排放,不符合低碳經(jīng)濟(jì),④正確;⑤利用太陽能等清潔能源代替化石燃料,減少化石燃料的使用,減少二氧化碳?xì)怏w的排放,符合低碳經(jīng)濟(jì),⑤錯誤;⑥提倡人們購物時不用塑料袋,可減少白色污染,減少二氧化碳的排放,符合低碳經(jīng)濟(jì),⑥錯誤;⑦用節(jié)能燈代替白熾燈,減少化石燃料的使用,減少二氧化碳?xì)怏w的排放,符合低碳經(jīng)濟(jì),⑦錯誤;綜上所述,③④正確,故選B。2.在“綠色化學(xué)”中,理想狀態(tài)是反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物,即原子利用率為100%,即“原子