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第三节环境保护与绿色化学
子任务一：常见的环境问题
由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。
环节一：化学与环境保护
赤潮
全球变暖
臭氧层破坏
酸雨
危害：两极冰川融化，海平面升高，陆地减少
气候干早，土地沙漠化，农业减产
全球变暖
成因:大量使用矿物燃料(煤、石油等)
阻碍地表向外放出的大量长波热辐射
矿物燃
料燃烧
CO2、碳粒粉尘
防治：减少矿物燃料的使用、开发利用新能源、
大力植树造林
危害：紫外线强度增加,人类皮肤发生癌变
臭氧层破坏
成因:人类过多地使用氯氟烃类、溴氟烷烃类、N2O、CCl4、CH4等，是臭氧层被破坏的主要原因。
氯氟烃大量用作气溶胶、制冷剂、发泡剂、化工溶剂
防治:减少氟氯烃类等产品的生产和使用
紫外线照射
CF2Cl + Cl
CCl2F2
2O3 3O2
Cl
危害：湖泊酸化,鱼类死亡。
农作物、森林、草原遭到破坏、建筑物加速腐蚀
酸雨（pH小于5.6的雨水）
成因:(1)含硫量高的化石燃料
硫酸型防治：可在煤中添加生石灰、熟石灰、石灰石或氨水作为脱硫剂。
(2)汽车尾气
①生石灰：
②熟石灰：
③石灰石：
④ 氨水：
酸雨（pH小于5.6的雨水）
硝酸型防治：工业尾气中的NOx一般用烧碱吸收，汽车尾气一般进行催化转化
①碱液吸收：
②催化转化：
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
2NO2＋4CO === N2＋4CO2
水华、赤潮
成因:含氮、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊和近海水域，会出现水华、赤潮等水体污染问题。
水华
赤潮：浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集
防治：减少工业废水的排放，使用不含磷的洗衣粉，减少农业化肥农药的使用
危害：水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水质腐败变质、变臭，水生生物因缺氧而死亡。
子任务二：工业“三废”问题
“三废”是指废气、废水、废渣
环节一：化学与环境保护
废渣以及固体废弃物的处理
化石燃料的燃烧
工业生产中产生的废气
废气携带的颗粒物
土壤水源污染
大气污染
工业废水处理的常用方法
污水处理方法：
物理法
生物法
化学法
化学方法 添加试剂 反应原理
混凝法 明矾、硫酸亚铁 Al3+＋3H2O Al(OH)3(胶体)＋3H+，生成的胶体吸附水中悬浮物
中和法 熟石灰、硫酸 加碱中和酸，或加酸中和碱，如
Ca(OH)2+H2SO4 === CaSO4↓+2H2O
沉淀法 Na2S、H2S等 加沉淀剂使金属离子形成沉淀而除去，如除Hg2+：
Hg2++S2- === HgS↓
氧化还原法 氧化剂或还原剂 如用Cl2处理电镀废水
污水处理流程：
工业废渣处理
工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循无害化、减量化和资源化的原则，达到减少环境污染和资源回收利用这两个重要目的。
绿色化学也称环境友好化学,其核心思想就是改变“先污染后治理”的观念和做法,利用化学原理和技术手段,减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质,实现从源头减少或消除环境污染。
环节二：绿色化学
绿色化学的核心:
①原子经济性反应
②高选择性反应
绿色化学——原子经济
按照绿色化学的原则，最理想的原子经济就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。
原子利用率为100%的化学反应类型:
化合反应、加成反应、加聚反应
原子利用率=
期望产物的总质量
生成物的总质量
×100%
原子经济性反应
环氧乙烷是目前最好的消毒剂之一,被广泛用于消毒医疗用品。其在常温常压下为无色气体,易溶于水,在酸性或碱性条件下易水解得到乙二醇。
1.计算两种生产工艺的原子利用率。
原子利用率=
×100% =25.4%
原子利用率
=100%
2.从原料角度用绿色化学的思想评价两种生产工艺。
方法①原料Cl2有毒、有污染
44
28+71+74
原子经济性反应
环氧乙烷在常温常压下为无色气体,易溶于水,在酸性或碱性条件下易水解得到乙二醇。环氧乙烷是目前最好的消毒剂之一,被广泛用于消毒医疗用品。
3.从中间产物角度用绿色化学的思想评价两种生产工艺。
4.从副反应角度用绿色化学的思想评价两种生产工艺。
方法①原料Cl2、中间产物HCI、HCIO腐蚀设备
方法①副反应多,产率低
原子经济性反应
环氧乙烷在常温常压下为无色气体,易溶于水,在酸性或碱性条件下易水解得到乙二醇。环氧乙烧是目前最好的消毒剂之一,被广泛用于消毒医疗用品。
5.从废弃物角度用绿色化学的思想评价两种生产工艺
方法①产生废液、废渣。
以燕山石化为代表的我国银催化剂的研究已达到国际先进水平。
绿色发展3R原则
再循环(Recycle) 物质循环、能量循环
再利用(Reuse) 如催化剂、反应载体
减量化(Reduce) 减少原料、节约能源
小结

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