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第三节　环境保护与绿色化学
金属矿物
海水资源
化石燃料
第八章　化学与可持续发展
[学习目标]
1.了解环境污染的主要因素、危害及防治方法。
2.了解绿色化学的思想与内涵及对化学反应的要求。
引入新课
思考为什么要保护环境？如何保护环境？
《迷失的家园》
一、化学与环境保护
(1) 环境问题
(不合理地开发和利用自然资源)
生态环境破坏
环境污染
(工农业生产和人类生活)
(2)环境保护的任务
①环境监测：对污染物的存在形态、含量等进行分析和测定，
为控制和消除污染提供可靠的数据。
②治理工业“三废”：废气、废水、废渣
③寻找源头治理环境污染的生产工艺。
1．环境保护
2．大气污染物来源及次生污染物的形成
化石燃料的燃烧
CO、NOx、SO2等
烟尘
挥发性有机物
酸雨
雾霾
光化学烟雾
阳光、空气和水蒸气等的作用
一、化学与环境保护
含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些物质发生反应加以控制、消除和回收利用。请举例说明这些方法所依据的化学反应和反应类型。
(1)含硫物质一般用石灰石-石膏法脱硫：SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O，
非氧化还原反应；2CaSO3＋O2===2CaSO4，化合反应、氧化还原反应。
(2)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：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O、NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，氧化还原反应
②催化转化：2NO2＋4CO N2＋4CO2，氧化还原反应
思考1
一、化学与环境保护
3．污水的处理
(1) 常用方法：物理法、化学法和生物法等。
(2) 常用化学方法：中和法、氧化还原法、沉淀法等。
(3) 流程
一、化学与环境保护
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。你认为在城市和农村出现这种水体污染各有什么特点？请查阅资料，了解有关的污染及治理情况，并与同学交流。
从农村方面来说，主要是人们的日常生活、水产及禽畜养殖等产生的污水或固体废弃物未经处理排放，化肥的不当施用等；从城市方面来说，主要是人们的生活污水及工业生产废水的排放等。
污染达到一定程度，会使饮用水(淡水)水源受到威胁，水生生物大量减少，生态遭到破坏，水产养殖业更是面临毁灭性打击。预防发生，一要少用或不用含氮、磷洗涤剂，合理施用化肥，适量向水产养殖区投放饲料等；二要对产生的含氮、磷的废水、固体废弃物做科学合理的处理。
思考2
一、化学与环境保护
4．固体废物的处理
(1)处理原则：无害化、减量化和资源化。
(2)目的：减少环境污染和资源回收利用。
工业废渣 生活垃圾
一、化学与环境保护
1.判断正误
(1)化学工作者进行的环境质量监测工作可有可无，有污染治理就行(　　)
(2)化石燃料燃烧产生的CO、NOx、SO2为次生污染物(　　)
(3)“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量(　　)
(4)工业废渣和生活垃圾等固体废物对环境影响不大，可不必处理(　　)
(5)污水的一级处理通常采用化学法和生物法将难溶解的污染物除去(　　)
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×
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应用体验
一、化学与环境保护
2.以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是
选项 氧化物 环境问题 主要来源
A CO2 破坏臭氧层 化石燃料的燃烧
B SO2 温室效应 汽车尾气的排放
C NO2 光化学烟雾 工厂废气、汽车尾气的排放
D CO 酸雨 汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧
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一、化学与环境保护
应用体验
六大环境问题及其危害
归纳总结
环境问题 主要污染物 主要危害
酸雨 (雨水pH<5.6) SO2及氮氧化物(NOx) 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
温室效应 CO2、CH4 造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小
臭氧空洞 氟氯代烃、 氮氧化物(NOx) 到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害
一、化学与环境保护
归纳总结
环境问题 主要污染物 主要危害
光化学烟雾 碳氢化合物、 氮氧化物(NOx) 刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡
白色污染 难降解的 废弃塑料 在土壤中影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产；易被动物当成食物吞入，导致动物死亡；混入生活垃圾中难处理、难降解
赤潮(海水中)和水华(淡水中) 废水中含N、P等营养元素 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
一、化学与环境保护
二、绿色化学
1．核心思想
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，从源头减少或消除环境污染。
2．原子经济性反应
反应物的原子全部转化为期望的最终产物，原子利用率为100% 。
原子利用率＝ ×100%
——也称环境友好化学
思考
以乙烯合成环氧乙烷有以下两种方法：
方法一：CH2==CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→ ＋CaCl2＋H2O
方法二：2CH2==CH2＋O2
(1)①方法一的原子利用率是多少？写出计算式：
_________________________________________________。
②方法二的原子利用率是______。
100%
二、绿色化学
思考
以乙烯合成环氧乙烷有以下两种方法：
方法一：CH2==CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→ ＋CaCl2＋H2O
方法二：2CH2==CH2＋O2
二、绿色化学
(2)从绿色化学的思想分析方法2的优点是____________________________
__________________________________。
(3)我们学过的四种基本反应类型中，最符合绿色化学原子经济性反应的是__________，在有机化学反应中有____________________。
不使用有毒原料Cl2，原子利用率
率100%，更符合原子经济性反应
化合反应
加成反应、加聚反应
3．绿色化学对化学反应的要求
4．开发和利用自然资源遵循的三原则(3R原则)
减量化、再利用和再循环
二、绿色化学
应用体验
1.判断正误
(1)“绿色化学”就是污染后有效治理的化学思想(　　)
(2)“绿色化学”旨在减少或消除在化工生产中涉及的有害物质(　　)
(3)3R原则(减量化、再利用和再循环)是开发和利用自然资源的基本原则
(　　)
(4)利用阳光发电、光解水制氢气是解决能源危机、实现可持续发展的有效途径(　　)
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二、绿色化学
应用体验
2.(2022·长沙中学高一期末)“绿色化学实验”已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”要求的是
①实验室收集氨气采用图1所示装置　②实验室做氯气与钠的反应实验时采用图2所示装置　③实验室用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验　④实验室中采用图3所示装置进行铜与稀硝酸的反应
A.②③④
B.①②③
C.①②④
D.①③④
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二、绿色化学
随堂检测
1.(2021·全国乙卷，7)我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是
A.将重质油裂解为轻质油作为燃料
B.大规模开采可燃冰作为新能源
C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D.研发催化剂将CO2还原为甲醇
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随堂检测
2.(2021·河北，4)硫和氮及其化合物对人类生存和社会发展意义重大，但硫氧化物和氮氧化物造成的环境问题也日益受到关注，下列说法正确的是
A.NO2和SO2均为红棕色且有刺激性气味的气体，是酸雨的主要成因
B.汽车尾气中的主要大气污染物为NO、SO2和PM2.5
C.植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定
D.工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
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随堂检测
3.下列活动不符合“如何应对气候变化、提升经济绿色水平，实现人类可持续发展”这一主题的是
A.机动车实行限行措施是减少雾霾的途径之一
B.推广使用可降解塑料及布袋购物，以减少“白色污染”
C.通过吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油，可推广“绿色自由”计划
D.将秸秆焚烧可得富含钾肥的草木灰，焚烧是一种较为理想的秸秆处理办法
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本节内容结束

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