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第八章　化学与可持续发展
第三节　环境保护与绿色化学
学习目标：1.了解化学在环境保护中的重要作用。2.了解节约能源和防止污染的重要 性。3.了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性。
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研习任务一　化学与环境保护
教材　认知
1. 环境问题与环保任务
（1）环境问题
（2）环境保护的任务
③寻找源头治理环境污染的生产工艺，杜绝污染物的排放，能从根本上解决环 境问题。
不合理　
自然资源　
生态环境　
工农业生产　
人类生活　
存在形态　
分析　
测定　
废气　
废水　
2. 大气污染物来源及次生污染物的形成
[思考1]　二氧化碳能造成温室效应，它是大气污染物吗？
提示：CO2不属于大气污染物。大气污染物是指大气中危害人类和环境的人为污染物 和天然污染物，它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。包括颗粒物、硫氧化 物、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、其他有害物质等。
[思考2]　含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上消除和回收利用 它们所依据的化学反应有哪些？分别属于什么反应类型？
提示：①可用CaCO3、CaO、Ca（OH）2、氨水等吸收SO2。
3. 污水处理的流程
[思考3]　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。
提示：导致水华、赤潮现象的原因，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。
水华、赤潮现象达到一定程度，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。预防水华、赤潮现象的发生， 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。
无害化　
减量化　
减少环境污染　
应用　体验
1. 微判断
（3）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。
（7）工业废渣和生活垃圾等固体废弃物对环境影响不大，可不必处理。




√
√

A. 将废旧电池进行直接填埋，减少对环境的污染
B. 开发核能、太阳能、风能等新能源，减少对矿物能源的依赖
C. 将煤进行气化处理，既提高煤的综合利用效率，又可减少酸雨的危害
D. 利用微生物发酵技术，将植物秸秆、动物粪便等制成沼气
A
3. 酸雨形成的原理之一可表示如下：
含硫燃料 A B 硫酸
请回答下列问题。
SO2
SO3
③
还原剂
归纳总结
酸雨
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研习任务二　绿色化学
教材　认知
1. 绿色化学核心思想
2. 原子经济性反应
源头减少　
消除　
100％　
[思考1]　在四大基本反应类型中，最符合绿色化学观念的是哪种反应？
提示：化合反应能将反应物中的原子全部转化到产物中，没有副产品生成，原子利用 率达100％，符合绿色化学的观念。
[思考2]　以乙烯为原料生产环氧乙烷，工艺Ⅰ——氯代乙醇法：
总反应的化学方程式可表示为
工艺Ⅱ——乙烯氧化法：
2CH2 CH2＋O2
计算两种生产工艺的原子利用率分别是多少？原子利用率与产率相同吗？
3. 绿色化学示意图
减量化　
再循环　
应用　体验
1. 微判断
（7）植物秸秆含大量钾元素，焚烧后作钾肥符合“绿色化学”的思想。

√
√
√
√
√

A. ①④ B. ②④ C. ①③ D. ②③
解析：原子利用率100％即为原子经济性，化合反应、加成反应与加聚反应符合要 求，故②④正确。
B
3. 将下列环境问题与成因用短线连接起来。
环境问题 主要成因
（1）温室效应 A. SO2和NOx的大量排放
（2）酸雨 B. 汽车尾气的排放
（3）臭氧层空洞 C. 废水中N、P元素含量的增大
（4）光化学烟雾 D. 空气中CO2的浓度升高
（5）赤潮 E. 氯氟代烃的大量排放
（6）白色污染 F. 废弃的塑料制品
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课堂强研习 合作学习 精研重难
课后提素养
A. 兴建世大运动馆所用的水泥属于硅酸盐材料
B. “绿色化学”的核心思想是应用化学反应原理对环境污染进行治理
C. 提倡成都市民选乘公共交通工具出行
D. 用新能源汽车代替燃油汽车可以减少大气污染
解析：水泥属于硅酸盐材料，故A正确；“绿色化学”的核心思想是利用化学原理从 源头上减少和消除工业生产对环境的污染，故B错误；市民选乘公共交通工具出行， 可以减少汽车尾气的排放，减少污染，故C正确；用新能源汽车代替燃油汽车，减少 化石燃料燃烧，减少污染物排放，故D正确。
B
A. 将一氧化碳还原氧化铜的尾气直接排入空气中
B. 将锌和稀硫酸反应后的废液直接倒入下水道中
C. 将跟氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全
D. 将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分离
D
解析：一氧化碳还原氧化铜的尾气中含有未反应的一氧化碳有毒气体，对环境有害， A项不符合绿色化学实验操作；将锌和稀硫酸反应后的废液直接倒入下水道中，会腐 蚀下水道，污染水资源，B项不符合绿色化学实验操作；将跟氧气反应后剩余的硫黄 放在空气中燃烧完全，产生二氧化硫有毒气体，污染空气，C项不符合绿色化学实验 操作；将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分离，防止了残余物对环境的污染， D项符合绿色化学实验操作。
A. 积极推进“煤改气”“煤改电”等改造工程
B. 用CO2合成聚碳酸酯可降解塑料，实现碳的循环利用
C. 研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染
D. 实施秸秆禁烧，增加化石燃料的供应量
解析：A. “煤改气”“煤改电”能够减少废气、废渣等排放，有利于保护环境；B. 可降解塑料分解产生CO2和水，CO2又合成聚碳酸酯可降解塑料，实现了“碳”的循 环利用；C. 加快研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染，有利于环境保护； D. 化石燃料燃烧产生大气污染，不利于控制环境污染。
D
B. 烯烃与水煤气发生的羰基合成反应：
A
解析：甲烷与氯气反应制得氯仿的同时还有氯化氢生成，原子利用率小于100％不符 合绿色化学思想，A错误；烯烃与水煤气发生的羰基合成反应中，生成物只有一种； 甲烷、CO合成乙酸乙酯的反应中，生成物只有一种；乙烯合成聚乙烯的反应中，生 成物只有一种，原子利用率均为100％，均符合绿色化学思想，B、C、D正确。
A. 处理废弃物 B. 治理污染点
C. 减少有毒物 D. 杜绝污染源
解析：（1）根据题干描述：绿色化学是“预防污染”的根本手段，因此应从“源 头”上杜绝。
D
A. 建在西部干旱区可以脱贫致富
B. 应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区
C. 企业有权自主选择厂址
D. 不宜建在人口稠密的居民区
解析：（2）化工基地的筹建首先不宜建在人口稠密的居民区，同时要考虑水资源和 交通问题。
BD
（3）某化工厂排放的污水中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Hg2＋四种离子。某同学设计 了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。
解析：（3）第③步由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此会造成环境污染。
第③步
加冷凝回收装置
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课时作业
[基础训练]
A. 二氧化硅常被用来制作光导纤维
B. 蒸馏“地沟油”可以获得汽油
C. 掩埋废旧电池不会造成环境污染
D. 绿色化学的核心思想是污染后及时治理
解析：二氧化硅具有良好的光传导性，常用来制造光导纤维，故A正确；地沟油属于 油脂，汽油属于烃，两者组成元素不同，蒸馏“地沟油”不能获得汽油，可以获得生 物燃料，故B错误；掩埋废旧电池，会造成电解液流出，里面的重金属离子会对土壤 造成污染，故C错误；绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少或消除工业生产 对环境的污染，故D错误。
A
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A. CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体
B. 使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一
C. 节能减排符合低碳经济的要求
D. 合理开发利用可燃冰（固态甲烷水合物）有助于缓解能源紧缺
解析：N2不是造成温室效应的气体。
A
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A. 雾和霾的分散剂相同
B. 雾霾中含有硝酸铵和硫酸铵
C. NH3是形成无机颗粒物的催化剂
D. 雾霾的形成与过度施用氮肥有关
解析：雾和霾的分散剂都是空气，A项正确；雾霾中的无机颗粒物含有硝酸铵和硫酸 铵，B项正确；NH3参与反应生成铵盐，是反应物，不是催化剂，C项错误；过度施用 氮肥会增加大气中氨的含量，D项正确。
C
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A. 太阳能、地热能、生物质能和核聚变能均属于“新能源”
B. “低碳”是指采用含碳量低的烃类作为燃料
C. 如图所示，甲烷经一氯甲烷生成低碳烯烃的途径体现了“节能减排”的思想
D. 让煤变成合成气，把煤“吃干榨尽”，实现了煤的清洁、高效利用
B
解析：低碳是指减少CO2的排放。
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选项 污染物 来源
A HCHO 家具生产与使用、质量低劣的涂料的使用
B NO和NO2 燃煤、汽车尾气
C 悬浮颗粒物 建筑施工、化石燃料的使用
D SO2 雷电时在空气中产生
D
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解析：甲醛主要来源于用复合地板、油漆、涂料制成的人造家具、用具，故A正确； 大气中的氮氧化物的主要来源是燃煤、汽车尾气排放，故B正确；悬浮颗粒物的来源 主要是化石燃料的燃烧和施工产生的扬尘，故C正确；SO2的来源主要是煤的燃烧产 生的废气，故D错误。
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A. NO2是该过程的中间产物
B. 汽车尾气的主要污染成分为CO和NO
C. NO和O2必须在催化剂表面才能反应
C
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7. CO2的资源化利用是解决温室效应的重要途径。以下是在一定条件下用NH3捕获 CO2生成目标化工产品三聚氰酸的反应：
A. 该工业生产过程中，原子利用率为100％
B. 该化学反应属于中和反应
C. 该反应前后均有极性键和非极性键的断裂和形成
D. 用该方法吸收CO2，能够减少CO2排放量，促进碳中和，减缓全球气候变暖
D
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解析：该工业生产过程中，氨气和二氧化碳反应生成三聚氰酸和水，所以原子利用率 小于100％，故A错误；酸和碱反应生成盐和水的反应是中和反应，该反应不属于中 和反应，故B错误；该反应的反应物和生成物分子中均不含非极性键，反应前只有极 性键的断裂，反应后只有极性键的形成，故C错误；用该方法吸收CO2，能够减少CO2 排放量，促进碳中和，减缓全球气候变暖，故D正确。
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A. ③⑧ B. ①②③⑤⑥⑧⑩
C. ②⑥⑦⑨ D. ④
A
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解析：①～⑧是对绿色化学的叙述。绿色化学的核心是从源头上减少或消除工业生产 对环境的污染，强调最理想的原料经济性原则和污染物的零排放。所以①中的“绝对 无污染”、②中的“依靠绿色植物”、④中的“无法实现”、⑤中的“治理三废”、 ⑥中的“合理施用农药”、⑦中的“加强环境监测”等内容都是错误的或不属于绿色 化学范畴，③、⑧正确。⑨～ 是对绿色食品的描述，只有 正确。
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9. SO2是常见的大气污染物之一，我国规定空气中SO2含量不得超过0.02 mg·L－1。
（1）酸雨是降水呈酸性（pH小于5.6）的统称，个别地方甚至低于2.1（食醋的pH＝ 3）。引起酸雨的罪魁祸首是大气中的SO2和氮的氧化物。它们的主要来源是煤和石油 的燃烧，全世界每年排放1.5亿吨的SO2。
2SO2＋O2　 2SO3
HNO3
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A. 腐蚀建筑物 B. 导致树木枯萎
C. 造成洪涝灾害 D. 恶化人类环境
脱硫
碱液
ABD
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（2）某化学兴趣小组选用如图所示的实验装置，测定工业原料气（含SO2、N2、 O2）中SO2的含量（已知碘能氧化H2SO3生成H2SO4）。
c→d→b→a→e
蓝色恰好变成无色
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A. 酸性KMnO4溶液 B. NaOH溶液
C. 溴水 D. 氨水
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超标
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[提升训练]
10. “绿水青山就是金山银山”。近年来，绿色发展、生态保护成为中国展示给世界 的一张新名片。
（1）硫酸工业排出的废气（主要含SO2）有多种处理方式。
H2O
SO2
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（ClO）2＋2H2O
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2MgSO4＋2H2O
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Ⅰ.吹脱法
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解析：（2）NH3·H2O不稳定，受热易分解，因此用热空气吹脱效果更好，原因是温 度升高，有利于NH3·H2O分解，NH3的溶解度降低，更易被吹出；
温度升高，有利于NH3·H2O分解，NH3的溶
解度降低，更易被吹出
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Ⅱ.NaClO氧化法
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H＋　
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