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第三节　环境保护与绿色化学
【学习目标】　1.了解环境污染的主要因素、危害及防治的方法，认识化学对环境保护的重要意义。
2．了解“绿色化学”“原子经济性反应”的含义，知道它们在利用资源、保护环境中的重要意义。
知识点一　化学与环境保护
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1．环境保护
(1)环境问题：主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的____________________，以及工农业生产和人类生活所造成的____________。
(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”(________、________和________)。
③寻找源头治理环境污染的生产工艺，杜绝污染物排放。
2．大气污染物来源及次生污染物的形成
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3．污水的处理
(1)常用的污水的处理方法有____________、____________和____________等。
(2)常用的污水的处理的化学方法有__________、__________和__________等。
(3)污水处理的流程
①一级处理：通常采用________方法，即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经过一级处理后的水一般达不到排放标准，所以通常将一级处理作为预处理。
②二级处理：采用____________方法(又称____________法)及某些化学方法，除去水中的可降解有机物等污染物。经过二级处理后的水一般可达到国家规定的排放标准。
③三级处理：主要采用________________、______________、______________和______________等，对污水进行深度处理和净化。经过三级处理后的水可用于绿化和景观用水等。
4．固体废物的处理
(1)遵循的原则：____________、____________和____________。
(2)达到的目的：减少环境污染和资源回收利用。
INCLUDEPICTURE "教材深研LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "教材深研LLL.TIF" \* MERGEFORMAT 　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的主要原因是什么？危害主要有哪些？如何预防？
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，主要是人们的生活废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、固体废弃物进行科学合理的处理。
[答案自填] 生态环境破坏　环境污染　废气
废水　废渣　SO2　酸雨　雾霾　光化学烟雾　物理法　化学法　生物法　中和法
氧化还原法　沉淀法　物理　生物　微生物　化学沉淀法　氧化还原法　离子交换法　反渗透法　无害化　减量化　资源化
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(1)化石燃料燃烧产生的CO、NOx、SO2为次生污染物　(　　)
(2)“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量　(　　)
(3)处理废旧塑料制品可采用“深挖填埋”的途径(　　)
(4)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(　　)
答案：(1)×　(2)√　(3)×　(4)×
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1．当今环境污染已成为人类面临的重大威胁。下列对应关系不完全正确的是(　　)
A.酸雨——SO2、NO2、CO2等
B．光化学烟雾——NO2、CxHy等
C．温室效应——CO2、CH4等
D．白色污染——各种颜色的难降解的塑料膜、袋等
解析：选A。CO2排放过多会引起温室效应，但不会造成酸雨。
2．大气中氮氧化物和碳氢化合物受紫外线作用可产生二次污染物——光化学烟雾，其中部分物质的反应过程如下图所示。下列说法正确的是(　　)
A．该过程中O2是催化剂
B．反应过程中没有电子转移
C．反应过程中氮氧化物不断被消耗
D．丙烯转化为甲醛和乙醛
解析：选D。A项，根据题图可知，发生的总反应为
CH2===CHCH3＋O2―→CH3CHO＋HCHO，O2为反应物，错误；B项，该反应中O元素的化合价从0价变为－2价，该过程中有电子转移，错误；C项，根据CH2===CHCH3＋O2―→CH3CHO＋HCHO可知，该过程中氮氧化物没有被消耗，错误；D项，根据题图可知，丙烯与氧气反应生成甲醛和乙醛，正确。
3．我们饮用的水是由源水净化所得。已知明矾能将水中的悬浮物凝聚而沉淀，氯气可杀菌。下列关于家庭饮用水的净化过程正确的是(　　)
A．源水→过滤→加氯气→加明矾→沉淀→净水
B．源水→加氯气→过滤→加明矾→沉淀→净水
C．源水→加明矾→加氯气→过滤→沉淀→净水
D．源水→加明矾→沉淀→过滤→加氯气→净水
解析：选D。净水的过程一般为混凝→沉淀→过滤→杀菌消毒。
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常见环境污染的形成原因
知识点二　绿色化学
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1．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____________________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，这时原子利用率为________。
3．绿色化学对化学反应的要求
4．开发和利用自然资源必须遵循的原则：____________、____________和____________。
INCLUDEPICTURE "教材深研LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "教材深研LLL.TIF" \* MERGEFORMAT 　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)从绿色化学的思想分析，方法二主要有哪些优点？
(2)我们学过的有机反应类型中，最符合绿色化学原子经济性反应的有哪些？
提示：(1)不使用有毒原料Cl2，原子利用率为100%，更符合原子经济性反应
(2)加成反应、加聚反应。
[答案自填] 从源头减少或消除　100%　减量化　再利用　再循环
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(1)汽车排气管上安装催化转化器处理尾气符合绿色化学思想(　　)
(2)绿色化学就是指在化工生产中少排放或不排放有害物质(　　)
(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)植物秸秆中含大量钾元素，焚烧后用作钾肥符合绿色化学的思想(　　)
(5)有机物的加成反应和取代反应都能实现原子利用率为100%(　　)
答案：(1)√　(2)√　(3)√　(4)×　(5)×
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1．(2024·天津第二南开中学高一检测)下列不符合“绿色发展，保护生态环境”理念的是(　　)
A．含酶洗衣粉代替含磷洗衣粉
B．含汞废旧电池有毒，应直接掩埋
C．用秸秆、粪便生产沼气，实现垃圾资源化
D．将废旧塑料制品制成再生制品
解析：选B。废旧电池中含有重金属，直接掩埋会造成土壤污染、水体污染，不符合“绿色发展，保护生态环境”理念。
2．绿色化学的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段，因而过程和终端均为零排放和零污染，具有“原子经济性”，下列化学反应不符合绿色化学思想的是(　　)
A．制备碳酸氢铵：NH3＋H2O＋CO2===NH4HCO3　
B．制备硫酸铜：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
C．制备甲醇：2CH4＋O22CH3OH
D．制备乙醛：C2H2＋H2OCH3CHO
答案：B
3．绿色化学实验指的是在绿色化学的思想指导下，对常规实验进行改革而形成的实验新方法。下列符合绿色化学实验操作的是(　　)
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．将与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
解析：选D。一氧化碳还原氧化铜的尾气中含有未反应的一氧化碳，将尾气直接排入空气中，会污染环境，A项不符合题意；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项不符合题意；将与氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全，产生的二氧化硫有毒，污染空气，C项不符合题意；将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分离，防止残余物对环境造成污染，D项符合题意。
eq \o(\s\up7( INCLUDEPICTURE "课堂检测巩固落实LLL.TIF" INCLUDEPICTURE "课堂检测巩固落实LLL.TIF" \* MERGEFORMAT ),\s\do5())
1．下列环境污染与产生原因不相关的是(　　)
选项 A B C D
环境污染 白色污染 雾霾 臭氧空洞 酸雨
产生原因 生活污水的排放 汽车尾气的排放 氟利昂的使用 煤的直接燃烧
解析：选A。白色污染是指大量塑料制品废弃形成的污染。
2．化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是(　　)
A．改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放
B．开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用
C．研发可降解高分子材料，减少“白色污染”
D．过度开采矿物资源，促进地方经济发展
解析：选D。过度开采矿物会使资源匮乏，不利于社会可持续发展。
3．按照绿色化学的要求，化工生产中化学反应的原子利用率越高越好，下列反应的原子利用率为100%的是(　　)
A．制氢气：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
B．制乙醇：CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH
C．制硝酸：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
D．制一氯乙烷：CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl
解析：选B。A.制氢气：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑为置换反应，有副产物产生，A不符合题意；B.制乙醇：CH2===CH2＋H2OCH3CH2OH为加成反应，无副产物产生，B符合题意；C.制硝酸：3NO2＋H2O===2HNO3＋NO，有副产物产生，C不符合题意；D.制一氯乙烷：CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl为取代反应，且该反应为连锁反应，生成多种氯化物，D不符合题意。
4．工业生产需要大量原料，消耗大量的能源，同时会产生大量废气、废水和废渣，处理不当就会污染环境。下列与环境保护有关的说法错误的是(　　)
A．工厂废气净化分离后循环利用
B．工厂废液需加水稀释后再排放
C．工地施工时适当喷水，降低粉尘污染
D．化工生产应在源头上减少或消除环境污染
解析：选B。A.工厂废气净化分离后循环利用，可减少污染，提高利用率，故A正确；B.应对工厂废液中有害物质进行处理达标后再排放，故B错误；C.工地施工时适当喷水可降低粉尘污染，故C正确；D.绿色化学的核心思想是在源头上减少或消除环境污染，故D正确。
5．促进生态文明，保护生态环境，是实现“中国梦”的重要组成部分。
(1)生活中一次性物品的使用会大大增加生态压力，一次性纸巾使用后应投入贴有________(填字母，下同)标识的垃圾桶内。
(2)用明矾处理废水中细小悬浮颗粒的方法属于________。
a．混凝法　　b．中和法　　c．氧化还原法
(3)选择环保的装修材料可以有效减少居室污染。劣质胶合板释放的主要污染物是________。
a．NO b．CO c．甲醛
(4)NH3催化还原氮氧化物法是目前应用最广泛的烟气氮氧化物脱除技术，二者反应会生成对空气无污染无害的物质，写出NH3催化还原NO2反应的化学方程式：_______________________________________________
__________________________________________________。
解析：(1)一次性纸巾由于水溶性太强不可回收，所以属于不可回收垃圾。
(2)胶体具有吸附性，明矾溶于水会产生氢氧化铝胶体，用明矾处理废水中细小悬浮颗粒的方法属于混凝法。
(3)劣质胶合板释放的主要污染物是甲醛，甲醛是致癌物质，选择环保的装修材料可以有效减少居室污染。
(4)NH3催化还原NO2反应生成N2和H2O，化学方程式为6NO2＋8NH37N2＋12H2O。
答案：(1)b　(2)a　(3)c　(4)6NO2＋8NH37N2＋12H2O

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