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第三节　环境保护与绿色化学
第八章　化学与可持续发展
课程标准 核心素养目标
1.认识经济发展与环境保护等的关系。
2．认识物质及其变化对环境的影响，依据物质的性质及其变化认识环境污染的成因、主要危害及其防治措施，以酸雨的防治和废水处理为例，体会化学对环境保护的作用。了解关于污染防治，环境治理的相关国策、法规，强化公众共同参与环境治理的责任。 1.科学态度与社会责任：以酸雨防治和污水处理为例，设计简单的防治方案，体会化学原理的应用对环境保护的作用，说明化学科学在生产、生活中的应用价值。
2．科学态度与社会责任：列举常见的大气、水体和土壤的污染物及其危害，说明常见污染的成因和防治措施的化学原理，树立“绿水青山就是金山银山”的理念。
一、化学与环境保护
1．环境问题
主要是指由于人类不合理地开发和利用 而造成的 破坏，以及 和 所造成的环境污染。
2．环境污染的来源
主要是工业“三废”： 、 、 ，它们会导致 污染、 污染、 污染等。
自然资源
生态环境
工农业生产
人类生活
废气
废水
废渣
大气
水体
土壤
(1)大气污染
①污染来源：除了自然因素，大气污染物主要来自 的燃烧和工业生产过程产生的 及其携带的 。
②次生污染
化石燃料
废气
颗粒物
在一定的天气条件下会造成 、 、 等污染现象。
酸雨
雾霾
光化学烟雾
(2)水污染
①污水处理方法： 、 、 。
②污水的“三级”处理
物理法
化学法
生物法
(3)土壤污染
①形成：工业废渣、生活垃圾。
②处理原则： 、 和 。
3．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”。
(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。
无害化
减量化
资源化
二、绿色化学
1．绿色化学
绿色化学也称 化学，其核心思想就是改变“ ”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 或 环境污染。
环境友好
先污染后治理
源头减少
消除
2．绿色化学示意图
全部
最终产物
100%
◆拓展延伸
空气质量日报
(1)空气质量日报的主要内容包括“空气污染指数”“空气质量级别”“首要污染物”等。
(2)目前计入空气污染指数(API)的项目主要有SO2、NO2、CO、O3和可吸入颗粒物等。
◆归纳总结
常见的工业废气及处理方法
工业废气 主要成分 处理方法
硫酸厂尾气 SO2、O2、N2等 一般用氨水吸收
硝酸厂尾气 NO、NO2、N2、O2等 一般用NaOH溶液吸收
高炉煤气 CO、CO2、N2等 一般回收利用
炼钢烟气 Fe2O3、烟尘、CO等 一般回收利用
焦炉气 H2、CH4、CO、CO2、C2H4、N2等 可用作燃料
◆微辨析(对的画“√”，错的画“×”)
(1)改进汽车尾气净化技术，可减少大气污染物的排放(　　)
(2)绿色化学的核心是对废水、废气和废渣进行严格处理(　　)
(3)开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用，有利于保护环境(　　)
(4)利用铜与浓硫酸加热反应制取CuSO4符合绿色化学理念(　　)
√
×
√
×
◆名师点拨
原子经济
(1)特点：①最大限度地利用原料；②最大限度地减少废物排放。
(2)最理想的“原子经济”性反应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%。
(3)无机反应中的化合反应和有机反应中的加成反应、加聚反应的原子利用率均为100%。
探究一 SO2等污染物的控制、消除和回收利用
[问题设计]
(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。
(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。
提示：例如，针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点，主要采取燃料预脱硫、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3等吸收脱硫，其主要化学反应原理和类型如下：
SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3，化合反应。
常见的环境污染问题及主要危害
环境问题 主要污染物 主要危害
酸雨(雨水
pH<5.6) SO2、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增多，给人类健康及生态环境带来危害
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；易被动物当成食物吞入；混入生活垃圾中难处理、难回收
环境问题 主要污染物 主要危害
赤潮和水华(海水中称为赤潮，淡水中称为水华) 废水中含有的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
雾霾 SO2、氮氧化物和可吸入颗粒物 大气细粒子能吸附大量致癌物质和基因毒性诱变物质，使慢性病加剧、使呼吸系统及心脏系统疾病恶化、改变肺功能及结构、影响生殖能力、改变人体的免疫结构等
B
[例1] 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，下列说法不正确的是 (　　)
A．汽车尾气中含有NO、CO等多种大气污染物
B．CO2、NO2和SO2是形成酸雨的主要原因
C．雷雨天气有少量HNO3降落地面，可促进植物生长
D．工业废气中的SO2可采用石灰法进行脱除
汽车燃料燃烧时，N2与O2在发动机内化合生成NO，燃料不完全燃烧会生成CO等，故汽车尾气中含有NO、CO等多种大气污染物；CO2是温室气体，它不能形成酸雨，NO2和SO2才是酸雨的主要成因；雷雨天气时，有少量N2与O2反应生成NO，进而生成NO2，最后与水反应生成HNO3，HNO3降落地面后与土壤中的盐反应生成硝酸盐，可促进植物生长；工业废气中含有SO2，可采用石灰法进行脱除，最后转化为石膏，用于生产建筑材料等。
B
1．2023年世界环境日我国主题为“建设人与自然和谐共生的现代化”，下列措施不符合这一理念的是 (　　)
A．实行垃圾分类管理，实现再生资源回收
B．大量开采自然资源，满足经济快速发展
C．推广使用电动汽车，践行低碳绿色出行
D．研发使用降解塑料，控制白色污染产生
垃圾分类回收，减少塑料包装，可以节约资源，减少污染，符合这一主题；自然资源是有限的，大量开采会导致能源枯竭，同时也会导致污染物增多；推广使用电动汽车，减少污染空气的气1体排放；研发可降解塑料，可以减少白色污染，保护环境。
探究二 绿色化学观念和绿色化学思想
工业废气中SO2必须消除，既可防止污染，又可回收利用。现有如下吸收废气的流程图：
方案Ⅰ：碱液吸收法
方案Ⅱ：石灰石膏法
某化学兴趣小组的同学对方案Ⅰ、方案Ⅱ进行了认真分析评价，然后设计出了方案Ⅲ：
方案Ⅲ：双碱法
[问题设计]
(1)与方案Ⅰ、Ⅱ对比，方案Ⅲ有哪些优点？
提示：方案Ⅲ体现了绿色化学观念。①中间产物NaOH可循环利用，降低了成本，符合资源再循环的原则；②副产物CaSO4可加工成有用物质石膏，石膏属于环境友好产品；③污染物零排放。
(2)按照绿色化学的思想，最理想的“原子经济性反应”是什么？
提示：按照绿色化学的思想，最理想的“原子经济性反应”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(即期望产物的总质量与生成物的总质量之比)为100%。
(3)我们学过的四种基本反应类型中，最符合绿色化学理念的是哪种？在有机化学反应中有哪几种？
提示：四种基本反应类型中化合反应符合绿色化学理念，有机化学反应中加成反应、加聚反应符合绿色化学理念。
(1)正确理解“绿色化学”理念
C
工业生产环氧乙烷，反应物原子完全转化为生成物，原子利用率为100%，符合绿色化学原则；水煤气合成甲醇，反应物原子完全转化为生成物，原子利用率为100%；发生铝热反应时，反应物的原子没有完全转化为目标产物，不符合绿色化学原则；合成甲基丙烯酸甲酯时，反应物原子完全转化为目标产物，原子利用率为100%，符合绿色化学原则。
C
2．(2024·湖北七市州教科研协作体期末)环境保护是一项关乎国计民生的事业，下列叙述正确的是 (　　)
A．燃煤脱硫有助于减少二氧化碳的排放
B．酸雨是pH小于6.5的雨水
C．环境保护工程师的主要工作是预防和治理环境污染
D．绿色化学的核心思想是污染后及时治理，防止产生更大的危害
燃煤脱硫能减少煤燃烧时SO2的排放，但不能减少CO2的排放；酸雨是pH小于5.6的酸性降水；环境保护工程师的主要工作是预防和治理环境污染；绿色化学的核心思想是从源头减少或消除环境污染，而不是污染后及时治理，防止产生更大的危害。
A
1．化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是 (　　)
A．垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用
B．实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源
C．为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药
D．绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是应用化学原理对环境污染进行治理
垃圾中含有大量可回收利用的资源，垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用；化石燃料即使实现清洁利用，但它是有限的一次能源，为了长远的可持续发展，必须要开发新能源；大量使用化肥和农药会污染土壤和水资源，应合理使用；绿色化学的核心是利用化学原理从源头减少或消除工业生产对环境的污染。
D
2．“绿水青山就是金山银山。”下列做法不利于改善水质的是 (　　)
A．回收废水中的重金属
B．除去水体中的有机污染物
C．规范水产养殖的用药
D．污水未经处理直接排放
污水未经处理直接排放，会导致水体污染。
A
3．(2024·南京高一期末)“碳中和”是指CO2排放总量与吸收处理总量相等。下列措施不利于我国2060年实现“碳中和”目标的是 (　　)
A．加强化石燃料的开采使用
B．加强植树造林和荒漠绿化
C．加大风、光、水电的投资
D．加强新能源汽车推广使用
加强化石燃料的开采使用，会产生更多的CO2，不利于实现“碳中和”目标；加强植树造林和荒漠绿化，能吸收大气中的CO2，有利于实现“碳中和”目标；加大风、光、水电的投资，可减少对化石燃料的依赖，减少CO2排放，有利于实现“碳中和”目标；加强新能源汽车推广使用，减少CO2的排放，有利于实现“碳中和”目标。
C
4．工业生产和日常生活中，如何减少二氧化碳排放已成为全世界关注的热点，低碳经济和低碳生活成为热门话题。以下做法与低碳要求不相适应的是 (　　)
A．提倡骑自行车、乘公交车出行
B．尽量不使用一次性竹、木筷子
C．为了加快经济发展，要多挖煤，多发电
D．开发利用太阳能、氢能、风能等清洁能源
提倡骑自行车、乘公交车出行，能减少交通工具的使用，从而减少CO2的排放，符合低碳生活；尽量不使用一次性竹、木筷子，可以减少森林的砍伐，树木可以通过光合作用吸收更多的CO2，符合低碳生活；发展以煤炭为原料的火力发电，能产生大量的CO2气体，与低碳要求不相适应；开发利用太阳能、氢能、风能等清洁能源，能减少化石燃料的使用，从而减少CO2的排放，符合低碳生活。
5．保护环境、保护地球已成为人类共同的呼声。将下列行为与其可能导致的环境问题用线条连接起来(连接小黑点)。
答案：

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