人教版高中化学必修二 环境保护与绿色化学 化学与可持续发展课件

第三节环境保护与绿色化学第八章

化学与可持续发展

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，培养保护环境的“科学态度与社会责任”。2.了解绿色化学、原子经济性反应的内涵，知道它们在对利用资源、保护环境中的重要意义，加强环境保护意识并培养绿色化学的理念。核心素养发展目标二、绿色化学内容索引NEIRONGSUOYIN一、化学与环境保护化学与环境保护HUAXUEYUHUANJINGBAOHU01知识梳理1.环境质量监测的意义通过对污染物的

、

进行分析和测定，为

和

污染提供可靠的数据，是进行

和

的基础。2.化学与“三废”污染(1)“三废”污染：是指工业生产中产生的

、

和

对环境的污染。(2)大气污染物与次生污染物存在形态含量控制消除环境质量评价污染治理废气废水废渣(3)化学与“污水”处理①污水处理常用方法：

、

和生物法等。②污水的“三级”处理物理法化学法(4)化学与“废渣”及生活垃圾处理原则：

、

和

，达到减少环境污染和资源回收利用两个目的。无害化减量化

资源化(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(

)××判断正误提示环境质量监测工作是进行环境质量评价和污染治理的基础，非常必要。提示CO、NOx、SO2为一次污染物，其形成的酸雨、光化学烟雾等为次生污染物。√提示“燃煤固硫”可以减少SO2的污染，汽车尾气催化净化可以减少CO、NOx及某些有机物的污染。提示处理固体废物要遵循无害化、减量化和资源化原则，达到减少环境污染和资源回收利用两个重要目的。(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(

)××提示一级处理通常采用物理方法，用格栅间、沉淀池等去除不溶性污染物。Ⅰ.为了防治酸雨，减少煤燃烧时向大气排放的SO2，工业上采用生石灰和含硫的煤混合使用以“固硫”(避免硫的化合物进入大气)，最后生成石膏。试回答：(1)整个“固硫”过程涉及的反应有①SO2＋CaOCaSO3

②2CaSO3＋O22CaSO4，涉及的反应类型有__________(填序号)。理解应用①化合反应②分解反应③置换反应④复分解反应⑤氧化还原反应⑥非氧化还原反应⑦离子反应⑧非离子反应(分子反应)①⑤⑥⑧解析在含硫的煤中加生石灰“固硫”的反应是CaO＋SO2CaSO3、2CaSO3＋O22CaSO4，可见所涉及到的反应类型有化合反应、氧化还原反应、非氧化还原反应和非离子反应。(2)比较此法与石灰石粉末和含硫煤混合法哪个更好些______(A.生石灰B.石灰石)，原因是____________________________________________________________。(3)你认为减少酸雨产生可采取的措施是________(填字母)。①少用煤作燃料②把工厂的烟囱造高③先将燃料煤脱硫④在土壤中加石灰防止酸化⑤开发新能源，避免含S、N的氧化物大量排放A.①②③ B.②③④⑤C.①③⑤ D.①③④⑤ACaCO3分解为CaO需要消耗很高的能量，浪费煤，使生产成本提高C解析把烟囱造高不能减少SO2的排放量；在土壤中加石灰虽可中和酸雨造成的酸性，但不属于减少酸雨而采取的措施。(1)SO2在活性炭表面被氧化最终生成硫酸，反应的化学方程式为：___________________________________________________________________。Ⅱ.活性炭联合脱硫脱硝技术(AC)是一种比较成熟的脱硫脱硝技术，可以在较低的温度下，将废气中的SO2、NOx通过一系列反应生成铵盐，从而变废为宝，其工作示意图如下所示：2SO2＋O2解析在反应中，SO2可以被O2在活性炭表面氧化为SO3，进而和H2O生成H2SO4。(2)吸收塔加入NH3后，可脱除废气中的NO、NO2，写出NO和NO2分别和NH3反应的化学方程式：___________________________、_____________________________。解析NH3和NO、NO2反应时，NH3为还原剂，NO、NO2为氧化剂最终生成N2和H2O。4NH3＋6NO===5N2＋6H2O8NH3＋6NO2===7N2＋12H2O(3)NH3和吸收塔中生成的H2SO4反应，会生成铵盐，写出反应的化学方程式：___________________________________________________。解析NH3和生成的H2SO4可生成(NH4)2SO4或NH4HSO4。2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4或NH3＋H2SO4===NH4HSO4(4)活性炭的造价较高，工业上一般选用活性焦作为吸附剂来脱硫脱硝，活性炭来自于煤干馏产品，煤的干馏为________(填“物理”或“化学”)变化，从煤干馏产品中获取苯、二甲苯的操作方法为____________。解析煤的干馏为化学变化，从煤焦油中获取苯及二甲苯等原料应采取蒸馏(分馏)的方法。化学蒸馏(分馏)1.空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持，下列措施不利于“蓝天工程”建设的是A.推广使用燃煤脱硫技术，防治污染B.加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量C.实施绿化工程，防治扬尘污染D.利用和开发新能源汽车，消除机动车尾气污染解析加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量，会加剧大气污染物的排放，不利于“蓝天工程”建设。√跟踪强化123452.为了保护自然环境，提高人民的生活质量，必须重视处理“白色污染”。该“白色污染”指的是A.冶炼厂的白色烟尘

B.石灰窑的白色粉末C.聚氯乙烯等塑料垃圾

D.白色建筑材料解析白色污染是指聚氯乙烯等塑料垃圾，难以降解，在颜色上不一定为白色，题中白色烟尘、粉末以及白色建筑材料都不属于白色污染，分别为粉尘污染和建筑垃圾。√123453.我国近海海域海水中一些元素含量普遍超标，富营养化十分严重，经常发生“赤潮”现象。下列生活用品中能引起“赤潮”的是A.肥皂 B.含磷洗涤剂C.加酶洗衣粉 D.化妆品123√4解析发生在海洋中的“赤潮”和湖泊内河中的“水华”都是由于水体的“富营养化”导致的结果，含磷洗涤剂的广泛使用与排放是发生赤潮的主要原因之一。5解析燃煤中加入CaCO3可吸收SO2，最终生成CaSO4，可减少SO2排放，A正确；O3体积分数超过10－4%就不利于人体健康，B错误；pH小于5.6的降水通常称为酸雨，C错误；含磷洗涤剂排入水体中，会造成水体富营养化，造成水体污染，D错误。4.下列有关环境问题的说法正确的是A.燃煤中加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量B.臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康C.pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染123√45解析D项，经常使用一次性筷子、纸杯会浪费木材，破坏森林，塑料袋的使用会造成“白色污染”，不应该提倡。5.“保护环境”是我国的基本国策。下列做法不应该提倡的是A.采取低碳、节俭的生活方式B.按照规定对生活废弃物进行分类放置C.深入农村和社区宣传环保知识D.经常使用一次性筷子、纸杯、塑料袋等123√45六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，使人生病甚至死亡返回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02绿色化学LVSEHUAXUE1.核心思想改变“先污染后治理”的观念和做法，利用

和

，减少或消除产品在

和

中涉及的有害化学物质，实现从

减少或消除环境污染。2.“原子经济性反应”反应物的原子

为期望的最终产物，这时原子利用率为

。知识梳理化学原理技术手段生产

应用源头全部转化100%3.绿色化学示意图4.开发和利用自然资源遵循的三原则(3R原则)

、

和

。减量化再利用再循环(1)“绿色化学”就是污染后有效治理的化学思想(

)(2)“绿色化学”就是指在化工生产中不排放任何有害物质(

)(3)在汽车排气管上安装“催化转化器”把CO、NO催化生成N2和CO2，符合绿色化学的理念(

)×√判断正误×提示“绿色化学”理念是从源头上减少或消除污染。提示“绿色化学”思想是从源头上减少或消除污染的化学，不是“先污染后治理”的化学思想。(4)“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(

)(5)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(

)(6)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(

)提示植物秸秆燃烧会产生大量的污染物，不符合绿色化学的思想。√×√以乙烯制环氧乙烷，有两种方法方法一：CH2==CH2＋Cl2＋H2O―→

＋Ca(OH)2―→

＋CaCl2＋2H2O总反应为：CH2==CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→

＋CaCl2＋H2O理解应用试回答下列问题：(1)已知原子利用率为：

×100%，试计算两种方法的原子利用率，方法一为________%，方法二为________%。(2)试从反应物、产物对环境的影响，生产工艺，原子经济性反应，催化剂选择性等角度分析两方法的优劣。提示方法一：反应物Cl2和Ca(OH)2对环境及设备有很大的污染性和腐蚀性，生产工艺分二步，产率和原子利用率低，成本高，反应的选择性低，产物中有大量的非期望物质。方法二：反应物中O2无毒无污染、生产工艺简单，原子利用率为100%，催化剂选择性高、产率高、成本低，因此方法二更优。(3)下列有机反应中最符合“绿色化学”思想的为________(填序号)。提示最符合“绿色化学”思想的应为满足原子经济性反应，原子利用率为100%的反应，因此选择③⑤。1.在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是①置换反应②化合反应③分解反应④取代反应⑤加成反应⑥加聚反应⑦酯化反应A.②⑤⑥ B.②④⑤C.只有⑥ D.只有⑥⑦12√跟踪强化3解析根据四种基本反应类型的定义即可判断出只有化合反应产物唯一。在有机反应类型中，取代反应、酯化反应、水解反应的产物均不唯一，而加成反应、加聚反应的产物唯一，反应物中的原子全部转化成期望的最终产物，即原子利用率为100%。2.(2018·泉州高一检测)下列反应最符合绿色化学原子经济性要求的是A.乙烯聚合为聚乙烯高分子材料B.甲烷与氯气制备一氯甲烷C.以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜D.用SiO2制备高纯硅√123解析反应为加聚反应，原子利用率为100%，故A正确；甲烷和氯气反应为取代反应，有副产品HCl生成，故B错误；Cu和浓HNO3生产Cu(NO3)2，产生有毒气体NO2，故C错误；SiO2和C制备高纯硅有副产品CO生成，故D错误。3.“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是√123解析根据题意“绿色化学”要从经济、环保和技术三个方面设计可行的反应。从经济上看，B项最不合算，环节多、试剂使用多、转化率低；D项不合算，用的原料较贵；从环保角度看，A和D项产生污染环境的氮氧化物和SO2，B项原料Cl2也有毒；从技术角度看，D项中Ba(NO3)2溶液的量难以控制，综上分析，选择C项。123返回第七章有机化合物第四节基本营养物质第1课时糖类

一、糖类的组成及其分类1.糖类组成:糖类是由________三种元素组成的一类有机化合物,其组成大多可以用通式Cn(H2O)m表示,过去曾称其为___________。2.糖的分类:糖类可以根据其能否水解以及水解产物的多少不同,划分为_____、_____、_____。C、H、O碳水化合物单糖双糖多糖3.重要糖类:类别代表物分子式相互关系单糖_______________________________双糖______________C12H22O11同分异构体多糖______________(C6H10O5)n不属于同分异构体葡萄糖、果糖C6H12O6同分异构体蔗糖、麦芽糖淀粉、纤维素【情境·思考】糖类一定有甜味吗?有甜味的物质一定是糖类吗?提示:糖类物质不一定有甜味,如淀粉、纤维素;有甜味的物质不一定是糖类,如糖精。二、葡萄糖1.葡萄糖的结构葡萄糖是一种有甜味的无色晶体,能溶于水,其分子式为______,葡萄糖的结构简式:_______________。在葡萄糖分子中含有两个决定葡萄糖化学性质的原子团,它们分别是___________和C6H12O6CH2OH(CHOH)4CHO—OH(羟基)2.主要化学性质(1)与新制Cu(OH)2悬浊液反应。完成下列实验:实验现象:_______________________。实验结论:葡萄糖具有_______,能被弱氧化剂如__________________氧化,生成砖红色的____沉淀。试管中有砖红色沉淀生成还原性新制Cu(OH)2悬浊液Cu2O(2)在试管中加入1mL2%AgNO3溶液,然后一边振荡试管,一边逐滴加入2%稀氨水,到沉淀恰好溶解为止,得到银氨溶液,再加入1mL10%葡萄糖溶液,振荡,然后放在水浴中加热,观察现象。实验现象:在试管内壁形成___________。实验结论:葡萄糖具有_____性,能被弱氧化剂如__________氧化,生成光亮的银镜。光亮的银镜还原银氨溶液【微思考】丧失体内自我调节血糖水平的人会得糖尿病,病人的尿液中含有葡萄糖,怎样通过实验检验一个病人是否患有糖尿病?提示:把NaOH和CuSO4溶液加入某病人的尿液中微热,若观察到有砖红色沉淀生成,说明该人患有糖尿病。三、蔗糖、淀粉、纤维素1.淀粉的特征反应:将碘酒分别滴到一片土豆和面包上,观察并记录实验现象。现象:_____。结论:_____________。

变蓝淀粉遇碘变蓝2.蔗糖、淀粉、纤维素的水解反应(1)蔗糖的水解方程式为(2)淀粉或纤维素的水解反应现象:_____________________;解释:__________________________________________________________;淀粉或纤维素的水解方程式为最终有砖红色沉淀生成淀粉水解生成的葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液共热生成砖红色沉淀(3)在人体内缓慢氧化,提供人体活动所需能量,写出葡萄糖在人体内氧化的化学方程式:___________________________。(4)葡萄糖酿酒的反应为__________________________。C6H12O6+6O26CO2+6H2OC6H12O62C2H5OH+2CO2↑【巧判断】(1)单糖就是碳原子数最少的糖。 (

)提示:×。单糖是指不能再水解的糖。(2)可以用新制氢氧化铜悬浊液鉴别蔗糖和葡萄糖。

(

)提示:√。葡萄糖可以与新制氢氧化铜悬浊液反应生成砖红色沉淀,蔗糖不能。(3)蔗糖和麦芽糖是同分异构体。 (

)提示:√。蔗糖和麦芽糖的化学式都是C12H22O11,但是二者结构不同,因此属于同分异构体。(4)淀粉水解的最终产物是二氧化碳和水。 (

)提示:×。淀粉水解的最终产物是葡萄糖。知识点一葡萄糖的结构与性质【重点释疑】1.葡萄糖的分子结构与性质(1)分子结构特点。(2)化学性质。官能团决定物质的主要化学性质,因此葡萄糖兼有醛基和羟基的性质。【思考·讨论】

(1)在葡萄糖的银镜反应实验中应注意哪些事项?提示:①试管洁净;②银氨溶液应现用现配;③采用水浴加热;④不能振荡试管。

(2)做葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应的实验时,应注意哪些事项?提示:①Cu(OH)2悬浊液要现用现配;②配制时NaOH要过量,将少量CuSO4滴到过量的NaOH溶液中,若CuSO4过多易形成黑色的CuO沉淀;③要用酒精灯加热至沸腾。【案例示范】

【典例】核糖是合成核酸的重要原料,其结构简式为CH2OH—CHOH—CHOH—CHOH—CHO,下列关于核糖的叙述中,正确的是 (

)A.不能使酸性高锰酸钾溶液褪色B.可以与银氨溶液作用形成银镜C.与葡萄糖互为同系物D.1mol核糖能与过量的钠反应生成1mol氢气【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)同系物结构相似,分子组成上相差一个或若干个“CH2”原子团。(2)核糖中含有羟基,能使酸性高锰酸钾溶液褪色,与钠反应生成氢气且2—OH～H2。核糖中含有醛基,能发生银镜反应。【解析】选B。核糖中含有—OH和—CHO,均能与高锰酸钾发生氧化反应而使酸性高锰酸钾溶液褪色,故A错误;因其分子中有—CHO,故能发生银镜反应,故B正确;核糖和葡萄糖分子中羟基数目不同,不是同系物,故C错误;1mol核糖与过量的钠反应生成2mol氢气,故D错误。

【母题追问】(1)1mol核糖最多能与________mol乙酸发生酯化反应?

提示:1mol核糖中含有4mol—OH,最多能与4mol乙酸发生酯化反应。(2)核糖能否发生催化氧化反应?提示:能。羟基所连的碳原子上含有氢原子的有机物均能发生催化氧化反应。【迁移·应用】糖尿病患者的糖代谢功能紊乱,以高血糖为主要标志,因此平时饮食应注意减少糖类的摄入量。血糖是指血液中的葡萄糖,下列有关说法不正确的是 (

)A.葡萄糖分子可表示为C6(H2O)6,则每个葡萄糖分子含有6个H2OB.葡萄糖与果糖互为同分异构体C.糖尿病病人尿糖较高,可用新制的氢氧化铜悬浊液来检测病人尿液中的葡萄糖D.淀粉水解的最终产物是葡萄糖【解析】选A。A项,葡萄糖分子中不存在H2O分子;B项,葡萄糖和果糖分子式相同,结构不同,二者互为同分异构体;C项,葡萄糖与新制Cu(OH)2悬浊液反应生成砖红色沉淀;D项,淀粉水解的最终产物是葡萄糖。【补偿训练】1.(2019·天津高一检测)下列关于葡萄糖的叙述中正确的是 (

)A.它是果糖的同系物B.葡萄糖水解为乙醇和二氧化碳C.葡萄糖不能发生氧化反应D.葡萄糖在人体内发生氧化反应,释放能量【解析】选D。葡萄糖与果糖的分子式相同,结构不同,互为同分异构体,故A错误;葡萄糖分解为乙醇和二氧化碳,与水不反应,故B错误;醛基能被氧化为羧基,能发生氧化反应,故C错误;葡萄糖发生缓慢氧化反应生成二氧化碳和水,释放能量,故D正确。2.分别取1mol葡萄糖进行下列实验:(1)与足量的金属钠反应,产生的氢气在标准状况下的体积是________L。

(2)与醋酸反应生成酯,从理论上讲完全酯化需__________g醋酸。

(3)若使之全部转化为CO2和H2O,所需氧气的体积在标准状况下为________L,反应的化学方程式为____。

(4)与新制的Cu(OH)2反应的现象是__________。

【解析】(1)1mol葡萄糖中含有5mol羟基,与足量的金属钠反应,产生2.5mol氢气,标准状况下的体积是56L。(2)1mol葡萄糖中含有5mol羟基,可以与5mol乙酸发生酯化反应,故所需醋酸的质量为5mol×60g·mol-1=300g。(3)葡萄糖燃烧的化学方程式为C6H12O6+6O26CO2+6H2O,1mol葡萄糖完全燃烧所需氧气为6mol,标准状况下体积为134.4L。(4)葡萄糖与新制的Cu(OH)2加热煮沸生成砖红色的Cu2O沉淀。答案:(1)56

(2)300(3)134.4

C6H12O6+6O26CO2+6H2O(4)生成砖红色沉淀知识点二糖类的水解反应【重点释疑】1.糖类水解(1)水解规律(2)水解条件蔗糖、淀粉的水解均用稀硫酸作催化剂,并且水浴加热。2.检验淀粉水解及水解程度的实验步骤实验现象及结论:情况现象A现象B结论①溶液呈蓝色未产生银镜未水解②溶液呈蓝色出现银镜部分水解③溶液不呈蓝色出现银镜完全水解【思考·讨论】实验时能否在中和液中直接加入碘水检验是否存在淀粉?提示:不能。因为I2与NaOH发生反应,故无法检验淀粉的存在。【案例示范】

【典例】要检验淀粉的水解程度,提供了以下实验操作过程:①取少量淀粉加水制成溶液、②加热、③加入碱液,中和并呈碱性、④加入银氨溶液、⑤加入几滴稀硫酸、⑥再加热(水浴)、⑦加入几滴碘水。甲、乙、丙三位同学分别做了以下三个实验,指出他们的实验目的或现象:(1)甲:①→⑤→②→③→④→⑥,现象:无银镜产生。甲同学的实验结论是__________。

(2)乙:①→⑤→②→③→④→⑥,现象:有银镜产生;①→⑤→②→⑦,现象:溶液变蓝。乙同学的实验结论是____________。

(3)丙:①→⑤→②→⑦,现象:__________________。丙同学的实验结论是证明淀粉已完全水解。

【解题指南】解答本题应注意以下两点:(1)银氨溶液在酸性条件下不能存在,检验葡萄糖时溶液要呈碱性;(2)滴加碘水,发现不变蓝色,说明无淀粉。【解析】(1)不存在能发生银镜反应的葡萄糖,故