必修二《8.3 第三节 环境保护与绿色化学》课件

第三节环境保护与绿色化学一、环境保护1.在环境问题面前，化学工作者所面临的重要问题在环境问题日益突出的今天，化学工作者所承担的__________的检测是进行_______________和________________的基础。的生产工艺。2.化学在三废治理过程中的重要作用。环境质量环境质量评价污染治理3.污水的处理方法常有的有__________、

__________和__________等物理法化学法生物法4.工业废渣和生活垃圾等固体废弃物的处理应遵循__________、

__________和__________的原则，达到减少环境污染和资源回收这两个重要目的。无害化减量化资源化二、环境保护与绿色化学1.环境：主要是指人类的生存环境。2.环境问题：主要是指由于人类不合理开发和利用自然资源而造成生态环境的破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染问题。3.环境污染：人类排放的污染物质超过了环境的自净能力，引起环境质量发生不良变化从而危害人类健康和生存的现象。因此，要随时进行环境监测！！！如：水华、赤潮、酸雨、光化学烟雾……环境污染的分类：按环境要素：分大气污染、水体污染、土壤污染。按人类活动分：工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。按造成污染的性质、来源分：化学污染、生物污染、物理污染（噪声、放射性、热、电磁波等）、固体废物污染、能源污染。硫氧化物和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廉价易得的化学物质发生反应加以控制、消除或回收利用。请举例说明这些方法的化学反应原理和类型。酸雨是指PH≤5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，属于严重的大气污染现象，会区域性或随风漂移形成对土壤肥力、森林、水生动植物和建筑物等的大范围危害。酸雨主要是由化石燃料的燃烧、金属矿物的冶炼、生产和使用硫酸、硝酸的工厂等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进而控制酸雨等危害。例如：针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点，主要采取燃料预脱煤、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脱硫。CaO+SO2====CaSO32CaSO3+O2====2CaSO4SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3800℃800℃再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制，其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因，它比硫氧化物的消除难度大，一般采用CH4、H2、NH3等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物还原，转化为N2、CO2、H2O等无害气体。CH4+4NO2======4NO+CO2+2H2OCH4+4NO======2N2+CO2+2H2OPt400~500℃Pt400~500℃水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养化引起藻类(如蓝藻、绿藻、硅藻等)的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜色。绿色化学理念(防治优于治理)核心：改变“先污染后治理”的观点和做法。又称为“环境无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。从学科观点看：是化学基础内容的更新。（改变反应历程）从环境观点看：强调从源头上消除污染。（从一开始就避免污染物的产生）从经济观点看：它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。（尽可能提高原子利用率）热点：原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产物，原子利用率为100%按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济“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%。思考与交流乙烯生产环氧乙烷以乙烯为原料生产环氧乙烷，经典的方法是氯代乙醇法，包括以下两步反应：原子利用率=25.4%原子利用率=100%你学过的无机反应基本类型和有机反应的类型中，哪些反应类型符合绿色化学的理念？答案：无机反应中的化合反应、有机反应中的加成反应和加聚反应。美化环境

从我做起1.“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的负作用。下列化学反应，不符合绿色化学概念的是（）A.消除硫酸厂尾气排放；SO2＋NH3＋H2O=(NH4)2SO3B.消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染

NO2＋NO＋NaOH=2NaNO2＋H2OC.制CuSO4；Cu＋2H2SO4(浓)=CuSO4＋SO2↑＋2H2OD.制CuSO4；2Cu＋O2=2CuO；CuO＋H2SO4(稀)=CuSO4＋H2OCC中有污染物SO2放出，不符合“绿色化学”的概念。2.保护环境是每一个公民的责任，下列做法：①推广使用无磷洗涤剂；②城市生活垃圾分类处理；③推广使用一次性木质筷子；④推广使用清洁能源；⑤过量使用化肥、农药；⑥推广使用无氟冰箱。其中有利于保护环境的是（）A．①②④⑤B．②③④⑥C．①②④⑥D．③④⑤⑥3.绿色化学的目标是（）A.减少对环境的污染B.防患于未然，最终杜绝化学污染源C.设计对人类健康和环境更安全的化合物D.研究变换基本原料和起始化合物CB绿色化学的核心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。4.空气污染下列叙述错误的是（）A.温室效应是CO具有增高地球温度的效应造成的B.破坏臭氧层的主要物质是氟氯烃等物质C.CO能与血红蛋白形成稳定的化合物，降低血液输入氧的能力D.酸雨主要是雨水与SO3或SO2反应，最终形成的H2SO4、还有少

量的NO2及CO2和水反应生成的HNO3与H2CO3造成的C

解析：A温室效应是CO2浓度增高所致。D中含硫的物质燃烧生成SO2，SO2在一些催化剂作用下生成SO3，SO3被水吸收成H2SO4或SO2与水反应生成H2SO3，H2SO3再被氧化成H2SO4。空气中NO2（汽车尾气）与H2O反应生成HNO3或NO和O2，水反应生成HNO3。谢谢第二节环境保护与绿色化学一、化学与环境保护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生态环境破坏。以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。（2）环境保护的任务①环境监测：对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据。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。废水废气废渣2．大气污染（1）污染物主要来源：除了自然因素外，大气污染物主要来自_______________和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。化石燃料的燃烧（2）次生污染物的形成【微思考】CO2能引起温室效应，故CO2属于大气污染物之一，所以应最大限度地杜绝CO2的排放。这种观点对吗？提示：观点错误。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。CO2参与光合作用，所以CO2还是有一定作用的。当然，为减少温室效应，可以适当减少CO2的排放。3．污水的处理方法（1）常用的污水处理方法有_______、_______、和_______等。（2）污水处理的常用化学方法_______、___________、_______等。物理法化学法生物法中和法氧化还原法沉淀法（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性的污染物。经一级处理后的水一般达不到排放标准，一级处理作为预处理。物理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。经二级处理后的水一般可以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。经三级处理后水可用于绿化和景观用水等。生物微生物化学沉淀法氧化还原法离子交换法反渗透法4．固体废弃物的处理工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循_______、_______和_______的原则，达到_____________和_____________这两个重要目的。无害化减量化资源化减少环境污染资源回收利用二、绿色化学1．“绿色化学”可以诠释为环境友好化学，它的核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。它研究对环境没有任何副作用的化学试剂、化学制品和化学工艺。2．绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济性反应”就是______________________________________（即没有副反应，不生成副产物，更不能产生废弃物），这时原子利用率为100%。反应物的原子全部转化为期望的最终产物【情境·思考】在汽车的排气管上安装“催化转化器”（用铂、钯合金作催化剂），可以把汽车尾气中的有害气体CO与NO催化生成可参与大气生态循环的无毒气体CO2和N2，这种尾气处理的方法符合绿色化学的概念吗？提示：绿色化学的核心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。而此处理污染方式是被动地治理污染，不符合绿色化学的概念。知识点常见环境问题与绿色化学【重点释疑】1．常见环境问题环境问题主要污染物主要危害温室效应CO2造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等酸雨SO2、NOx土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等臭氧层破坏氟氯代烷、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、NOx刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡环境问题主要污染物主要危害白色污染废弃塑料制品①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产。②混入生活垃圾中难处理、难回收。③易被动物当作食物吞入，导致动物死亡赤潮和水华废水中含氮、磷元素的营养物质使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化环境问题主要污染物主要危害PM2.5颗粒物污染空气，形成雾霾天气，增加交通事故，危害人体健康2．绿色化学（1）绿色化学的含义：绿色化学的目的在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物。①从科学观点看，它是化学科学基础内容的更新。②从环境观点看，它强调从源头上消除污染。③从经济观点看，它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。（2）绿色化学的核心：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，即预防污染优于治理污染。（3）原子经济性反应：按照绿色化学的原则，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%。【思考·讨论】为减少和消除煤炭燃烧产生的SO2，人们向煤炭中加入生石灰作为固硫剂，你知道其反应原理是什么吗？提示：CaO+SO2CaSO3；2CaSO3+O22CaSO4，总反应式：2CaO+2SO2+O22CaSO4。【案例示范】【典例】以下是与绿色化学、环境保护和人类健康息息相关的三个主题，请根据已知信息回答下列问题：（1）下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是________（填字母）。

A．CH2＝CH2+HCl→CH3CH2ClB．CH3CH2OH+HClCH3CH2Cl+H2O催化剂C．CH3CH3+Cl2

CH3CH2Cl+HClD．CH2＝CHCl+H2

CH3CH2Cl由上述四个反应可归纳出，原子经济性最高的是________（填反应类型）。催化剂光（2）有毒物质的无害化处理也是绿色化学研究的内容之一。ClO2是一种性能优良的消毒剂，它可将废水中少量的CN-等有毒的酸根离子氧化而除去。请写出用ClO2将废水中的CN-氧化成无毒气体的离子方程式：________________________，该方法的优点是________________________。

（3）某饮用水厂由天然水制备纯净水（去离子水）的工艺流程示意图如下：活性炭的作用是________________________；O3消毒的优点是________________________。

【解题指南】解答本题需注意以下两点：（1）明确原子经济性的含义；（2）能够读懂题目信息，从题目信息中获取解题的方法和思路。【解析】（1）原子经济性高，即理论上原子的利用率尽可能达到100%，没有副产物。A、D两项中的原子利用率都是100%。（2）把CN-氧化成无毒气体，说明C、N分别生成了CO2、N2，ClO2的还原产物应该是无毒的Cl-。（3）活性炭能吸附水中的有机物，从而除去异味。用O3消毒时，其产物为无毒无害的O2。答案：（1）AD加成反应（2）2ClO2+2CN-====2CO2+N2+2Cl-产物为无毒无害的Cl-、CO2和N2

（3）吸附水中的有机物（或除去水中的异味）反应产物无毒无害【迁移·应用】1．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ACO2破坏臭氧层化石燃料的燃烧BSO2温室效应汽车尾气的排放CNO2光化学烟雾工厂废气的排放DCO酸雨汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧【解析】选C。化石燃料燃烧主要排放二氧化碳气体，与温室效应有关，而与破坏臭氧层无关，故A错误；工厂废气的排放产生大量二氧化硫气体，是形成酸雨的主要污染物，而温室效应是由二氧化碳引起的，故B错误；汽车尾气排放大量的氮氧化物，氮氧化物是形成光化学烟雾的主要污染物，故C正确；形成酸雨与二氧化硫及氮的氧化物有关，CO是一种有毒气体，与酸雨无关，故D错误。2．绿色化学实验是指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【解析】选D。一氧化碳还原氧化铜的尾气中含有的未反应的一氧化碳是有毒气体，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