2024-2025学年新教材高中化学第八章化学与可持续发展第3节环境保护与绿色化学学案新人教版必修2

PAGE1-第三节环境爱护与绿色化学学习目标核心素养1．结合实例相识化学原理、化工技术对于节能环保、清洁生产、清洁能源等产业发展的重要性。树立“绿色化学”的观念，形成资源全面节约、物质循环利用的意识。2．相识物质及其改变对环境的影响，依据物质的性质及其改变相识环境污染的成因、主要危害及其防治措施，以酸雨的防治和废水处理为例，体会化学对环境爱护的作用。科学看法与社会责任：1．能依据“绿色化学”思想对化学过程进行分析，合理决策；对某些化学工艺提出处理或解决问题的详细方案。2．具有理论联系实际的观念，在实践中逐步形成爱护环境观念。3．能运用“绿色化学”观念，分析某些化学过程对人类健康、社会可持续发展的双重影响。4．主动关切与环境爱护有关的社会热点问题，形成与环境和谐共处的观念。新课情景呈现迄今为止，煤仍是人类运用的主要能源之一，同时也是重要的化工原料。煤燃烧时不仅产生我们所须要的能量，同时还会生成大量的二氧化硫、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等污染物。实行哪些措施可以削减煤燃烧对环境造成的污染？物质文明的快速发展给人们的生活水平带来了快速的提高，但是物质文明发展的同时也给人们生产了垃圾，带来了苦恼，同学们对发展生产和爱护环境有何看法？课前素能奠基新知预习一、化学与环境爱护1．环境爱护(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)环境爱护的任务①环境监测：对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴定，供应牢靠的分析数据。②治理工业三废(__废水__、__废气__、__废渣__)。③找寻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。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__化石燃料的燃烧__和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。(2)次生污染物的形成3．污水的处理方法(1)常用的污水处理方法有__物理法__、__化学法__和__生物法__等。(2)污水处理的常用化学方法__中和法__、__氧化还原法__、__沉淀法__等。(3)污水处理的流程①一级处理：通常采纳__物理__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。②二级处理：采纳__生物__方法(又称__微生物__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：主要采纳__化学沉淀法__、__氧化还原法__、__离子交换法__和__反渗透法__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。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__无害化__、__减量化__和__资源化__的原则，达到__削减环境污染__和__资源回收利用__这两个重要目的。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，尽量削减或彻底消退运用和产生有害物质。它探讨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削减和消退工业生产对环境造成的污染。依据绿色化学的原则，最志向的“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__(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%。预习自测1．下列说法不正确的是(B)A．采纳原煤脱硫技术，可削减燃煤燃烧时产生的SO2B．自来水可用氯气来杀菌消毒，说明氯气无毒C．氮氧化物可以破坏臭氧层，也能形成酸雨D．化石燃料燃烧产生大量CO2，会导致温室效应解析：氯气有毒，自来水可用氯气来杀菌消毒是因为Cl2与H2O反应生成了HClO，B项错误。2．下列关于化学与生产、生活的相识不正确的是(A)A．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体B．运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。3．近年来，环境问题越来越引起人们的重视。温室效应、酸雨、臭氧层被破坏、赤潮等已经给我们赖以生存的环境带来较大的影响，造成酸雨的主要有害物质是(B)A．CO2B．硫和氮的氧化物C．含氟化合物D．化肥和含磷洗衣粉的运用及其污水的排放解析：温度效应与CO2有关，硫与氮的氧化物与酸雨有关，含氟化合物破坏臭氧层，化肥和含磷洗衣粉的运用及污水的排放不会造成酸雨，故选B。课堂素能探究常见环境问题与绿色化学,学问点问题探究为削减和消退煤炭燃烧产生的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＋SO2eq\o(═══,\s\up7(△))CaSO3；2CaSO3＋O2eq\o(═══,\s\up7(△))2CaSO4；总反应式：2CaO＋2SO2＋O2eq\o(═══,\s\up7(△))2CaSO4。学问归纳总结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，特殊是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡白色污染废弃塑料制品①在土壤中影响农作物汲取水分和养分，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、磷元素的养分物质使水体富养分化，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运用有毒、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，它强调从源头上消退污染。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削减或消退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：依据绿色化学的原则，最志向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%。┃┃典例剖析__■典例酸雨形成的原理之一可表示如下：含硫燃料eq\o(——→,\s\up7(O2),\s\do5(反应①))Aeq\o(——→,\s\up7(O2),\s\do5(反应②))Beq\o(——→,\s\up7(H2O),\s\do5(反应③))硫酸请回答下列问题。(1)A的化学式为__SO2__，B的化学式为__SO3__。(2)三个反应中，不属于氧化还原反应的是__③__(填序号)。(3)SO2中硫元素显＋4价，它可以降低到0价，利用这一性质可在工厂的烟道气中通入合适的__还原剂__(填“氧化剂”或“还原剂”)除去SO2，达到削减污染的目的。(4)雨水的pH小于5.6时，就判定为酸雨。已知pH＝-lgc(H＋)，经测定某次雨水所含酸性物质只有硫酸，且其浓度为5×10-5mol·L-1，则这次降雨__是__(填“是”或“不是”)酸雨。解析：(1)(2)题中所示原理为含硫燃料eq\o(——→,\s\up7(O2),\s\do5(反应①))SO2eq\o(——→,\s\up7(O2),\s\do5(反应②))SO3eq\o(——→,\s\up7(H2O),\s\do5(反应③))H2SO4，其中反应③不是氧化还原反应。(3)SO2中硫元素化合价降低，SO2被还原，应加入还原剂。(4)c(H2SO4)＝5×10-5mol·L-1，则c(H＋)＝2×5×10-5mol·L-1＝1×10-4mol·L-1。所以pH＝-lg(1×10-4)＝4<5.6，故这次降雨是酸雨。┃┃变式训练__■绿色化学试验是指在绿色化学的思想指导下，对常规试验进行改革而形成的试验新方法。下列符合绿色化学试验操作的是(D)A．将一氧化碳还原氧化铜的尾气干脆排入空气中B．将锌和稀硫酸反应后的废液干脆倒入下水道中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别解析：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项不符合绿色化学试验操作；将锌和稀硫酸反应后的废液干脆倒入下水道中，会腐蚀下水道，污染水资源，B项不符合绿色化学试验操作；将跟氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全，产生的二氧化硫有毒，污染空气，C项不符合绿色化学试验操作；将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分别，防止了残余物对环境的污染