8.3环境保护与绿色化学 课件 -【知识精研】高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第三节环境保护与绿色化学第1课时第八章化学与可持续发展1.认识化学科学与技术的不断创新和发展是解决人类社会发展中遇到的问题、实现可持续发展的有效途径。2.结合实例认识化学原理、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。3.树立“绿色化学”的观念，形成资源全面节约、物质和能量循环利用的意识。学习目标新课引入有人曾说过，人类只是地球的一个过客，地球不会毁灭，毁灭的是人类，人类正以光速探索地球、消耗资源，带来了一系列的环境问题。一、化学与环境保护1.环境问题人类和其他生物生存的生物圈与大气圈、水圈和岩石圈不断地进行着物质和能量的交换，共同构成了地球生态系统。通常所说的环境问题，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。水源污染空气污染土壤污染海洋污染一、化学与环境保护1.环境问题环境问题主要成因物质主要危害温室效应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空洞氟氯代烷、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，使人生病甚至死亡一、化学与环境保护1.环境问题环境问题主要成因物质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、难回收赤潮和水华含N、P元素的废水使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水质恶化那么，如何控制和消除污染是我们现在迫切解决的问题！一、化学与环境保护2.环境保护的任务(1)环境监测声污染监测水污染监测大气污染检测水质检测

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。存在形态含量控制消除环境质量评价污染治理一、化学与环境保护2.环境保护的任务(2)治理工业三废废渣废水废气“三废”处理不当就会污染环境。化学在“三废”治理方面发挥着重要的作用。一、化学与环境保护2.环境保护的任务(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。一、化学与环境保护3.大气污染物来源及次生污染物的形成

除了自然因素，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。这些污染物在太阳辐射等因素作用下，经过复杂变化形成次生污染物。在一定的天气条件下，会造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象。一、化学与环境保护3.大气污染物来源及次生污染物的形成世界上最早出现光化学烟雾污染的城市——洛杉矶，该事件导致远离城市100千米以外的海拔2000米高山上的大片松林也因此枯死，柑橘减产；损失就达15亿美元；因呼吸系统衰竭死亡的65岁以上的老人达400多人；约有75%以上的市民患上了红眼病。一、化学与环境保护3.大气污染物来源及次生污染物的形成工厂尾气主要成分处理方式硫酸厂尾气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、C2H4等可用作燃料一、化学与环境保护4.水污染工农业生产和生活中产生的污水往往含有复杂的成分(无机物，

重金属盐类，营养物有机物，洗涤剂，石油)，任意排放会导致土壤和水体的污染，必须经过多步处理才能达到排放标准。一、化学与环境保护4.水污染(1)污水的处理方法物理法：除去污水中的细小悬浮物可以选择加入混凝剂沉淀、过滤除去；化学法：溶解在水中的污染物根据其化学性质用中和法、氧化还原法和沉淀法等处理。生物法：活性污泥法、生物硫化床法、酶制剂处理法等。污水处理不仅可以减少其对环境的污染，还能对水资源的再利用有着重要的意义。目前，我国乃至整个世界仍处于水资源短缺的状态中，珍惜保护水资源，仍然是我们义不容辞的责任和义务。流程方法目的一级处理二级处理三级处理可排放的水物理方法除去不溶解的污染物生物及化学方法除去可降解的有机污染物化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、反渗透法等。对污水进行深度净化一、化学与环境保护4.水污染(2)污水处理的流程未经处理的污水格栅间：除去污水中的大块物体曝气沉砂池：使沙、水初步分离初次沉淀池：使泥、水分离曝气池：通过微生物的代谢作用，将污水中各种复杂的有机污染物降解为简单的、无害的物质二次沉淀池：经过曝气池出来的水在此进行二次沉淀深度处理达到一定标准的可排放的水一、化学与环境保护一、化学与环境保护5.“废渣”及生活垃圾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，达到减少环境污染和资源回收利用这两个重要目的。二、绿色化学1.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。也称环境友好化学。化学原理技术手段生产

应用源头二、绿色化学2.示意图绿色化学的理论和实践为人类解决环境问题提供了全新的思路：提高能源的利用率反应过程反应物反应产物无毒、无害原料可再生资源环境友好产品(安全、可降解和再利用)原子经济性反应高选择性反应安全的生产工艺应用无毒、无害的催化剂应用无毒、无害的溶剂二、绿色化学3.原子经济性反应

绿色化学的核心内容是__________________，即充分利用反应物中的各个原子，因而既能充分利用资源，又能防止污染。原子利用率＝

×100%期望产物的总质量生成物的总质量

最理想的“原子经济性反应”要求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_____________。“原子经济性反应”可达100%【例1】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方法二：2CH2==CH2＋O2―→2Ag试回答下列问题：(1)试计算两种方法的原子利用率，方法一为_______，方法二为______。4444＋111＋18×100%≈25.43%二、绿色化学100%25.43%(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。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。二、绿色化学(3)哪些类型的化学反应原子利用率可达到100%。化合反应、加成反应、加聚反应二、绿色化学4.开发和利用自然资源遵循的三原则(3R原则)Reuse再利用Reduce减量化Recycle再循环Rejection拒用有毒有害品Regeneration再生二、绿色化学人工光合作用人工光合作用是模仿植物光合作用实现对太阳能的转化、存储和利用。2003年美国启动“太阳神计划”，用半导体制成光化学二极管加上不同的催化剂，实现太阳能的吸收，把二氧化碳和水变成我们需要的化合物，2014年第一个人工光合作用集成系统诞生，再到近几年的光合酶与人工合成的纳米材料结合实现太阳能的转化，都为人工光合系统的构建和利用奠定了重要基础。2020年5月8日，德国马普所和法国波尔多大学的研究人员以一半天然，一半合成的人造“叶绿体”，并利用光和该系统实现了CO2的固定。1.下列有关环境问题的说法正确的是(

)A.改进汽车尾气净化技术，可以减少温室气体的排放B.PM2.5是指大气中直径大于2.5微米的颗粒物，是雾霾天气产生的主要原因C.推广燃煤脱硫技术，可以降低SO2对大气的污染D.CO、SO2、NO、NO2污染性的气体，它们在空气中都能稳定存在2.下列实验或叙述符合绿色化学理念的是()A.加热Cu和浓硫酸的混合物制备CuSO4B.催化剂作用下乙烯和水反应制备乙醇C.使用含铅汽油，降低汽车噪音D.用稀硝酸和铜反应制取