节约资源和保护环境

第6章化学反应速率和化学平衡6.3.2节约资源和保护环境沪教版（2020）高中化学必修第二册主讲人：小K君

知识回顾接触法制备硫酸三原料三阶段三设备三反应(均放热)硫黄或含硫矿石(硫铁矿)空气98.3%的浓H2SO4造气(生成SO2)接触氧化(生成SO3)SO3吸收(生成H2SO4)沸腾炉接触室吸收塔4FeS2+11O2==2Fe2O3+8SO2S+O2==SO2SO3＋H2O===H2SO42SO2+O2

⇌2SO3

H2SO4SSO3SO2(1)(2)(3)热身训练1．在硫酸工业生产中，为了有利于SO2的转化，且能充分利用热能，采用了中间有热交换器的接触室(如图)，按此密闭体系中气体的流向，则在A处流出的气体含有(

)A．仅SO2 B．SO3、O2C．SO2、O2 D．SO2、SO3【答案】

C【解析】

A处流出的是已经过热交换器预热的原料气SO2和O2。2、下列物质制备与工业生产相符的是（）A.浓盐酸氯气漂白粉B.饱和食盐水NaHCO3

悬浊液Na2CO3C.FeS2SO2H2SO4D.MgCl2溶液无水MgCl2Mg

MnO2石灰乳通NH3和CO2过滤后加热空气溴水加热蒸干通电B一、学习目标1、了解热交换原理2、知道硫酸工业中的三废处理3、树立节约资源，保护环境的可持续发展意识

和绿色化学理念新课导入情景素材讨论1：结合生活，结合视频，说说什么叫环境问题环境问题主要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污水排放到河里乱扔垃圾工厂排放浓烟讨论2：结合生活，结合视频，说说常见的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，使人生病甚至死亡常见环境问题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，危害人体健康常见环境问题化学工业的主要污染物──废气污染物主要来源硫氧化物氮氧化物硫酸厂、硝酸厂、染料厂、石化厂、化纤厂卤化物氯碱厂、制冷剂厂、有机合成厂有机类废气石化厂、有机合成厂固体悬浮物发电厂、焦化厂硫化氢硫醇石化厂、煤气厂、染料厂知识点一：工业中的三废处理①工业废气的危害及治理

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，在太阳辐射等因素作用下，经过复杂变化形成次生污染物，在一定天气条件下会造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象。化学工业的主要污染物──废水污染物主要来源酸、碱类硫酸厂、硝酸厂、磷肥厂、纯碱厂、石化厂氨氮煤气厂、氮肥厂、化工厂重金属电镀厂、冶炼厂等有机物农药厂、染料厂、食品加工厂油类石油炼制厂、石化厂氰化物煤气厂、有机合成厂、石化厂、酚、醛、有机氯等煤气厂、石化厂、炼油厂、农药厂、氯碱厂硫化物石化厂、氯碱厂、染料厂、煤气厂、染料厂②

废水治理按处理程度，废水治理一般可分为三级：处理级数主要任务处理方法处理程度一级除去污水中不溶解的污染物通常采用物理法(如沉淀池)废水的净化程度不高，一般不能直接排放，通常作为预处理二级除去废水中的可降解有机物等污染物采用生物方法(又称微生物法)及某些化学法一般可达到国家规定的排放标准

三级进一步除去二级处理未能去除的污染物，其中包括微生物未能降解的有机物、可溶性无机物等主要采用化学沉淀法、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。经过三级处理后的水可用于绿化和景观用水等化学工业的主要污染物──废渣污染物主要来源硫铁矿渣硫酸厂电石渣、盐泥化工厂、氯碱厂磷石膏磷肥厂碱渣炼油厂煤渣小氮肥厂、合成氨厂铬渣含铬产品厂硼镁渣硼砂厂提取化工产品后的矿物各类化工厂③废渣治理

工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应该遵循无害化、减量化和源化的原则，达到减少环境污染和资源回收利用两个重要目的。

从人类生产活动的角度来说，污染物的排放大都是从物质的工业生开始的，如实施清洁能源生产既能满足人们的物质需求，又可以合使用自然资源，同时能从根本上解决环境问题。例题精讲1．十九大报告中指出：“绿水青山就是金山银山。”而利用化学知识降低污染、治理污染，改善人类居住环境是化学工作者当前的首要任务。下列做法不利于环境保护的是(

)A．开发清洁能源B．有效提高能源利用率C．研制易降解的生物农药D．对废电池做深埋处理【答案】

D【解析】

开发清洁能源有利于减少空气污染，保护环境；有效提高能源利用率，可以减少能源的消耗，保护环境；研制易降解的生物农药，可以减少农药的残留，保护环境；对废电池做深埋处理，电池中的重金属离子会污染土壤和地下水，故D项符合题意。2．化学与生活密切相关。下列说法错误的是(

)A．PM2.5是指粒径不大于2.5μm的可吸入悬浮颗粒物B．绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放D．天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料【答案】

C【解析】

A项，PM2.5是指粒径小于或等于2.5微米的颗粒物，正确；B项，绿色化学就是要从源头上消除或减少工业生产对环境的污染，正确；C项，煤燃烧可生成二氧化硫和二氧化碳等产物，加入的CaO可与SO2反应生成CaSO3，进一步被氧气氧化为CaSO4，从而减少SO2的排放量，减少酸雨的形成，但CaO与CO2

反应生成的CaCO3

在高温下又会分解为CaO，故不能吸收CO2

，不能减少温室气体的排放量，错误；D项，天然气的主要成分是甲烷，液化石油气的成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等，燃烧产物为CO2

和H2O，对环境无污染，所以这两类燃料均是清洁燃料，正确。3．煤是一种常用的燃料，但由于燃烧产生的废气中含有的SO2、NO2和NO等多种有害气体和烟尘会对环境造成污染，因此需要对煤进行加工后再燃烧，或将废气净化后再排放。(1)将煤直接进行燃烧，造成环境污染的表现之一是形成硝酸型酸雨。①有关物质转化为硝酸的反应中，原子利用率为100%的反应的化学方程式为_____________。②以下是对硝酸型酸雨的评价，其中正确的是________(填字母)。a．能杀死水中的浮游生物，减少鱼类食物来源，破坏生态系统b．对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害c．破坏臭氧层(2)如图所示是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程示意图，试写出在废气脱硫并形成副产物的过程中所发生的主要反应的化学方程式：_______________________________。(3)废气脱硫以后含量明显增加的气体是____________(写物质名称)，它对环境的负面影响是________________________________________________________________________。(4)检验脱硫后的气体中是否含有SO2的简单方法是_____________________________________。【答案】

(1)①2NO＋O2===2NO2

②ab(2)CaCO3＋SO2===CaSO3＋CO2、2CaSO3＋O2===2CaSO4、CaSO4＋2H2O===CaSO4·2H2O(3)二氧化碳使“温室效应”加剧，导致全球气候变暖(4)将气体通入品红溶液中，观察溶液是否褪色，若溶液褪色，说明废气中还含有SO2；若溶液不褪色，说明废气中不含SO2【解析】

(1)①形成硝酸型酸雨，这说明煤燃烧生成NO和NO2等氮氧化物，NO跟O2反应生成NO2，NO2跟H2O反应生成HNO3和NO，其中NO与O2的反应中原子利用率为100%。②酸雨对臭氧层没有破坏作用。(2)由图可知，脱硫是将硫元素转化为CaSO4，最终产品是CaSO4·2H2O。(3)通过对问题(2)的解答可知，在脱硫的同时生成了CO2。(4)检验SO2的常用试剂是品红溶液。

传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前世界每年产生的有害废物达3亿吨～4亿吨，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。有识之士提出了绿色化学的号召，并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头减少和消除污染。知识点二：绿色化学绿色化学理念（防治优于治理）核心：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。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%原子利用率=期望产物的总质量/生产物的总质量

原子经济性反应高选择性反应反应过程反应物反应产物绿色化学示意图无毒无害原料可再生资源安全的生产工艺提高能源的利用率应用无毒无害的溶剂应用无毒无害的催化剂环境友好产品（安全、能降解、可再利用）例题精讲1．为应对全球气候问题，中国政府承诺“2030年碳达峰”、“2060年碳中和”。科学家使用络合物作催化剂，用多聚物来捕获二氧化碳，反应可能的过程如图所示。下列叙述错误的是()A．该反应若得以推广将有利于碳中和B．反应过程中只有极性键的断裂和形成C．总反应方程式为D．开发太阳能、风能等再生能源可降低

、

温室气体的碳排放CO2CH4【答案】B【解析】A．碳中和指将通过植树造林、节能减排等方式，抵消自身产生的CO2等温室气体，实现相对碳的“零排放”，故A正确；B．第二、四步有H2参与反应，存在非极性键的断裂，故B错误；C．除去环上循环的物质和催化剂，总反应的反应物为CO2、H2生成物为CH3OH与H2O，故C正确；D．碳排放是指CO2、CH4等温室气体排放的简称，故D正确；故选B。2．打赢蓝天保卫战，守护美好家园。下列说法正确的是()A．燃煤时加入石灰石，减少CO2排放及酸雨B．推广氢燃料电池汽车，减少氮氧化物的排放C．增大化石能源比重，降低空气中的TSP(总悬浮颗粒物)D．汽车排气管安装催化转化装置，减少温室效应气体的排放【答案】B【解析】A．高温下石灰石分解产生氧化钙和二氧化碳，氧化钙可以二氧化硫还有氧气反应生成硫酸钙，可以减少SO2排放及酸雨，不能减少二氧化碳排放，故A错误；B．汽车尾气中含有一氧化碳、碳氢化合物、氮氧化合物、硫氧化物等，推广氢燃料电池汽车，减少氮氧化物的排放，故B正确；C．燃烧化石能源会排放更多污染气体，所以应该减少化石能源的燃烧，从