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1、第三节 环境保护与绿色化学第八章 化学与可持续发展 知识导航21本节重点本节难点化学与环境保护绿色化学新课导入有人曾说过，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。一组令人难以置信的环境破坏照片，值得人类深思知识梳理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知识梳理那么，如何控制和消除污染是我们现在迫切解决的问题？！知识梳理l化学与环境保
2、护环境保护的任务通过对污染物的 、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声污染监测水污染监测大气污染检测水质检测环境监测知识梳理l化学与环境保护环境保护的任务治理工业三废“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。知识梳理l化学与环境保护大气污染污染物来源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大气污染物CO、NOx、SO2烟尘挥发性有机物知识梳理l化学与环境保护大气污染污染物来源次生污染物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CO、NOx、SO2烟尘挥发性有机
3、物阳光、空气和水蒸气等作用酸雨雾霾光化学烟雾次生污染物酸雨不仅包括雨水，还有雪霜雾雹等不用形式的降水知识梳理世界上最早出现光化学烟雾污染的城市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知识梳理工农业生产和生活中产生的污水往往含有复杂的成分，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。知识梳理物理法化学法生物法l化学与环境保护污水的处理常用的污水处理方法盐析法吸附法萃取法液膜分离技术气提及蒸馏气提法中和法沉淀法氧化还原法活性污泥法
4、生物硫化床法酶制剂处理法离子交换法知识梳理l化学与环境保护污水的处理污水处理的流程一级处理二级处理三级处理可排放的水方法：物理方法目的：除去不溶解的污染物方法：生物及化学方法目的：除去可降解的有机污染物方法：化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法、反渗透法等目的：对污水进行深度净化知识梳理l化学与环境保护污水的处理污水处理的流程示意图知识梳理l化学与环境保护“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。典例精讲【例1 1】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“
5、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 SO2CaO CaSO3 2CaSO3O2 2CaSO4，涉及的反应类型有_(填序号)。化合反应分解反应置换反应复分解反应氧化还原反应非氧化还原反应离子反应非离子反应(分子反应)(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)。少用煤作燃料把工厂的烟囱造高先将燃料煤脱硫在土壤中加石灰防止酸化开发新能源，避免含S、N的氧化物大量排放A.B.C.D.ACaCO3分解为CaO需要消耗很高的能量，浪费煤，使生产成本提高C知
6、识梳理长期以来，科学技术为人类带来了巨大的物质财富，而社会发展却面临着越来越大的环境压力。如何协调资源开发利用与环境保护的关系，实现人类社会的可持续发展？知识梳理改变“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。l绿色化学核心思想化学原理技术手段生产 应用源头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知识梳理反应物的原子 为期望的最终产物，这时原子利用率为 。全部转化100%l绿色化学原子经济性反应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
7、性反应安全的生产工艺应用无毒、无害的催化剂应用无毒、无害的溶剂绿色化学示意图知识梳理开发和利用自然资源遵循的三原则(3R原则)“绿色化学”或“环境友好型”化学整个合成过程和生产过程对环境友好。Reuse循环使用Reduction减量使用原料Recycling回收Rejection拒用有毒有害品Regeneration再生5R0205010304典例精讲【例1】以乙烯制环氧乙烷，有两种方法方法一：CH2=CH2Cl2H2O Ca(OH)2 CaCl22H2O总反应为：CH2=CH2Cl2Ca(OH)2 CaCl2H2O方法二：2CH2=CH2O2 Ag试回答下列问题：(1)已知原子利用率为：10
8、0%，试计算两种方法的原子利用率，方法一为_%，方法二为_%。期望产物总质量生成物的总质量方法一的原子利用率：环氧乙烷 氯化钙 水环氧乙烷100%方法二的原子利用率：2 442 44100%100%24444 111 18100%25.43%典例精讲(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。l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。l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
9、、成本低，因此方法二更优。典例精讲(3)下列有机反应中最符合“绿色化学”思想的为_(填序号)。拓展延伸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。随堂演练1.空气是
10、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B2.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B随堂演练3.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S
11、iO2制备高纯硅A4.“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，可行而且符合“绿色化学”要求的方案是()C随堂演练(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：_。5.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：(或2SO2O22H2O=2H2SO4)2SO2+O2 2SO3催化剂SO3H2O H2SO4随堂演练5.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
12、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：(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：_、_。4NH36NO=5N26H2O8NH36NO2=7N212H2O随堂演练5.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：(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：_。2NH3H2SO4=(NH4)2SO4或NH3H2SO4=NH4HSO4课堂小结第三节环境保护与绿色化学环境监测化学与环境保护治理工业三废绿色化学核心思想原子经济性反应污染物来源污水的处理“废渣”及生活垃圾的处理