高中化学第三节 环境保护与绿色化学学案设计

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素养新目标
1.了解环境问题的现状和意义。
2．认识常见的环境污染类型和治理途径。
3．了解绿色化学的含义。
学 业 基 础
[预习新知]
一、化学与环境保护
1．环境问题的含义
指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的______________，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。
2．当今化学工作者面临的重要任务
环境情况的监测、三废的治理、寻找________________的生产工艺等。
3．三废
(1)废气：大气污染物主要来自______________和工业生产过程中产生的________及其____________。
(2)废水：含有复杂的成分，任意排放会导致____________的污染。
(3)废渣：对废渣等固体废弃物的处理兼有____________和____________两个重要目的。
二、绿色化学
1．核心
利用化学原理____________________________________。
2．原子经济的含义
原子经济要求反应物中的原子全部转化为____________，这时原子利用率达到________。
[即学即练]
1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一。( )
(2)形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物。( )
(3)大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程产生的废气。( )
(4)水华、赤潮等水体污染主要是由含氮、磷的生活污水任意排放造成的。( )
(5)绿色化学的核心就是如何对被污染的环境进行无毒无害的治理。( )
2．下列关于燃料的说法错误的是( )
A．燃料燃烧产物CO2是温室气体之一
B．化石燃料完全燃烧不会造成大气污染
C．以液化石油气代替燃油可减少大气污染
D．燃料不完全燃烧排放的CO是大气污染物之一
3．“节能减排，保护环境”已经深入人心，下列举措与这一主题不吻合的是 ( )
A．用“绿色化学”工艺，使原料完全转化为产物
B．推广燃煤脱硫技术，防治SO2污染
C．推广垃圾的分类存放、回收、处理
D．大量使用农药、化肥，提高粮食产量
核 心 素 养
目标 环境与化学
[例] 化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是( )
A．CO2属于大气污染物
B．酸雨是pH小于7的雨水
C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成
D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧
eq \x(状元随笔) 环境污染有各种类型
(1)按环境要素分：大气污染、水体污染、土壤污染。
(2)按人类活动分：工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。
(3)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。
[提升] 在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是( )
①置换反应 ②化合反应 ③分解反应 ④取代反应 ⑤加成反应 ⑥加聚反应 ⑦酯化反应
A．②⑤⑥ B．②④⑤
C．只有⑥ D．只有⑥⑦
[核心能力]
常见的环境问题与危害
eq \x(状元随笔) 绿色化学对化学生产和化学反应的要求
学考评价
1．下列环境问题与所对应的物质不相关的是( )
A．温室效应——二氧化碳
B．光化学污染——二氧化氮
C．酸雨——二氧化碳
D．白色污染——一次性塑料制品的使用
2．下列有关环境问题的说法正确的是( )
A．燃煤中加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量
B．臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康
C．pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨
D．含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染
3．以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是( )
A．发展氢能和太阳能
B．限制塑料制品的使用
C．提高原子利用率，发展绿色化学
D．尽量用纯液态有机物代替水作溶剂
4．在绿色化学工艺中，最理想状态是反应物原子全部转化为欲制的产物，即原子利用率为100%。以下反应最符合绿色化学“原子经济”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．以铜和浓硫酸为原料生产硫酸铜
D．用二氧化硅制备高纯硅
练后感悟
“绿色化学”的具体内容
(1)开发绿色反应，将原子利用率提高到100%。
(2)使用无毒、无害的原料、催化剂、溶剂。
(3)开发绿色工艺。
(4)开发和生产绿色产品。eq \x(温馨提示：请完成课时作业19)
第三节 环境保护与绿色化学
学 业 基 础
[预习新知]
生态环境破坏 源头治理环境污染 化石燃料燃烧 废气 携带的颗粒物 土壤、水源 减少环境污染 资源回收利用 从源头上减少和消除工业生产对环境的污染 期望的最终产物 100%
[即学即练]
1．答案：(1)× (2)√ (3)√ (4)√ (5)×
2．解析：A项，温室气体包括CO2、CH4等气体，正确；B项，二氧化硫主要来源于煤、石油等化石燃料的燃烧排放的废气，会造成大气污染，错误；C项，用液化石油气减少燃油中硫等杂质燃烧产生的空气污染物，正确；D项，燃料不完全燃烧会产生CO，CO易与血红蛋白结合，从而阻碍血红蛋白与氧的结合使人体或动物窒息中毒，是大气污染物之一，正确。
答案：B
3．答案：D
核 心 素 养
[例] 解析：常见的大气污染物有：颗粒物、二氧化硫、三氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、碳氢化合物等。二氧化碳不属于大气污染物，A错误；酸雨是pH小于5.6的降雨，B错误；酸雨是由氮的氧化物和硫的氧化物引起的，二氧化碳不会引起酸雨，C错误；全球气温变暖的温室效应，城市中的热岛效应，还有海洋中的厄尔尼诺现象和拉尼娜现象等其产生都和二氧化碳的排放有关系，D正确。
答案：D
[提升] 解析：据四种基本反应类型的定义即判断出只有化合反应产物唯一。在有机反应类型中，取代反应、酯化反应、水解反应的产物均不唯一，而加成产物、加聚产物唯一，反应物中的原子全部转化成期望的最终产物，即原子利用率为100%。
答案：A
学考评价
1．答案：C
2．解析：石灰石在煤燃烧过程中分解为CaO，CaO和SO2结合为CaSO3，进一步转化为CaSO4，可减少SO2污染，A正确；B项，当空气中臭氧的含量超过10－5%(体积分数)时，就会对人体、动植物及暴露在空气中的物质造成危害；C项，pH小于5.6的雨水称为酸雨；D项，含磷合成洗涤剂易造成水体富营养化，形成“水华”“赤潮”等水体污染。
答案：A
3．解析：所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到社会经济发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。发展氢能和太阳能、限制塑料的使用和发展绿色化学，都符合低碳经济。
答案：D
4．解析：乙烯聚合为聚乙烯高分子材料，为加聚反应，反应物中的原子全部转化为欲制的产物，原子利用率为100%，A正确；甲烷与氯气制备一氯甲烷为取代反应，有HCl生成，原子利用率达不到100%，B错误；以铜和浓硫酸为原料生产硫酸铜，有二氧化硫生成，原子利用率达不到100%，C错误；用二氧化硅制备高纯硅，有CO生成，原子利用率达不到100%，D错误。
答案：A
环境问题
主要污染物
主要危害
(1)温室效应
CO2
造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等
(2)酸雨
SO2、NOx
土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
(3)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
(4)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
(5)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
(6)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
(7)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