人教版 (2019)第三节 环境保护与绿色化学学案

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第三节　环境保护与绿色化学 化学与环境保护[以练带忆]1．将下列环境问题与成因用短线连接起来。环境污染  　　　 主要成因(1)温室效应  　　　 A．SO2和NOx的大量排放(2)酸雨  　　　 B．汽车尾气(3)臭氧空洞  　　　 C．废水中N、P元素含量的增大(4)光化学烟雾  　　　 D．空气中CO2的含量浓度升高(5)赤潮  　　　 E．氯氟烃的大量排放(6)白色污染  　　　 F．废弃的塑料制品答案：(1)—D　(2)—A　(3)—E　(4)—B　(5)—C　(6)—F2．目前地球环境污染问题越来越严重。请回答下列问题：(1)臭氧层的破坏导致紫外线对地球表面辐射量的增加，从而使全球皮肤癌的发病人数明显增多。造成这一现象的主要原因是________(填标号，下同)。A．人们大量使用了氟氯代烃B．人们在炼钢时向空气中排放了大量的高炉煤气C．石油炼制厂排放了大量的甲烷、氢气D．硝酸、硫酸工厂排放了大量的二氧化硫和一氧化氮(2)光化学烟雾产生的主要原因是________。A．汽油的不完全燃烧B．大量使用农药、化肥C．白色塑料垃圾的漂浮D．金属矿物的冶炼(3)化肥、农药的使用导致人类癌症发病率的增加，其中“六六粉”曾经是广泛使用的一种农药，它是由苯与氯气通过加成反应制得的，写出该反应的化学方程式：____________________________________________________________。解析：(1)臭氧空洞的主要原因是氟氯代烃的使用。(2)光化学烟雾的主要原因是氮氧化物及排放至空气中的部分有机物在阳光(紫外光)作用下发生光化学反应生成二次污染物，与汽车尾气关系密切。(3)根据题意，结合苯的结构及苯与H2的加成反应可推出苯与Cl2加成反应的化学方程式。答案：(1)A　(2)A(3)[练后梳理]1．工业“三废”包括：废气、废水、废渣。2．大气污染(1)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：大气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。具体形成过程如下：(3)酸雨的防治①常用的脱硫原理：CaCO3CO2＋CaO、SO2＋CaO===CaSO3、2CaSO3＋O2===2CaSO4、SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3。②含氮氧化物的治理：一般采用CH4、H2、NH3等在Pt、Pd等催化作用下使氮氧化物还原，生成N2、CO2、H2O等无害气体。涉及的反应为CH4＋4NO24NO＋CO2＋2H2O、CH4＋2NO2N2＋CO2＋2H2O3．水污染(1)污水的主要成分：重金属盐、酸、碱等无机化合物、耗氧物质、石油和难降解的有机物以及洗涤剂等。(2)废水的治理废水处理中的化学方法及原理方法常用试剂原理混凝法明矾、聚合氯化铝等Al3＋＋3H2OAl(OH)3(胶体)＋3H＋，生成的胶体吸附水中悬浮物中和法熟石灰、硫酸、CO2通过加碱中和酸或加酸中和碱进行污水处理，如Ca(OH)2＋H2SO4===CaSO4↓＋2H2O沉淀法Na2S等加沉淀剂使金属离子形成沉淀而除去，如 除去Hg2＋：Hg2＋＋S2－===HgS↓氧化还原法氧化剂或还原剂污水中含有还原性物质，可加入氧化剂除去；含有氧化性物质，可加入还原性物质除去，注意加入的物质不能对水产生次生污染4．固体废弃物造成的污染(1)常见的污染：主要是指生活垃圾、工业废料随意堆放造成的污染。目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及废旧电池造成的重金属污染。(2)治理原则：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。 绿色化学[以练带忆]1．下列做法正确的是(　　)A．集中深埋废旧电池B．远海排放工业污水C．减少冶炼含硫矿物D．推广使用一次性木筷C　解析：旧电池属于有害垃圾，深埋处理会造成土壤、水体污染，不利于环境保护，应回收处理，故A错误；远海排放工业污水引发水体污染，不利于环境保护，应禁止，故B错误；减少冶炼含硫矿物，能够减少二氧化硫等空气污染物的排放，有利于保护环境，故C正确；推广使用一次性木筷，导致大量树木砍伐，引发生态破坏，不利于环境保护，故D错误。2．绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。下列工业生产不属于绿色化学的是(　　)A．用苯作为溶剂　　　 B．提高能源利用率C．生产可降解的塑料 D．用可再生资源为反应物A　解析：苯是常用的有机溶剂，但长期接触可引起白血病等病症，用苯作为溶剂的工业生产不属于绿色化学。3．绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。(1)下列各项符合“绿色化学”要求的是________(填标号，下同)。A．处理废弃物 B．治理污染点C．减少有毒物 D．杜绝污染源(2)在我国西部大开发中，某地为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是________。A．建在西部干旱区可以脱贫致富B．应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区C．企业有权自主选择厂址D．不宜建在人口稠密的居民区(3)某化工厂排放的污水中含有Mg2＋、Fe3＋、Cu2＋、Hg2＋四种离子。某同学设计了从该污水中回收纯净金属铜的方案。在能制得纯铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？________。应增加哪些措施防止污染？_________________________________________________________________________________________________________________________。解析：(1)绿色化学是“预防污染”的根本手段，因此应从“源头”上杜绝污染源。(2)化工基地的筹建首先不宜建在人口稠密的居民区，同时要考虑水资源和交通问题。(3)第③步由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此会造成环境污染，应增加冷凝回流装置回收汞。答案：(1)D　(2)B、D　(3)第③步　增加冷凝回收装置[练后梳理]1．绿色化学的核心思想绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是改变“先污染后治理”的观念和做法，利用化学原理和技术手段，减少或消除产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现从源头减少或消除环境污染。2．绿色化学示意图3．原子经济性反应(1)最理想的“原子经济性反应”：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%。(2)原子利用率：期望产物的总质量与生成物的总质量之比。(3)开发和利用自然资源的三原则：减量化、再利用、再循环。4．常见污染的形成原理及防治措施污染名称主要污染物及形成原理防治措施雾霾大气中大量的SO2、氮氧化物和可吸入颗粒物(如PM2.5)与雾气结合的混合物减少煤炭的消耗、机动车的使用，控制颗粒物的排放光化学烟雾机动车尾气和工业废气中碳氢化合物和氮氧化物在光照条件下生成复杂的污染物控制城市汽车数量、开发新能源、为机动车安装尾气净化器臭氧空洞人类活动排入大气的氮氧化物、氟氯代烷等与臭氧发生作用，导致了臭氧的损耗禁止使用氟氯代烷作为制冷剂等水体污染化肥、农药的过度使用，工业 “三废”和生活污水的随意排放。水体富营养化可引起“水华”或“赤潮”控制工业废水和生活污水的排放，对排放的污水进行无害化处理等温室效应煤、石油、天然气等化石燃料的大量使用，排放到大气中的CO2气体大量增加，使地表温度上升的现象减少化石能源的使用，改变能源使用结构，开发新能源白色污染各种塑料垃圾对环境所造成的污染，它们很难降解，会破坏土壤结构研制可降解塑料；废塑料减量化、再利用、再循环酸雨化石燃料的过度使用是导致酸雨形成的主要原因：SO2＋H2OH2SO3 ,2H2SO3＋O2===2H2SO4；2NO＋O2===2NO2,3NO2＋H2O===2HNO3＋NO使用清洁燃料，减少煤、石油的使用；化石燃料在燃烧之前脱硫，如向煤中添加石灰石作脱硫剂(2CaO＋2SO2＋O22CaSO4) 专项训练1．(命题情境：节能减排)2020年世界环境日中国主题是“美丽中国，我是行动者”，提倡生态价值观念，节能减排。以下措施中不能体现这一思想的是(　　)A．电解铝工业中添加冰晶石降低能耗B．研制出性能优良的催化剂，降低反应所需温度C．开发太阳能、风能、氢能等清洁能源D．创新科技，大力发展火电，改善用电紧张状况D　解析：A项，在电解铝工业中添加冰晶石，能降低Al2O3的熔点，符合节能减排，正确；B项，研制出性能优良的催化剂，降低反应所需温度，能减少能源消耗，正确；C项，开发太阳能、风能、氢能等清洁能源，用这些清洁能源替代化石能源，符合节能减排，正确；D项，大力发展火电，缓解用电紧张，火电会消耗大量化石能源，且会产生大量污染物，不符合节能减排，错误。2．(命题情境： 物质制备中的绿色化学)“绿色化学”提倡化工生产应尽可能将反应物的原子全部利用，从根本上解决环境污染问题。在下列制备环氧乙烷的反应中，最符合“绿色化学”思想的是(　　)A．CH2===CH2＋ (过氧乙酸)―→＋CH3COOHB．CH2===CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→＋CaCl2＋H2OC．2CH2===CH2＋O2D．＋HOCH2CH2—O—CH2CH2OH＋2H2OC　解析：“绿色化学”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。观察各选项可知，只有C中反应物全部转化为生成物。3．(命题情境： 环境保护)“保护我们生存的环境，因为地球只有一个”，这已成为各国的共识。全球环境面临的三大热点问题是酸雨、臭氧层的破坏、温室效应。(1)酸雨形成的主要原因是人们向空气中排放了大量的(　　)A．二氧化硫 B．二氧化碳C．一氧化碳 D．硫化氢(2)臭氧层易被破坏的原因是(　　)A．臭氧氧化性强，不稳定B．臭氧还原性强，不稳定C．臭氧被紫外线破坏D．臭氧与氢气合成雨水(3)目前地球气温普遍上升是由温室效应而引起的，引起温室效应的主要原因是(　　)A．CO2能放出能量，使大气层中空气的温度升高B．植物的光合作用需要CO2，可促进光合作用C．CO2可产生温室效应，使地球温度升高D．CO2能阻挡太阳光由地面反射回高空的红外辐射解析：酸雨的主要成分是H2SO4和HNO3，其中H2SO4含量较高。酸雨的形成是大量含硫物质燃烧和汽车尾气所致。氮氧化物、氟氯代烃是破坏臭氧层的主要物质。答案：(1)A　(2)A　(3)D