高中化学人教版 (2019)必修 第二册第三节 环境保护与绿色化学导学案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第三节 环境保护与绿色化学导学案，共9页。
1.了解环境污染的主要因素、危害及防治的方法，认识化学对环境保护的重要意义，培养保护环境的科学态度和社会责任。
2.了解“绿色化学”“原子经济性反应”的内涵，知道它们在对利用资源、保护环境中的重要意义，加强环境保护意识并培养绿色化学的理念。
一、化学与环境保护
1．环境保护
(1)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__________破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的________________。
(2)环境保护的任务
①环境监测：对污染物的______________、________等进行________和________，为控制和消除污染提供可靠的数据。
②治理工业“三废”(________、________、________)。
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。
2．大气污染物来源及次生污染物的形成
思考1 含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上常利用它们与一些物质发生反应加以控制、消除和回收利用。请举例说明这些方法所依据的化学反应和反应类型。
________________________________________________________________________
3．污水的处理
(1)常用的污水处理方法：_______、________________和________等。
(2)污水处理的常用化学方法：_________、____________、____________等。
(3)污水处理的流程
思考2 含氮、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊和近海水域，会出现水华、赤潮等水体污染问题。你认为在城市和农村出现这种水体污染各有什么特点？请查阅资料，了解有关的污染及治理情况，并与同学交流。
________________________________________________________________________
________________________________________________________________________
4．固体废物的处理
(1)处理原则：________、________和_______。
(2)目的：_____________________________________和_____________________________。
1．判断正误
(1)化学工作者进行的环境质量监测工作可有可无，有污染治理就行( )
(2)化石燃料燃烧产生的CO、NOx、SO2为次生污染物( )
(3)“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量( )
(4)工业废渣和生活垃圾等固体废弃物对环境影响不大，可不必处理( )
(5)污水的一级处理通常采用化学法和生物法将难溶解的污染物除去( )
2．“打赢蓝天保卫战，建设美丽中国”。下列做法与这一理念不相符的是( )
A．将废旧电池进行直接填埋，减少对环境的污染
B．开发核能、太阳能、风能等新能源，减少对矿物能源的依赖
C．将煤进行气化处理，既提高煤的综合利用效率，又可减少酸雨的危害
D．利用微生物发酵技术，将植物秸秆、动物粪便等制成沼气
3．(2023·济南高一阶段检测)以下氧化物的主要来源与其引起的环境问题对应正确的是( )
二、绿色化学
1．核心思想
绿色化学也称________________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________或________环境污染。
2．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，原子利用率达到___________。
原子利用率＝eq \f(期望产物的总质量,生成物的总质量)×100%
思考 以乙烯合成环氧乙烷有以下两种方法：
方法一：CH2==CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→＋CaCl2＋H2O
方法二：2CH2==CH2＋O2eq \(――→,\s\up7(Ag))
(1)①方法一的原子利用率是多少？写出计算式：_____________________________。
②方法二的原子利用率是__________。
(2)从绿色化学的思想分析方法2的优点是___________________________________。
(3)我们学过的四种基本反应类型中，最符合绿色化学原子经济性反应的是__________，在有机化学反应中有________________。
3．绿色化学对化学反应的要求
4．开发和利用自然资源遵循的三原则(3R原则)
________、________和________。
1．判断正误
(1)“绿色化学”就是污染后有效治理的化学思想( )
(2)“绿色化学”就是指在化工生产中不排放任何有害物质( )
(3)“3R”原则(减量化、再利用和再循环)是开发和利用自然资源的基本原则( )
(4)植物秸秆含大量钾元素，焚烧后作钾肥符合“绿色化学”的思想( )
(5)利用阳光发电，光解水制氢气是解决能源危机，实现可持续发展的有效途径( )
2．绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染。下列不符合绿色化学理念的是( )
A．尽可能使用无毒无害的原材料
B．尽可能减少生产过程中的能量消耗
C．治理产生的污染优于防治污染的产生
D．尽可能采用对人类和环境低毒或无毒的合成路线
3．(2023·衡水中学高一期末)“绿色化学实验”已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”要求的是( )
①实验室收集氨气采用图1所示装置 ②实验室做氯气与钠的反应实验时采用图2所示装置 ③实验室用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验 ④实验室中采用图3所示装置进行铜与稀硝酸的反应
A．②③④ B．①②③
C．①②④ D．①③④
1．(2023·青岛高一检测)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CuSO4
B．催化剂作用下乙烯和水反应制备乙醇
C．使用含铅汽油，降低汽车噪声
D．用稀硝酸和铜反应制取Cu(NO3)2
2．下列有关环境保护与绿色化学的叙述不正确的是( )
A．形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物
B．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
C．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
D．燃煤烟气脱硫的石灰石­石膏法，可将烟气中的二氧化硫转化为硫酸钙
3．下列活动不符合“如何应对气候变化、提升经济绿色水平，实现人类可持续发展”这一主题的是( )
A．机动车实行限行措施是减少雾霾的途径之一
B．推广使用可降解塑料及布袋购物，以减少“白色污染”
C．通过吸收空气中的CO2并利用廉价能源合成汽油，可推广“绿色自由”计划
D．将秸秆焚烧可得富含钾肥的草木灰，焚烧是一种较为理想的秸秆处理办法
4．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，其工作示意图如图所示：
(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______________________
__________________________________________________________。
(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：___________________________、___________________________。
(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：________________________________________________________________________
________________________________________________________________________。
(4)活性炭的造价较高，工业上一般选用活性焦作为吸附剂来脱硫脱硝，活性炭来自煤干馏产品，煤的干馏为________(填“物理”或“化学”)变化，从煤干馏产品中获取苯、二甲苯的操作方法为______________________________。
第三节 环境保护与绿色化学
一、
1．(1)生态环境 环境污染 (2)①存在形态 含量 分析 测定 ②废气 废水 废渣
2．SO2 酸雨 雾霾 光化学烟雾
思考1 (1)含硫物质一般用石灰石­石膏法脱硫：SO2＋Ca(OH)2===CaSO3＋H2O，非氧化还原反应；2CaSO3＋O2===2CaSO4，化合反应、氧化还原反应。
(2)工业尾气中的NOx一般用烧碱吸收，汽车尾气一般进行催化转化。
①碱液吸收：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O、NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O，氧化还原反应。
②催化转化：2NO2＋4COeq \(=====,\s\up7(催化剂))N2＋4CO2，氧化还原反应。
3．(1)物理法 化学法 生物法 (2)中和法 氧化还原法 沉淀法
思考2 导致水华、赤潮现象的原因，从农村方面来说，主要是人们的日常生活、水产及禽畜养殖等产生的污水或固体废弃物未经处理排放，化肥的不当施用等；从城市方面来说，主要是人们的生活污水及工业生产废水的排放等。
水华、赤潮现象达到一定程度，会使饮用水(淡水)水源受到威胁，水生生物大量减少，生态遭到破坏，水产养殖业更是面临毁灭性打击。预防水华、赤潮现象的发生，一要少用或不用含氮、磷洗涤剂，合理施用化肥，适量向水产养殖区投放饲料等；二要对产生的含氮、磷的废水、固体废弃物做科学合理的处理。
4．(1)无害化 减量化 资源化
(2)减少环境污染 资源回收利用
应用体验
1．(1)× (2)× (3)√ (4)× (5)×
2．A 3.D
二、
1．环境友好 减少 消除
2．100%
思考 (1)①原子利用率：
eq \f(m环氧乙烷,m环氧乙烷＋mCaCl2＋mH2O)≈25.4%
②100% (2)不使用有毒原料Cl2，原子利用率100%，更符合原子经济性反应
(3)化合反应 加成反应、加聚反应
4．减量化 再利用 再循环
应用体验
1．(1)× (2)√ (3)√ (4)× (5)√
2．C 3.C
随堂演练 知识落实
1．B 2.C
3．D [焚烧秸秆会污染大气，增加雾霾的产生，D项符合题意。]
4．(1)2SO2＋O2eq \(,\s\up7(催化剂),\s\d5(△))2SO3、SO3＋H2O===H2SO4(或2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4)
(2)4NH3＋6NO===5N2＋6H2O 8NH3＋6NO2===7N2＋12H2O
(3)2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4(或NH3＋H2SO4===NH4HSO4)
(4)化学 蒸馏(或分馏)
解析 (1)在反应中，SO2可以在活性炭表面被O2氧化为SO3，进而和H2O反应生成H2SO4。
(2)NH3和NO、NO2反应时，NH3为还原剂，NO、NO2为氧化剂最终生成N2和H2O。
(3)NH3和生成的H2SO4反应可生成(NH4)2SO4或NH4HSO4。
(4)煤的干馏为化学变化，从煤焦油中获取苯及二甲苯等原料应采取蒸馏或分馏的方法。
选项
氧化物
环境问题
主要来源
A
CO2
酸雨
化石燃料的燃烧
B
SO2
光化学烟雾
汽车尾气的排放
C
NO2
温室效应
工厂废气的排放
D
CO
煤气中毒
煤炭的不完全燃烧