2020高考化学一轮复习 专题63 环境保护与绿色化学学案（无答案）苏教版

环境保护与绿色化学一知识串联：1环境污染的种类 人类在向自然界索取而创造富裕生活的同时不能以牺性人类自身的生存环境为代价。人类有一个地球，为了人类自身，为了子孙后代的生存，我们必须爱护地球，把环境问题解决好。保护环境人人有责。 环境污染的种类与中学化学中元素及其化合物的知识联系密切，主要涉及硫的氧化物、碳的氧化物、氮的氧化物和有机物等知识点。 2大气污染的成因、危害及防治 大气中的主要化学污染物来自于化石燃料能燃烧。燃烧的直接产物C02和H20是无害的。污染物产生于这样一些过程：燃料中含硫，燃烧后产生污染气体S02；燃烧过程中，大气中N2 参与反应生成NO，再经过复杂过程产生各种氮氧化物(以NOx表示)；燃料粉末或石油细颗粒来不及燃烧而散逸；燃烧不完全，产生CO等中间 产物；燃料使用过程加入添加剂，如汽油中加入铅有机物，作为内燃机汽缸的抗震剂，经燃烧后，铅化合物进人大气。 大气污染主要可分为如下几类。 (1)氮氧化物污染： 氮的氧化物有：NO、N02、N20、N203、N204、N205，通常用NOx来表示，但造成大气污染的只有NO和N02。它们在大气中的含量和存在的时间达到对人、动物、植物产生有害影响的程度就形成污染。 NOx还能和大气中其他污染物发生光化学反应，形成化学烟雾污染。NO在大气中经氧化转变成硝酸，是造成酸雨的原因之一。另外NOx还可使平流层中臭氧层形成空洞。 (2)NOx的危害： NO能刺激呼吸道，跟血红蛋白结合生成亚硝基血红蛋白而引起中毒。它比CO跟血红蛋白的结合力大得多。长期接触N02可导致慢性中毒，使呼吸器官机能衰退，严重者可导致死亡。 (3)硫氧化物的污染： S02是重要的大气污染物，主要来自含硫燃料的燃烧、含硫矿石的冶炼和硫酸、磷酸的生产等。 每年全世界排人大气中的S02约为15108吨。在各种污染物中它的排放量仅次于CO。SO2在大气中一般只存在几天，除被降水冲洗的地面物质吸收一部分外都被氧化成硫酸的酸雾和硫酸盐气溶胶，成为远距离污染源。 j 臭氧空洞、酸雨以及温室效应是当前人类生存环境的三大问题。要解决这三大问题，必须走可持续发展之路，当前必须采取的措施是：控制矿物燃料的燃烧，合理开发、合理利用燃料，寻找新能源如太阳能、生物能、地热以减少C02、S02、NOx，以及CO等有害气体的排放。保护森林，保护植被，禁止乱砍滥伐，植树造林，利用森林涵养水源、调节气温。 控制人口激增，尽快恢复正常循环。 3白色污染、光化学烟雾的成因，危害及防治 (1)通常所说的白色污染是指聚乙烯等白色塑料垃圾，由于其难降解而造成对环境的污染。聚乙烯塑料制品在给人们生产生活带来方便的同时，由于其结构稳定难降解，故严重危害人们生存的环境。防止的根本措施是采用降解塑料或其他易分解的替代物如纸制品取代聚乙烯塑料制品。 (2)光化学烟雾：排列大气中的氮氧化物和烃类，在阳光照射下，产生一系列复杂的光化学反应，生成一种具有刺激性的浅蓝色烟雾，称为光化学烟雾。 光化学烟雾的表现特征是烟雾弥漫，大气能见度低。光化学烟雾一般发生在大气相对湿度较低、气温为2432的夏季晴天，污染高峰出现在中午或午后。 形成光化学烟雾的主要条件是：足够浓度的氮氧化物(N02、NO)、烃类、醛类、充足的太阳光，产生一定浓度的总氧化剂(包括02、03、甲醛、乙醛、丙烯酸、酮类和各种过氧化物)以及悬浮微粒和其他污染物，特定的气象条件和地理位置或地形条件。光化学烟雾往往是在高空生成，降落到靠近地面，达到一定浓度后，发生光化学烟雾事件，造成危害。 光化学烟雾成分复杂，其中对动物、植物和材料有害的是03、PAN和丙烯醛、甲醛等二次污染物。人和动物受到的主要伤害是眼睛和粘膜受到刺激、头痛。光化学烟雾刺激人的眼、鼻、气管和肺等器官，发生眼红流泪、气喘咳嗽等症状。如浓度为01 ppm时(以总氧化剂计)就可引起流|泪，1 ppm时眼睛发痛难睁，并伴有头痛。长期慢性危害使肺机能减退，支气管发炎，甚至发展成癌。 减少和预防光化学烟雾的根本途径是减少氮氧化物和烃类的排放量，进行总量控制。 (3)中学化学涉及到的有机物污染环境的主要有：活性烃(在室温下为气态的烃)、醛类等有机物。 通过光化学烟雾形成的模拟实验，已初步明确在烃类氮氧化物的相互作用方面主要有以下过程： 光化学烟雾形成的起始反应是污染空气中的N02光解。烃类被HO、0等自由基和03氧化，生成醛、酮、醇等产物以及重要的中间产物RO、 H02、RCO等自由基。 过氧自由基使NO向N02转化，并生成03和PAN(硝酸过氧化乙酰 在解答这一类题目时主要立足于中学有机化学知识点烃、醇、醛、羧酸、醛酮来进行思维，寻找解题突破口。 4水体污染的成因、危害及综合治理 水体污染按污染物可划分为如下几种类型： (1)病原体污染： 城市生活水的任意排放，例如医院、制革、屠宰业排放出的废水中常常含有各种病原体，如病毒、病菌、寄生虫等，若排入水体则水体受到污染而传播疾病。 (2)需氧物质污染： 生活污水中含有较多的糖类、蛋白质、油脂、木质素等有机物，在微生物的生物化学作用下大量分解成C02、H20以及含N、P等营养性盐类，在其分解过程中需要消耗02，因而被称为需氧污染物。这种污染物如果过量排人，则大量消耗溶解在水中的氧气，同时生成过量的含氮、磷等营养盐、促进水藻等绿色植物的急剧繁殖生长，其死亡残体的分解又要进一步消耗大量溶解氧，使水中生物呼吸困难，造成水质恶化，水生生物大量死亡。 (3)有毒重金属离子污染： 重金属主要有：汞、镉、铬、铅、钒、钴、钡。砷、硒由于毒性大，其某些性质类似于重金属，铍的密度虽然只有184 g/cm3，但与人类健康关系密切，因而三者都列入危害大的重金属之列。无机阴离子主要是N02-、F-和CN-离子。这些离子中金属、重金属离子都易使人体蛋白质变性。人畜饮用含这些离子的水后，引起严重中毒。 (4)热污染： 工矿企业的水体排放高温废水造成的污染。 (5)化学反应都是在水溶液中进行：在解答水体污染有关问题时，要运用电解质溶液、化学平衡理论来解释或解答有关水体污染计算及防治等问题。 (6)水和水体是不同的两个重要概念：水的概念着眼于水物质本身，而水体是河流、湖泊、水库、地下水、冰川、海洋等地表贮存水的总称。 水体污染主要是由于人类活动排放的污染物进入河流、湖泊、海洋和地下水体，使水和水体下的底泥的物理、化学物质或生物群体组成发生变化，从而降低了水体的使用价值。 5环境污染综合治理绿色化学 绿色化学：绿色化学是人类和自然和谐相处的化学。它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原料，最大限度地节约能源，在化工生产各环节都实现净化和元污染的反应途径。具体内涵体现在5个“R”上。 (1)减量Reduction：“减量”是从节省资|源减少污染角度提出的。其主要内容是提高转化率，减少损耗，减少“三废”排放量。 (2)重复使用Reuse：重复使用是降低成本和减废的需要，例如化学工业生产中所使用的载体催化剂，一开始就要考虑重复使用。 (3)回收Recycling：回收包括：回收未反应的原料副产品和助熔剂、催化剂、稳定剂等非反应试剂。 (4)再生Regeneration；再生是变废为宝，节省资源、能源，减少污染的有效途径。它要求化工产品生产在工艺设计中应考虑到有关材料的再生利用。 (5)拒用Reiection：拒绝使用是杜绝污染的最根本办法，它是指对一些无法替代又无法回收、再生和重复使用的毒副作用、污染作用明显的原料，拒绝在化工生产中使用。 绿色化学和环境保护是属于两个不同层次的概念。绿色化学是对环境更友善的化学。这种绿色意识是人类追求自然完美的一种高级表现。它不把人看成是自然的主宰者，而是看做自然界中普通的一员，追求的是人对自然的尊重以及人与自然和谐的关系。它和通常讲的“环保意识”不同。通常讲的环境意识带有明显的被动状态，带有比较强的功利目的。当我们谈到污染给人类带来多少疾病、多大经济损失的时候，实际上还是把人放在与自然相对立的位置上，是在以人为中心的基点上来处理人与自然的关系。在这种思想的指导下，人们可以去治理和解决一些急迫的污染问题，但眼下不对人产生危害而仅危害自然的行为，反应就不那么积极了。只有在以绿色意识为核心谈环保意识的时候，才会有正确持续的作为。 现行中学教材中的化工生产知识在编写与编排上合理地渗透了绿色化学的观点，具体体现在如下几个方面： (1)节省资源、提高原料转化率和利用率。例如在合成氨工业、硝酸工业、接触法制硫酸、联合制碱法等工艺流程中采取了循环操作，体现了绿色化学中节省资源能源的基本原理。 (2)化工生产中知识介绍了尾气回收方法和处理装置，其功能是防止或减少环境污染。例如氨氧化法制硝酸，接触法制硫酸，炼钢、炼铁等，均介绍了尾气处理或尾气吸收装置。 (3)现行教材中涉及的化工生产体现了绿色化学内涵设计新的化学反应条件，减少废弃物的产生和排放，降低对人类健康和环境的危害。例如教材中介绍了元氰电镀，由乙炔制乙醛工业生产中使用非汞催化剂的原因。二重点探究： 【例1】 (1)下列各项属于“绿色化学”的是( ) 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)在我国中西部大开发中，某省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建在中西部干旱山区可以脱贫致富 B建在水资源丰富、交通方便远离城市的郊区 C企业有权自主选择厂址 D不宜建在人口稠密的居民区 【解析】 由信息可知绿色化学研究的内容主要有以下几点： 减量(reduction)：即减少用量，减少三废排放。重复使用(reuse)。回收(recycling)：回收未反应的原料、副产品和助熔荆、催化荆等非反应的试剂。再生(regeneration)：变废为宝、节省资源。拒用(rejeetion)：拒绝使用无法替代，无法回收，再生和重复使用的有毒副作用、污染作用明显的原料。 【答案】(1)D；(2)B、D【例2】 在绿色化学工艺中，理想状态是将反应物中的原子全部转化为欲制得的产物。如用CH3CCH 合成CH2=C(CH3)COOCH3，欲使原子利用率达到最高，还需要的反应物有( ) AC0和CH3OH BCO2和H20 CH2和CO2 DCH30H和H2 【解析】 本题主要考查学生接受信息的能力。依据题意，反应前后原子守恒得还需A组。 【答案】 A 【例3】 自1974年以来，人们逐渐认识到，在氯化消毒后的水中，几乎普遍存在着有害人体健康的卤代烃类物质。近期发现不需要外加能源，且既能节约水源又能除去废水中的卤代烃的方法，反应如下： ( )Fe+( )RCHCl2+( )H+( )Fe2+( )RCH3+ ( )C1-目前认为该反应中卤代烷是氧化剂。 (1)配平上述化学方程式。 (2)反应中 元素被还原，转移电子数为 . (3)此法除了能除去有害的卤代烃外，还可以净水，写出有关的离子方程式 。 【解析】 本题考查学生对氧化还原反应的掌握及盐类水解应用的理解。反应中Fe被氧化为Fe2+，继而Fe2+又被Cl2氧化为Fe3+，Fe3+水解生成的Fe(OH)3胶体具有吸附作用从而可使水净化. 【答案】 (1)2、1、2,2、1、2 (2)C，4e- 【例4】 在国际环境问题中，一次性使用的聚苯乙烯材料所带来的白色污染问题甚为突出，德国某公司开发出具有60天可自行降解功能的绿色食品杯聚乳酸包装材料。 (1)聚苯乙烯为什么会造成“白色污染”? .(2)乳酸可从甜菜发酵的糖液中提取，通过缩聚反应合成聚乳酸。合成聚乳酸的化学方程式为 。 (3)聚乳酸的降解可分为两个阶段：首先是化学水解成乳酸单体，然NSL酸单体在微生物的作用下分解，生成二氧化碳和水，聚乳酸自行降解的两步反应中第二步反应的化学方程式为 . 【解析】本题除考查学生对有机物性质的掌握外，还注意对学生阅读能力、分析问题的能力做相应的考查，回答问题时一定要注意题目中的特殊要求。 【答案】 (1)其废弃物在自然界中难于被生物降解，也不能焚烧(焚烧会产生大量难于烧尽的烟及具有强毒性的二噁英)和掩埋(长期留在农田里会影响土壤的透气性，阻碍水分的流动和农作物的根系发育。)三高考回眸：1. 2020年4月22日是第35个“世界地球日”，我国确定的主题是“善待地球科学发展”。下列行为中不符合这一主题的是 A采用“绿色化学”工艺，使原料尽可能转化为所需要的物质 B大量开采地下水，以满足社会对水的需求 C减少直至不使用对大气臭氧层起破坏作用的氟氯烃 D节约能源，提高能源利用率答案:B2.上海环保部门为了使城市生活垃圾得到合理利用，近年来逐步实施了生活垃圾分类投放的办法。其中塑料袋、废纸、旧橡胶制品等属于A 无机物 B 有机物 C 盐类 D 非金属单质答案：B32020年普通高等学校招生全国统一考试（江苏卷）保护环境是每一个公民的责任。下列做法：推广使用无磷洗衣粉 城市垃圾分类处理 推广使用一次性木质筷子 推广使用清洁能源 过量使用化肥、农药 推广使用无氟冰箱。其中有利于保护环境的是A B C D 答案：C42020年高考理科化学试题（上海卷）下列产品的使用不会对环境造成污染的是A含磷洗衣粉 B酒精 C氟里昂 D含汞电池答案：B5（2020年高考广东化学卷）背景材料： 2020年夏季，特氟隆不粘锅事件引起公众关注； 2020年冬季，诺贝尔化学奖授予研究蛋白质的科学家； 2020年初春，广东大部分进行了人工降雨； 2020年春末，某高速公路发生液氯运输车翻倒泄漏事故。下列相应说法正确的是 A特氟隆（聚四氟乙烯）的单体是氟利昂 B蛋白质是由氨基酸形成的不可降解的高分子化合物，其水溶液有丁达尔现象 CAgI和干冰都可用于人工降雨 D附近人员应迅速远离液氯泄漏地点，并逆风往安全区域疏散答案：CD四专题训练：1随着人们生活质量的不断提高，废电池必须进行集中处理的问题被提到议事日程上，其首要原因是 ( )；A利用电池外壳的金属材料 B防止电池中汞、镉和铅等重金属离子对土壤的污染 C不使电池中渗泄的电解液腐蚀其他物品 D回收其中石墨电极 2NO和N02在空气中会形成黄色或褐色的烟雾，它对 ( ) A植物生长有利 B环境污染不严重 C人体血液无毒害作用 D人体呼吸器官有强烈刺激性，危害呼吸道和 肺部3下列事故中，处理不正确的是 ( ) A鱼肉等食品用福尔马林保鲜 B误食重金属盐，立即喝生牛奶或蛋清 C实验室不慎将Hg洒在地上时，立即用硫粉覆盖 D皮肤上沾有苯酚时，立即用酒精洗涤4工业、农业及城市生活污水中含有磷。家用洗 涤剂是污水中磷的一个重要来源(洗涤剂中含有三聚磷酸钠)。处理污水时要不要除去磷?下列说法正确的是 ( ) A磷是生物的营养元素，不必除去 B含磷的污水是很好的肥料，不必除去 C含磷的污水排到自然界中会引起藻类增殖，使水变质，必须除去 D磷对人无毒，除去与否都无关紧要 5下列情况可能引起水污染的是 ( ) 城市污水任意排放 农业生产中农药、化肥使用不当 海上石油泄漏 工业生产中废液、废气、废渣任意排放 A B. C D 6农用化肥和城市粪肥的排放，会使地下水中含氮量增高，其中对人体有害的含氮污染物主要形式是 ( ) AN03- BN02- CNH4+ D有机氮 7“喷水溶液法”是日本科学家最近研制出的一种使沙漠变为绿洲的新技术，它是先在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯水溶液，水溶液中的高分子与沙土粒子结合，在地表下3050 cm处形 成一个厚05 cm的隔水层，既能阻止地下的盐分上升，又有拦截、蓄积雨水作用。下列对聚丙烯酸酯不正确的说法是 ( ) A单体的结构式为CH2=CH-COOR B在一定条件下能发生加成反应 C在一定条件下能发生水解反应 D没有固定的熔沸点 8环保部门每天通过新闻媒体向社会发布以污染物 浓度为标准确定的空气质量信息，这些污染物是 ( ) A二氧化硫、氮氧化物、一氧化碳、悬浮颗粒 B二氧化硫、氮氧化物、二氧化碳、悬浮颗粒 C稀有气体、氮氧化物、一氧化碳、悬浮颗粒 D稀有气体、氮氢化物、一氧化碳、悬浮颗粒 9下列做法中，不会造成大气污染的是( ) A含硫燃料的燃烧 B焚烧树叶 C燃烧氢气 D燃放烟花爆竹 10S02被认为是造成大气污染的“首犯”，大气中的S02主要来源于化石燃料，(煤、石油)的燃烧，下列与SO2污染有关的是( ) 酸雨现象 伦敦“毒雾事件” 洛杉矶“光化学烟雾”事件温室效应 A B C D 11下列污染对人体的健康构成巨大威胁，但其中一般 不被称作环境污染的是( ) A地下水被污染 B医疗用血被污染 C粮食、蔬菜被农药污染 D大量使用修正液造成的教室内空气污染 12下列气体中，若空气中含有微量肘能使人产生爽快和振奋的感觉，但稍多时就会对人体动、植物等造成危害的是( ) AC02 BS02 C03 D02 13大气和饮用水被污染时，可能引起人的牙齿和骨骼变酥，引起这种污染的元素是( ) A碘 B氟 C汞 D硫14火电厂燃煤的废气中含SO2，为除之并变废为宝，常用熟石灰的浊液洗气。下列有关原理阐述或方程合理的是( )18.(1)为防治酸雨，降低煤燃烧时向大气排放的SO2，工业上将生石灰和含硫煤混合后使用。请写出煤燃烧 时，有关“固硫”(不使硫的化舍物进入大气)反应的化学方程式：_， (2)近年来，某些自来水厂在用液氯进行消毒处理时还加入少量液氨，其反应的化学方程式为：NH3+HCl0H20+NH2C1(一氯氨)。NH2C1较HClO稳定，试分析加液氨能延长液氯杀菌时间的原因：_ 。19.(2020江苏盐城市商三第四次调研考试)我国第二代身份证采用的是具有绿色环保性能的PETG新材料，PETG新材料可以回收再利用，而且对周边环境不构成任何污染。这一材料是由江苏华信塑业发展有限公司最新研发成功的新材料，并成为公安部定点产地。PETG的结构简式为：试回答下列问题：(1)反应加入的试剂x是_(2)的反应类型是 _ 。(3)写出结构简式：B_，I_。(4)合成时应控制的单体的物质的量： n(D)：n(E)：n(H)=_：_：_ (用m、n”表示)(5)写出化学方程式：反应_反应_。20.参据中国环境报报道：从一份科技攻关课题研究结果显示， 我国酸雨区已占国土面积的40H以上。研究结果还表明，我国农业每年因遭受酸雨而造成的经济损失高达15亿多元。为了有效控制酸雨，目前国务院已批准酸雨控制区和二氧化硫污染控制区划分方案等法规。 (1)在英国进行