2023-2024学年人教版必修第二册 第八章 第三节 环境保护与绿色化学 课件（58张）

第三节环境保护与绿色化学课程标准1．认识化学科学与技术的不断创新和发展是解决人类社会发展中遇到的问题、实现可持续发展的有效途径。2．结合实例认识化学原理、化工技术对于节能环保、清洁生产、清洁能源等产业发展的重要性。3．树立“绿色化学”的观念，形成资源全面节约、物能循环利用的意识。01030402目录必备知识探究突破关键能力培养提升学科素养当堂落实课时跟踪检测必备知识探究突破锁定要点互动探究1．环境问题与环境保护(1)环境问题分点突破(一)化学与环境保护(2)环境保护的任务废水废气废渣2．三废的治理(1)大气污染①大气污染物的来源化学燃料的燃烧②次生污染物的形成酸雨光化学烟雾NOx、SO2(2)污水处理①污水处理方法物理法生物法沉淀法氧化还原法中和法物理不溶解生物微生物沉淀法氧化还原法离子交换法反渗透法(3)固体废弃物的处理遵循的原则及达到的目的无害化减量化资源化资源回收利用减少环境污染二氧化碳能造成温室效应，它是大气污染物吗？提示：CO2不属于大气污染物。大气污染物是指大气中危害人类和环境的人为污染物和天然污染物，它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。包括颗粒物、硫氧化物、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、其他有害物质等。1．2021年世界环境日的主题为“人与自然和谐共生”。化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是

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)A．CO2属于大气污染物B．酸雨是指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解析：二氧化碳不属于大气污染物，A错误；酸雨是指pH小于5.6的雨水，B错误；二氧化碳不会引起酸雨，C错误。D2．“绿水青山就是金山银山”。利用化学知识降低污染、治理污染，改善人类居住环境是化学工作者当前的首要任务。下列做法不利于环境保护的是(

)A.开发清洁能源 B．有效提高能源利用率C．研制易降解的生物农药 D．对废电池做深埋处理解析：对废电池做深埋处理，电池中的重金属离子会污染土壤和地下水，D错误。D3．某冶金厂废水的pH为4.5，含超标10倍的Pb2＋。该厂处理废水的下列设计中，比较合理的是

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)A．用离子交换法除去Pb2＋B．在废水中加硫酸，生成PbSO4沉淀C．在废水中加NaOH，调节pH到11.0，使Pb2＋转化为氢氧化物沉淀D．在废水中加石灰，调节pH到11.0，使Pb2＋转化为氢氧化物沉淀解析：废水量太大，不能用离子交换法；加硫酸虽能除去Pb2＋，但增加了溶液酸度；因石灰比NaOH廉价，故选用石灰。D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(如图所示)。分点突破(二)绿色化学1．在汽车的排气管上安装“催化转化器”(用铂、钯合金作催化剂)，可以把汽车尾气中的有害气体CO与NO催化生成可参与大气生态循环的无害气体CO2和N2，写出反应的化学方程式，这种尾气处理的方法符合绿色化学的概念吗？2．在四大基本反应类型中，最符合绿色化学观念的是哪种反应？提示：化合反应能将反应物中的原子全部转化到产物中，没有副产品生成，原子利用率达100%，符合绿色化学的观念。1．绿色化学绿色化学的核心：利用化学原理和技术手段从源头上减少或消除环境污染，即防治优于治理。只有从根本上切断污染源，才能真正做到保护环境。从环境观点来看，绿色化学强调从源头上减少或消除污染(从一开始就避免污染物的产生)；从经济观点来看，绿色化学倡导合理利用资源和能源、降低生产成本(尽可能提高原子利用率)。3．开发和利用自然资源遵循的原则1．最近，国际上提出的绿色化学是指化学工业生产中

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)A．对废水、废气、废渣进行严格处理B．不排放任何有害物质C．在化工厂周围种草、种树、种花，使化工厂成为花园式工厂D．以绿色植物为原料，以生物催化剂实现化工生产过程的化学解析：绿色化学的核心是从源头上减少或消除环境污染，则在化学生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质，B项符合题意。BAD加成反应解析：原子经济性高，即理论上原子的利用率尽可能达到100%，没有副产物。A、D两项中的原子利用率都是100%。(2)有毒物质的无害化处理也是绿色化学研究的内容之一。ClO2是一种性能优良的消毒剂，它可将废水中少量的CN－等有毒的酸根离子氧化而除去。请写出用ClO2将废水中的CN－氧化成无毒气体的离子方程式：_________________________________，该方法的优点是_____________________________________。2ClO2＋2CN－===2CO2＋N2＋2Cl－产物为无毒无害的Cl－、CO2和N2解析：把CN－氧化成无毒气体，说明C、N分别生成了CO2、N2，ClO2的还原产物应该是无毒的Cl－。(3)某饮用水厂由天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图如下：活性炭的作用是____________________________________；O3消毒的优点是____________________。解析：活性炭能吸附水中的有机物，从而除去异味。用O3消毒时，其产物为无毒无害的O2。吸附水中的有机物(或除去水中的异味)

反应产物无毒无害关键能力培养提升聚焦应用迁移转化1．氢燃料电池汽车每投放100万辆，一年可减少二氧化碳排放5.1亿吨，这将极大助力碳中和目标实现。下列有关氢燃料电池说法错误的是

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)A．发展氢燃料电池汽车需要安全高效的储氢技术B．理论上氢燃料电池汽车使用时不会产生污染物C．氢燃料电池汽车直接将化学能转化为动能D．氢燃料电池汽车运行不排放二氧化碳解析：理论上氢燃料电池汽车使用时生成物为水，不会产生污染物，B正确；氢燃料电池汽车直接将化学能转化为电能再转化为动能等，C错误；氢燃料电池汽车运行产物是水，不排放二氧化碳，D正确。化学与STSE(理解与辨析)C2．下列说法正确的是

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)A．丝绸、宣纸及尼龙的主要成分均为合成纤维B．港珠澳大桥使用的超高分子量聚乙烯纤维吊装缆绳，具有质量轻、强度大，耐磨、耐腐蚀的优点C．“嫦娥五号”使用的太阳能电池阵和锂离子电池组，均可将化学能转变成电能D．“奋斗者号”潜水器使用的固体浮力材料，由空心玻璃微球填充高强树脂制成，属于无机非金属材料解析：丝绸的主要成分是蛋白质，宣纸的主要成分是纤维素，尼龙的主要成分是合成纤维，A错误；“嫦娥五号”使用的太阳能电池阵是将太阳能转化为电能，C错误；固体浮力材料，由空心玻璃微球填充高强树脂制成，其中树脂为有机高分子材料，D错误。B1．环境污染(1)大气污染问题大气污染是指由空气中的颗粒物、硫的氧化物(SO2、SO3)、氮氧化物(NOx)、CO、碳氢化合物、氟氯代烃等造成的污染(其中SO2、NOx主要来源于化石燃料的大量使用)。大气污染的具体表现主要有：形成酸雨、雾霾、臭氧层空洞、光化学烟雾、室内空气污染(指家用燃料的燃烧、烹调、吸烟产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2等，各种建筑材料和装饰材料释放出的甲醛、苯等有机物造成的污染等，其中CO与血红蛋白作用会使血液失去输氧能力，导致CO中毒)。(2)水体污染指过量有害物质进入水中造成的污染。导致水体污染的物质主要有两大类，一类是重金属污染，如重金属Hg、Cd、Pb、Cr等进入水中形成的污染，这些重金属主要来自于化工、冶金、电子、电镀等排放的工业废水。另一类是植物营养物质污染：水中高浓度的N、P等植物营养物质，导致水体富营养化而形成的污染，它主要是由进入水中腐烂的含蛋白质的物质、含磷洗涤剂及大量使用的磷肥造成的。(3)固体废弃物造成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。垃圾污染范围广泛，对环境及生物的不良影响途径多样。(4)环境保护的措施①工业废气携带颗粒物的回收利用。②工业、生活污水经处理达标后排放，限制使用含磷洗涤剂。③回收、限制难降解塑料，研制可降解塑料。1．化学与生活密切相关。下列说法错误的是

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)A．PM2.5是指粒径不大于2.5μm的可吸入悬浮颗粒物B．绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染C．燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放D．天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料解析：本题考查绿色化学与环境保护知识。燃煤中加入CaO可以减少SO2气体的排放，减少酸雨的形成，但不能减少温室气体CO2的排放，C错误。C2．化学与生活、社会发展息息相关。下列说法正确的是

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)A．华为自主研发的“麒麟”芯片与光导纤维是同种材料B．雾霾是一种分散系，带活性炭口罩的原理是吸附作用C．煤炭经蒸馏、气化和液化等过程，可获得清洁能源和重要的化工原料D．“辽宁舰”上用于舰载机降落拦阻索的特种钢缆，属于新型无机非金属材料B解析：硅为良好的半导体，可用作芯片，光导纤维的主要成分为二氧化硅，为绝缘体，它们不是同种材料，故A项错误；活性炭具有疏松多孔的结构，具有吸附性，而雾霾是一种分散系，分散剂是空气，带活性炭口罩防雾霾的原理是吸附作用，故B项正确；煤炭气化生成CO和氢气，液化生成甲醇，可获得清洁能源和重要的化工原料，蒸馏为分离液体混合物的方法，则煤炭不能蒸馏，故C项错误；特种钢缆为金属材料，不是非金属材料，故D项错误。学科素养当堂落实及时巩固培养能力1．保护环境，就是保护人类自己。目前，在我国的城市环境中最主要的大气污染物是

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)A．CO2、Br2、Cl2、酸雨 B．NH3、CO2、NO2、雾C．HCl、SO2、N2、粉尘 D．SO2、NO2、CO、烟尘解析：A项，CO2不是污染物，Br2、Cl2、酸雨不是大气主要污染物，错误；B项，CO2、雾不是污染物，NH3不是大气主要污染物，NO2是大气主要污染物，错误；C项，N2不是污染物，HCl不是大气主要污染物，错误；D项，SO2、NO2、CO、烟尘都是大气主要污染物，正确。D2．下列措施不符合节能减排的是

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)A．大力发展火力发电，解决电力紧张问题B．在屋顶安装太阳能热水器为居民提供热水C．用石灰对煤燃烧后形成的烟气进行脱硫，并回收石膏D．用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生的沼气作家庭燃气解析：火力发电是通过燃煤实现的，煤在燃烧过程中会产生SO2等对大气有污染的气体，不符合题意。A解析：将上述四个式子按(①＋②＋③)×2＋④运算可得：2H2O===2H2↑＋O2↑，而CaBr2、Hg是该反应的催化剂，HBr、HgBr2、HgO只是中间产物，因此正确的选项是D。D4．如图甲所示，某河流经工业城市Y市，a处为上游、d处为下游，经对河水检测绘制出图乙，请回答：(1)构成该河的污染主要分布在________。A．ab段 B．bc段C．cd段 D．bd段B(2)列举造成该河污染的三种可能污染源：①______________；②____________；③_____________________。(3)对c处水样进行检测，发现其中含有Cu2＋，要把Cu2＋变成铜单质回收，请写出一种可行的方法：

_______________________________________。(4)d处污染明显降低，请从物理、化学、生物三方面简单分析原因_______________________________________。解析：生活污水、工业废水是水体的两个主要污染源，河流经市区必定造成污染，到下游时经过沉降、生物降解、物质之间的反应会使污染程度下降。对于铜的回收只需把铜离子变成铜单质即可。工业废水生活污水生活垃圾及工业废渣加过量铁粉，过滤后加盐酸，清洗干燥得铜物理沉降，物质之间相互反应，生物降解课时跟踪检测1．以节能减排为基础的低碳经济是维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

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)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。D2．常见的污染分为一次污染和二次污染。二次污染是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或微生物作用下发生变化所生成的新污染物，如反应2NO＋O2===2NO2中，二氧化氮为二次污染物。下列三种气体：①二氧化硫；②二氧化氮；③硫化氢。其中能生成二次污染物的是

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)A．只有①② B．只有②③C．只有①③ D．①②③解析：根据题中给出的二次污染物的定义可知，其中SO2和NO2本身都是有毒气体，是污染物，而它们与雨水反应生成酸雨，能生成二次污染物；H2S被氧化后的产物是SO2，因而也能产生二次污染物。D3．绿色化学实验是指在绿色化学的思想指导下，对常规实验进行改革而形成的实验新方法。下列符合绿色化学实验操作的是

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)A．将一氧化碳还原氧化铜的尾气直接排入空气中B．将锌和稀硫酸反应后的废液直接倒入下水道中C．将与氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全D．将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分离解析：A项，一氧化碳还原氧化铜的尾气中含有的未反应的一氧化碳，一氧化碳是有毒气体，对环境有害；B项，将锌和稀硫酸反应后的废液直接倒入下水道中，会腐蚀下水道，污染水资源；C项，将与氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全，产生的二氧化硫有毒，污染空气。D4．节能减排指的是减少能源浪费和降低废气排放，下列措施与节能减排不符合的是

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)A．工业制硫酸时，设置“废热”锅炉产生蒸气，用于发电B．开采更多的能源，提高能源开采量C．燃烧煤的锅炉采用类似沸腾炉的锅炉D．推广使用乙醇汽油从而减轻大气污染，改善大气环境解析：工业制硫酸时，设置“废热”锅炉产生蒸气，用于发电，可实现能源的循环利用，故A正确；应该是提高能源的利用率，而不是提高开采量，故B错误；沸腾炉中反应物被碾成细小粉粒，使接触更充分，燃烧更充分，故C正确；乙醇燃烧不产生二氧化硫或者氮氧化物，因此环保，故D正确。B5．在接触法制H2SO4的过程中，对“废气、废水、废渣、废热”的处理正确的是

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)①废气用氨水处理②污水用石灰乳处理③废渣用来造水泥或炼铁④设置“废热”锅炉产生蒸气来供热或发电A．只有①② B．只有①③④C．只有①②③ D．全部解析：SO2等废气可以用氨水吸收制得化肥硫酸铵等；污水显酸性，可以用石灰乳处理；炉渣和矿灰可作为炼铁的原料；硫酸工业的反应都是放热反应，不但可以自行提供能量，还可以向外界提供能量，以降低成本。D6．(双选)工业废水需处理达标后才能排放。下列废水处理的方法合理的是(

)A．用中和法除去废水中的酸B．用混凝剂除去废水中的重金属离子C．用明矾除去废水中的悬浮物D．用臭氧除去废水中的异味解析：中和法适用于除去废水中的酸，故A正确；通常用沉淀法除去废水中的重金属离子，故B错误；用混凝剂如明矾等除去废水中的悬浮物，故C正确；臭氧有强氧化性，但不能除去异味，故D错误。AC7．下列说法正确的是

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)A．利用化石燃料燃烧放出的热量使水分解产生氢气，是氢能开发的研究方向B．光合作用是将光能转化为化学能的有效途径C．石油、煤、天然气属于新能源D．绿色化学最显著的特征是在生产化工产品过程中必须利用绿色植物为原料解析：利用化石燃料燃烧需要消耗大量的能源，A错误；光合作用是将光能转化为化学能的有效途径，B正确；石油、煤、天然气属于传统能源，C错误；绿色化学核心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，反应物的原子全部转化为期望的最终产物，D错误。B8．(双选)下列反应符合绿色化学原子经济性要求的是

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)A．乙烷与氯气制备一氯乙烷B．乙烯聚合为聚乙烯高分子材料C．乙醇被酸性重铬酸钾氧化为乙酸BD9．化学课堂应大力采用“绿色化学”实验。下列做法符合“绿色化学”的是(

)①实验室中收集氨采用图甲所示装置②实验室中做氯气与钠反应实验时采用图乙所示装置③实验室中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实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应A．②③④

B．①②③

C．①②④

D．①③④解析：浓盐酸和浓氨水都易挥发，③不符合“绿色化学”。C10．(1)改善空气质量、保护水土资源是实现美丽中国的基础。①下列气体的排放会导致酸雨形成的是________(填字母，下同)。a．CH4

b．COc．SO2

d．NO解析：酸雨的形成是二氧化硫与氮氧化物等排放引起的，与甲烷、一氧化碳无关。cda③下列做法会造成土壤重金属污染的是________。a．作物秸秆露天焚烧b．废干电池就地填埋c．废旧塑料随意丢弃d．推广使用无铅汽油解析：作物秸秆主要含有C、H、O等元素，露天焚烧，会污染空气，不会引起重金属污染，故a不符合题意；废干电池中含有重金属，就地填埋会造成土壤重金属污染，故b符合题意；塑料的主要成分为有机高分子化合物，随意丢弃，能引起白色污染，不会引起重金属污染，故c不符合题意；铅元素为重金属元素，推广使用不含铅的汽油，可有效避免重金属污染，故d不符合题意。b(2)材料的发展与应用促进了人类社会的进步。①碳晶地暖环保、节能、安全，其构造如图所示。其中属于高分子材料的是挤塑板和____________；属于金属材料的是________；属于硅酸盐材料的是________。解析：相对分子质量在几万或十几万以上的为高分子材料，属于高分子材料的是挤塑板和聚氯乙烯膜；金属材料包含金属单质和合金，属于金属材料的是铝箔；由硅酸盐组成的物质为硅酸盐材料，属于硅酸盐材料的是瓷砖。聚氯乙烯膜铝箔瓷砖②吸附材料具有多孔、表面积大的特点。活性炭吸附NO2的过程中，会伴有C与NO2的反应，产物为两种常见无毒气体。写出该反应的化学方程式：________________________。③LiMn2O4是锂离子电池的一种正极材料，可通过MnO2与Li2CO3煅烧制备，同时还生成CO2和一种单质。写出该反应的化学方程式：__________________________________________________。2C＋2NO2===2CO2＋N28MnO2＋11．某工厂排放的废水中含有Cu2＋、Fe2＋、Hg2＋、H＋等，某化学小组为了充分利用资源和保护环境，准备回收废水中的铜和汞，同时得到绿矾。他们设计了如图甲所示实验方案：(1)现有仪器：酒精灯、玻璃棒、坩埚、蒸发皿、蒸馏烧瓶、烧杯、铁架台等，完成步骤Ⅳ的实验操作