高中化学人教版必修第二册2026版步步高学习第八章　第三节　环境保护与绿色化学

第三节环境保护与绿色化学[核心素养发展目标]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生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。(2)环境保护的任务①环境监测：对污染物的存在形态、含量等进行分析和测定，为控制和消除污染提供可靠的数据。②治理工业“三废”(废气、废水、废渣)。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3.污水的处理(1)常用的污水处理方法：物理法、化学法和生物法等。(2)污水处理的常用化学方法：中和法、氧化还原法、沉淀法等。(3)污水处理的流程思考含硫氧化物和含氮化合物是形成酸雨的主要物质。针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点，工业上常利用在煤炭中加入CaCO3进行脱硫，写出此方法所依据的反应的化学方程式和反应类型。提示CaCO3CaO+CO2↑，分解反应CaO+SO2CaSO3，化合反应2CaSO3+O22CaSO4，化合反应(或氧化还原反应)4.固体废物的处理(1)处理原则：无害化、减量化和资源化。(2)目的：减少环境污染和资源回收利用。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)白色污染主要是废弃塑料制品引起的()(4)大量化肥的施用和含磷洗衣粉的使用会污染水资源，引起水华()(5)CO2能引起温室效应，故CO2为大气污染物()答案(1)×(2)×(3)√(4)√(5)×2.(2025·吉林松原期中)化学与能源开发、环境保护等密切相关。下列说法错误的是()A.酸雨指的是pH<7的雨水，若长时间放置，酸性变强B.含汞的废旧电池属于有害垃圾，必须分类回收处理C.低碳生活注重节能减排，尽量使用太阳能等代替化石燃料D.燃煤时加入适量的生石灰可减少二氧化硫的排放答案A解析酸雨是指pH<5.6的雨水，酸雨长时间放置，亚硫酸被氧化为硫酸，酸性增强。二、绿色化学1.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.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+O2(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。答案(1)①原子利用率=m(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)：减量化、再利用和再循环。1.判断正误(1)“绿色化学”又称环境友好化学，其核心思想就是“先污染后治理”()(2)“绿色化学”就是指在化工生产中不排放任何有害物质()(3)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()(4)开发和利用自然资源，必须站在人与自然和谐共生的高度，遵循减量化、再利用和再循环的原则()答案(1)×(2)√(3)√(4)√2.(2025·湖南郴州月考)下列行为符合“绿色化学”理念的是()A.大量使用一次性塑料制品B.将废旧电池随意丢弃C.对工业废气进行净化处理后再排放D.过度开采化石燃料答案C解析对工业废气进行净化处理后再排放，可以减少对大气环境的污染，故选C。3.(2025·广东梅州段考)“绿色化学”的理想状态是反应物的原子全部转化为目标产物，以下反应不符合绿色化学原则的是()A.工业生产环氧乙烷：2CH2=CH2+O2B.水煤气合成甲醇：CO+2H2CH3OHC.制取硝酸铜：3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO↑+4H2OD.乙烯水化法制乙醇：CH2=CH2+H2OCH3CH2OH答案C解析Cu与稀硝酸反应产物有多种，即反应物原子未全部转化为某一目标产物，且有有毒气体NO生成，不符合绿色化学原则。课时对点练[分值：100分][1~9题，每小题6分]题组一化学与环境保护1.(2024·河北张家口高一下月考)下列说法错误的是()A.“酸雨”主要是大量排放氮氧化物、硫的氧化物引起的B.“光化学烟雾”主要是由氮氧化物引起的C.“赤潮”主要是由于水体中N、P等元素含量过高引起的D.“白色垃圾”主要是大量纸张的铺张浪费引起的答案D解析“白色垃圾”主要是塑料大量使用引起的，故选D。2.下列有关湘江流域的治理和生态修复的措施中，没有涉及化学变化的是()A.定期清淤，疏通河道B.化工企业“三废”处理后，达标排放C.利用微生物降解水域中的有毒有害物质D.河道中的垃圾回收分类后，进行无害化处理答案A3.(2025·济南月考)“垃圾分类”是现代生活的新时尚，下列有关垃圾分类或处理错误的是()A.废旧电池为有害垃圾B.鱼骨剩菜为厨余垃圾C.废旧塑料要深挖填埋D.过期药品要回收处理答案C解析废旧塑料不能乱丢乱放，也不能深埋，否则会造成非常严重的污染，故选C。4.(2025·广西柳州段考)生活环境逐渐恶化，人们日益重视环境问题，下列说法正确的是()A.酸雨是指pH<7的降水B.工业废水中的Hg2+等重金属离子会使蛋白质变性危害人体健康，不能直接排放C.大力开展植树造林，植物直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，实现氮的固定D.PM2.5是指大气中直径接近2.5μm(1m=106μm=109nm)的颗粒物，也称可吸入颗粒物，这些细颗粒物分散在空气中形成的分散系是胶体答案B解析酸雨是指pH<5.6的降水，A错误；植物不能直接吸收利用空气中的NO和NO2作为肥料，且氮的固定是指由游离态的氮直接转化为化合态的氮的过程，C错误；胶体的分散系中分散质的直径在1~100nm，PM2.5是指大气中直径接近于2.5×10-6m的颗粒物，直径大于100nm，则细颗粒物分散在空气中形成的分散系不是胶体，D错误。题组二绿色化学5.(2025·广州月考)党的二十大报告提出：“推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。”下列做法不符合绿色化学理念的是()A.生产过程中“先污染后治理”B.提高化工生产中的能源利用率C.研究开发可降解的高分子材料D.用原子利用率100%的反应生产环氧乙烷答案A解析“先污染后治理”违背了绿色化学从源头上减少或消除污染的理念，故选A。6.(2025·安徽阜阳段考)绿色化学主张在通过化学转换获取新物质的过程中充分利用每个原子，具有“原子经济性”，因此它既能够充分利用资源，又能够防止污染。下列过程中符合绿色化学的是()A.消除硫酸厂尾气排放：SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3B.乙醇与乙酸在一定条件下制备乙酸乙酯C.蔗糖在稀酸的催化下发生水解反应制备葡萄糖D.利用油脂的碱性水解反应制取肥皂答案A解析乙醇与乙酸酯化生成乙酸乙酯和水，水作为副产物，原子利用率低于100%，不符合原子经济性，B不符合题意；蔗糖水解生成葡萄糖和果糖，目标为葡萄糖，则果糖为副产物，原子未完全利用，C不符合题意；油脂碱性水解生成肥皂和甘油，甘油为副产物，不符合原子经济性，D不符合题意。7.(2024·河北承德高一下期末)下列有关“绿色化学”及“绿色食品”的描述均正确的组合是()①“绿色化学”是指绝对无污染的化学过程②“绿色化学”是指依靠绿色植物来完成的化学过程③“绿色化学”是没有或尽可能少污染的化学过程④治理工业“三废”属于“绿色化学”范畴⑤开发利用氢能源属于“绿色化学”⑥富含叶绿素的食品属于“绿色食品”⑦贴有“绿色”防伪标志的食品属于“绿色食品”⑧“绿色食品”是指安全、无公害的食品A.①③⑥ B.①②④C.②⑥⑦ D.③⑤⑧答案D解析“绿色化学”的核心是从源头减少或消除环境污染，所以①中的“绝对无污染”、②中的“依靠绿色植物”、④中的治理“三废”等内容都是错误的或不属于绿色化学范畴。题组三环境保护与可持续发展8.(2025·湖南常德段考)2023年六五环境日的主题为“建设人与自然和谐共生的现代化”，以下做法符合这一主题的是()A.大力开发煤、石油等资源B.生活中多使用一次性木筷C.限制新能源汽车的使用D.提倡垃圾分类回收答案D解析A项，大力开发煤、石油等资源会加剧环境污染，且煤、石油等资源属于不可再生能源；B项，生活中多使用一次性木筷会加剧资源的消耗；C项，限制新能源汽车的使用会加重环境污染。9.化学与人类生产、生活、社会可持续发展密切相关，下列说法不正确的是()A.“天宫一号”中使用的碳纤维，是一种新型无机非金属材料B.为防止富脂食品氧化变质，常在包装袋中放入生石灰C.开发新能源，减少对化石燃料的依赖，可以促进低碳经济D.“静电除尘”“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量答案B解析生石灰只能吸收水分，不能吸收氧气，所以加入生石灰不能防止富脂食品氧化变质，B错误。[10~12题，每小题6分]10.“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.①②③C.①②④ D.①③④答案C解析实验①可防止氨气污染空气，实验②对尾气进行吸收处理，可有效防止氯气污染空气，实验④中，铜丝可以活动，能有效地控制反应的发生与停止，且用气球收集反应产生的污染性气体，防止污染空气，故实验①②④均符合“绿色化学”的思想；实验③中，氨气与氯化氢气体直接扩散到空气中，会对空气造成污染，不符合“绿色化学”的思想。11.(2024·江苏无锡高一下期末)CuSO4是一种重要的化工原料，制备途径如图所示。下列说法正确的是()A.将途径①反应所得气体循环利用体现了绿色化学思想B.途径②制备0.1molCuSO4，被还原的硫酸的物质的量为0.1molC.途径③制备CuSO4，当Cu过量时H2SO4能完全反应D.生成等量的CuSO4，三种途径中参加反应的H2SO4的物质的量为①=②=③答案A解析途径②铜与氧气反应生成氧化铜，氧化铜与硫酸发生非氧化还原反应，B错误；随反应不断进行，浓硫酸变为稀硫酸，反应不能继续进行，Cu过量时H2SO4不能完全反应，C错误；根据反应的化学方程式，生成等量的CuSO4，三种途径中参加反应的H2SO4的物质的量为①=②<③，D错误。12.(2025·河南段考)合理的工业设计和能源利用是实现可持续发展、减少环境污染的关键手段。下列有关说法错误的是()A.燃煤脱硫不仅能减少酸雨，也有利于减缓温室效应和消除光化学污染B.加强新能源汽车动力电池回收利用，不仅能变废为宝，还能防止环境污染C.使用生物材质代替聚乙烯塑料盛装饮品，可以减少“白色污染”D.工业合成氯乙烷采用加成反应比采用取代反应更符合“绿色化学”理念答案A解析燃煤脱硫主要减少SO2排放，从而减少酸雨，但对温室效应(主要由CO2引起)和光化学污染(主要由氮氧化物和挥发性有机物引起)几乎无影响，故选A。13.(14分)(2025·海南月考)改善大气质量、进行污水处理和将垃圾资源化等要靠化学等科学的发展。(1)减缓臭氧层受损的方法是减少使用(填“SO2”或“氟氯代烃”)。(2)垃圾是放错地方的资源。下列垃圾处理方式正确的是(填字母)。a.回收利用易拉罐b.焚烧废旧报纸c.随意丢弃废旧电池我国“十四五”规划中已明确提到“碳达峰”“碳中和”的目标，请回答下列问题：(3)“碳达峰”“碳中和”中的“碳”主要指的具体物质是(填化学式)，其所属物质类别为(填字母)。A.电解质B.非电解质C.酸性氧化物(4)我国科学家合成一种新型催化剂，可将二氧化碳和水反应生成甲烷和氧气，该反应的化学方程式为，该反应中还原剂是(填化学式)。答案(1)氟氯代烃(2)a(3)CO2BC(4)CO2+2H2OCH4+2O2CO2、H2O解析(1)防治酸雨的方法是减少SO2的排放、减缓臭氧层受损的方法是减少使用氟氯代烃。(2)焚烧废旧报纸会生成有害气体造成环境污染，b错误；随意丢弃废旧电池会造成水体和土壤污染，c错误。(3)“碳达峰”“碳中和”中的“碳”主要指CO2，CO2是不能电离出自由移动离子的酸性氧化物，属于非电解质。(4)由题意可知，反应的化学方程式为CO2+2H2OCH4+2O2，反应中碳元素的化合价降低被还原，CO2是反应的氧化剂，氧元素的化合价升高被氧化，CO2、H2O是反应的还原剂。14.(14分)(2025·江苏镇江段考)研究氮的循环和转化对生产、生活有重要的价值。Ⅰ.废水的去除是当前科学研究的热点问题。氨氮废水中的氮