（人教版必修第二册）高一化学下册同步讲义第24讲 环境保护与绿色化学（学生版）

第24讲环境保护与绿色化学目标导航目标导航课程标准课标解读1．了解环境污染的主要因素、危害及防治。2．了解环境保护的意义。3．了解绿色化学、“原子经济”的内涵，以及它们对利用自然资源、保护环境的意义。1．主动关心与环境保护有关的社会热点问题，形成与环境和谐共处的观念。2．能运用“绿色化学”观念分析生活、生产过程对人类健康、社会可持续发展可能带来的双重影响，并对这些影响从多个方面进行评估。知识精讲知识精讲知识点01化学与环境保护1．环境保护（1）环境问题：主要是指由于______________________________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_____和_____污染提供可靠的数据。②治理工业“三废”（_____、_____、_____）。③寻找从源头治理环境污染的生产工艺：杜绝污染物的排放，从根本上解决环境问题。2．大气污染（1）污染物主要来源：除了自然因素，大气污染物主要来自_______________和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。（2）次生污染物的形成3．污水的处理方法（1）常用的污水处理方法有_____法、_____法和_____法等。（2）污水处理常用化学方法：_____法、__________法、_____法等。（3）污水处理的流程①一级处理：通常采用_____方法，即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经过一级处理后的水一般达不到排放标准，所以通常将一级处理作为预处理。②二级处理：采用_____方法（又称_____法）及某些化学方法，除去水中的可降解有机物等污染物。经过二级处理后的水一般可达到国家规定的排放标准。③三级处理：主要采用__________法、__________法、__________法和__________法等，对污水进行深度处理和净化。经过三级处理后的水可用于绿化和景观用水等。4．固体废弃物的处理（1）应遵循原则：_____、_____和_____的原则（2）达到目的：_______________和_______________。【即学即练1】（2022年1月江苏合格考模拟五）绿水青山就是金山银山，下列气体排放到空气中，不会造成空气污染的是（）。A．二氧化碳B．二氧化硫C．二氧化氮D．氨气知识点02绿色化学1．绿色化学也称__________，其核心思想就是改变“__________”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．简单而言，化学反应就是__________的过程。因此，按照绿色化学的思想，最理想的“原子经济性反应”就是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（即期望产物的总质量与生成物的总质量之比）为_____。3．绿色化学示意图4．开发和利用自然资源遵循的原则【即学即练2】“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学”工艺中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制的产物，即原子利用率为100%。下列反应最符合绿色化学中“原子经济”要求的是（）。A．nCH2＝CH2CH2－CH2nB．CH4+2Cl2CH2Cl2+2HClC．Cl2+2NaOH＝NaCl+NaClO+H2OD．3NO2+H2O＝2HNO3+NO能力拓展能力拓展考法01常见的环境问题【典例1】（2021·全国甲卷）化学与人体健康及环境保护息息相关。下列叙述正确的是（）。A．食品加工时不可添加任何防腐剂B．掩埋废旧电池不会造成环境污染C．天然气不完全燃烧会产生有毒气体D．使用含磷洗涤剂不会造成水体污染【知识拓展】1．常见环境问题环境问题主要物质主要危害温室效应CO2造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等酸雨SO2、NOx土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等臭氧层破坏氟氯代烷、NOx到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害光化学烟雾碳氢化合物、NOx刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡白色污染废弃塑料制品①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产。②混入生活垃圾中难处理、难回收。③易被动物当作食物吞入，导致动物死亡赤潮和水华废水中含氮、磷元素的营养物质使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化PM2.5颗粒物污染空气，形成雾霾天气，增加交通事故，危害人体健康2．常见工业尾气的主要成分及处理方法尾气主要成分处理方法硫酸厂尾气SO2、O2、N2等用氨水吸收硝酸厂尾气NO、NO2、N2、O2等用NaOH溶液吸收高炉煤气CO、CO2、N2等回收利用炼钢烟气Fe2O3烟尘、CO等回收利用焦炉气H2、CH4、CO、CO2、C2H4、N2可用作燃料氯碱工业尾气Cl2用NaOH溶液吸收考法02绿色化学【典例2】以乙烯为原料生产环氧乙烷的方法很多。经典的方法是氯代乙醇法，它包括两步反应：①CH2＝CH2+Cl2+H2OClCH2CH2OH+HCl②ClCH2CH2OH+HCl+Ca（OH）2+CaCl2+2H2O现代石油化工采用银作催化剂，可以实现一步完成，反应式为2CH2＝CH2+O2与经典方法相比，现代方法的突出优点是（）。A．所使用的原料没有爆炸的危险B．符合绿色化学中的最理想的“原子经济”C．对设备的要求较低D．充分利用了加成反应的原理【知识拓展】1．绿色化学核心思想：从源头减少或消除环境污染。2．绿色化学的研究对象（1）设计对人类健康和环境危害小的反应起始物，淘汰有毒的反应起始物。（2）选择最佳的反应条件，以实现最大限度的节能和零排放。（3）研究最佳的转换反应和良性试剂。（4）设计对人类健康和环境更安全的目标化合物3．原子经济性反应（1）含义：充分利用反应物中的各个原子，既能充分利用资源，又能防止污染。（2）衡量：原子利用率＝×100%①原子利用率越高，反应产生的废弃物就越少，对环境造成的污染也就越小。②最理想的“原子经济性反应”要求反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率达到100%，在化学反应过程中不产生任何废弃物。③原子利用率为100%的反应有化合反应、加成反应、加聚反应。【特别提醒】与原子利用率相似的几个概念：（1）纯度＝×100%（2）产率＝×100%（3）原料利用率＝×100%（4）转化率＝×100%分层提分分层提分题组A基础过关练1．（2021·湖南省选择考）下列有关湘江流域的治理和生态修复的措施中，没有涉及到化学变化的是（）。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2．2022年3月22日是“世界水日”，我国确定的“中国水周”的主题为“推进地下水超采综合治理，复苏河湖生态环境”，下列说法错误的是（）。A．工业废水需要处理达标后才能排放B．生活废水不含重金属污染物，因此可以直接排放C．经处理后的工业废水可以循环使用D．向废水中加入生石灰可降低重金属离子的含量3．（2022·杭州高一检测）北京2022年冬奥会采用X气体跨临界直冷制冰技术实现“水立方”到“冰立方”成功转换，体现低碳环保、绿色奥运理念。X气体是（）。A．NH3B．CH4C．CO2D．SO24．中央经济工作会议将碳达峰和碳中和列为主要任务之一，在此背景下，“新能源”“低碳”“节能减排”“绿色化学”等概念越来越受到人们的重视。下列说法不正确的是（）。A．太阳能、地热能、氢能均属于新能源B．低碳是指采用含碳量低的烃类作为燃料C．图中HCl的循环使用体现了“节能减排”思想D．用乙烷和氯气光照制取氯乙烷不是最理想的“原子经济性反应”5．下列垃圾或废弃物的处理不符合环保节约理念的是（）。A．废纸、塑料瓶、废铁回收再利用B．厨余垃圾采用生化处理或堆肥C．稻草、农膜和一次性餐具露天焚烧D．废电池等有毒有害垃圾分类回收6．（2021~2022学年北京房山区高一上期末）下图为某城市某日空气质量报告，下列叙述与报告内容不相符的是（）。A．该日空气首要污染物是PM2.5B．该市空气质量等级属于重度污染C．污染物NO2可能主要来源于机动车尾气D．CO、SO2均可导致酸雨7．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________（填字母，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”是曾经广泛使用的一种农药，它是由苯与氯气在催化剂、加热的条件下通过加成反应制得的，写出该反应的化学方程式：__________________。8．践行“绿水青山就是金山银山”理念，实现人与自然和谐共生。（1）下列做法会加剧雾霾天气的是_____（填字母）。a．禁烧秸秆b．潮汐发电c．燃煤供暖（2）下列污水处理的方法中只涉及物理方法的是_____（填字母）。a．活性炭吸附法b．氧化还原法c．中和法（3）下列措施不属于城市生活垃圾无害化处理的是_____（填字母）。a．封闭式焚烧b．露天堆放c．卫生填埋（4）处理含CO、SO2烟道气污染的一种方法是将其在催化剂作用下转化为单质S，发生反应的化学方程式为_________________________________。题组B能力提升练1．（2021·全国乙卷）我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年实现碳中和，这对于改善环境，实现绿色发展至关重要。碳中和是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是（）。A．将重质油裂解为轻质油作为燃料B．大规模开采可燃冰作为新能源C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染D．研发催化剂将CO2还原为甲醇2．（广东省深圳市光明区2023届高三上学期第一次模拟）化学与科技、生产、生活密切相关。下列说法不正确的是（）。A．使用可降解的聚碳酸酯塑料有利于减少白色污染B．采用风能、太阳能等洁净能源发电，有利于实现碳中和C．研究合适的催化剂可减少汽车尾气中有害气体的排放D．将废旧重金属盐的废液深度掩埋会减少环境污染3．（2022·唐山高一检测）某日的某地空气质量指数如图所示，下列说法中正确的是（）。A．O3属于非电解质B．SO2和CO均属于酸性氧化物C．机动车限行可减少雾霾的产生，雾霾不能产生丁达尔效应D．反应2NO2+2NaOH＝NaNO3+NaNO2+H2O中，NO2既是氧化剂又是还原剂4．（2022·辽宁大连高一下期末）臭氧已成为夏季空气污染的元凶，地表产生臭氧的机理如图所示，NA代表阿伏加德罗常数的数值。下列说法正确的是（）。A．反应①、②、③都是氧化还原反应B．16gO3和O2的混合气体，所含质子数为16NAC．0.5molNO2溶于水形成1L溶液，可得到0.5mol·L－1的硝酸溶液D．标准状况下，11.2L的NO和O2混合气体所含的原子数为NA5．（2020~2021学年浙江省绍兴市高一下期中）绿色化学实验是在绿色化学思想指导下的实验方法，以达到减少污染，防止浪费等。下列符合绿色化学实验的是（）。A．用铜与浓硫酸反应制取CuSO4，并用少量品红溶液吸收尾气B．将CO还原Fe2O3后的尾气直接排入空气中C．用CCl4完成萃取操作练习时，将溴水改成碘水D．将Zn和稀硫酸制H2后的废液倒入水槽后再清洗玻璃仪器6．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（）。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7．（2022·福建龙岩高一上期末）水污染问题是当前全世界关注的焦点问题。我们每一个人都应该自觉地保护水资源，防止污水的随意排放。比如，实验过程中产生的废水不能随意倒入下水道。已知某次化学实验后，回收的废液中可能含有K+、Cu2+、Ag+等离子。（1）为检验废水中是否含有Ag+，可以采用的试剂是________________。如果溶液中确实存在Ag+，加入试剂后，将观察到的现象是____________________________，反应的离子方程式为__________________________。（2）实验证明，废液中确实存在上述三种离子。为回收Cu、Ag两种金属，实验时可以分别加入过量的______和______（填物质名称），充分反应后，经过_________（填实验操作名称），可得到Cu和Ag。经过上述处理后的废水，进一步处理后即可以排放。8．烟道气中的NOx是主要的大气污染物之一，为了监测其含量，选用如下采样和检测方法。回答下列问题：实验步骤：①检验系统气密性；②加热器将烟道气加热至140℃；③打开抽气泵置换系统内空气；④采集无尘、干燥的气样；⑤关闭系统，停止采样。（1）A中装有无碱玻璃棉，其作用是____________。（2）C中填充的干燥剂是____________（填字母）。A．碱石灰B．无水CuSO4C．P2O5（3）装置D中的吸收液是____________（填字母）。A．NaOHB．稀硫酸C．水（4）步骤②加热烟道气的目的是____________。（5）若缺少步骤③，会使测试结果____________（填“偏高”“偏低”或“无影响”）。题组C培优拔尖练1．（湖南省郴州市2023届高三下学期2月模拟）2021年10月13日，联合国《生物多样性公约》第十五次缔约方大会通过《昆明宣言》，《宣言》承诺，确保制定、通过和实施一个有效的“2020年后全球生物多样性框架”，以扭转当前生物多样性丧失，并确保最迟在2030年使生物多样性走上恢复之路，进而全面实现“人与自然和谐共生”的2050年愿景。从化学角度，下列不利于实现该宣言的是（）。A．燃煤中添加石灰石，以消除SO2对环境的污染B．垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用C．禁止使用农药和化肥，保护水资源D．购物时使用布袋等代替塑料袋2．（2022·天津南开区高一检测）绿色化学最理想的“原子经济性反应”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物。以下反应最符合这一要求的是（）。A．硫化亚铜高温氧化的火法炼铜B．用铜作催化剂将乙醇氧化为乙醛C．铜和浓硝酸反应制硝酸铜D．镍作催化剂的条件下，苯与氢气发生加成反应生成环己烷3．如图所示是一种综合处理SO2废气的工艺流程，若每步都完全反应。下列说法正确的是（）。A．溶液B中发生的反应为2SO2+O22SO3