8.3+环境保护与绿色化学-2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第三节环境保护与绿色化学第八章化学与可持续发展人类和其他生物生存的生物圈与大气圈、水圈和岩石圈不断地进行着物质和能量的交换，共同构成了地球生态系统。

主要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环境问题

主要环境问题：工业“三废”绿

水

青

山

就

是

金

山

银

山一、化学与环境保护1.环境质量监测的意义(1)环境监测通过对污染物的存在形态、含量进行分析和测定，为控制和消除污染提供可靠的数据。化学工作者所承担的环境质量检测工作是进行环境质量评价和污染治理的基础。(2)环境质量监测的意义（1）工业生产需要大量的原料，消耗大量的能源，在得到所需产品的同时产生了大量废气、废水和废渣（简称“三废”），处理不当就会污染环境。化学在“三废”治理方面发挥着重要的作用。2.化学与“三废”污染废气（化学燃料燃烧及工厂废气）废水（工业废水、生活废水等）废渣（工业垃圾、生活垃圾等）⑵大气污染物与次生污染物形成雾霾、酸雨、光化学烟雾等现象化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物，在太阳辐射等因素作用下，经过复杂变化形成次生污染物，在一定天气条件下会造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象。空气质量日报（AQI）：主要内容包括“空气污染指数”“空气质量级别”“首要污染物”等。目前计入空气污染指数的项目主要是SO2、NO2、和PM2.5等。思考与讨论（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。主要采取的措施有哪些呢？①减少或消除原料煤中存在的有害元素硫的措施：a.采用原煤脱硫技术、降低原煤的含硫量；b.改进燃烧装置和燃烧技术，提高燃烧效率，减少SO2的排放。②减少或消除煤燃烧或工业尾气产生的SO2的措施:用Ca(OH)2、氨水等碱液吸收。A.“废气”处理四种常见的SO2尾气处理方法方法一：钙基固硫法为防治酸雨，工业上常用生石灰和含硫的煤混合后燃烧，燃烧时硫、生石灰、O2共同反应生成硫酸钙，从而使硫转移到煤渣中，反应原理为方法二：氨水脱硫法该脱硫法采用喷雾吸收法，雾化的氨水与烟气中的SO2直接接触吸收SO2，其反应的化学方程式为2NH3＋SO2＋H2O===(NH4)2SO3，2(NH4)2SO3＋O2===2(NH4)2SO4。(或生成NH4HSO3，然后进一步氧化)方法三：钠碱脱硫法钠碱脱硫法是用NaOH/Na2CO3吸收烟气中的SO2，得到Na2SO3和NaHSO3。方法四：双碱脱硫法先利用烧碱吸收SO2，再利用熟石灰浆液进行再生，再生后的NaOH碱液可循环使用，化学反应原理为①吸收反应：2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O，2Na2SO3＋O2=2Na2SO4。②再生反应：Na2SO3＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋2NaOH，Na2SO4＋Ca(OH)2===CaSO4↓＋2NaOH。常见的NOx尾气处理方法①碱液吸收法工业尾气中的NOx常用碱液吸收处理，NO2、NO的混合气体能被足量烧碱溶液完全吸收的条件是n(NO2)≥n(NO)。②催化转化法在催化剂、加热条件下，氨可将氮氧化物转化为无毒气体(N2)，或NOx与CO在一定温度下催化转化为无毒气体(N2和CO2)。一般适用于汽车尾气的处理。碳中和2020年9月，我国作出对于全球减排具有里程碑意义的承诺：2060年实现碳中和。碳中和是指直接或间接产生的温室气体排放总量，通过植树造林、节能减排、碳捕集与封存等形式，抵消自身产生的二氧化碳排放量，实现二氧化碳“零排放”。B.“废水”处理工农业生产和生活中产生的污水往往含有复杂的成分，任意排放会导致土壤和水体的污染，必须经过多步处理才能达到排放标准。“废水”处理①常用处理方法:物理法、化学法和生物法等。②具体方法利用胶体吸附性，聚沉除去杂质离子

③污水的三级处理：一级处理二级处理三级处理可排放的水目的：除去不溶解的污染物目的：除去可降解的有机污染物目的：对污水进行深度净化方法：物理法方法：化学法、生物法方法：氧化还原法、化学沉淀法、离子交换法、反渗透法等一级处理通常采用物理方法，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。

③污水的三级处理：一级处理二级处理三级处理可排放的水目的：除去不溶解的污染物目的：除去可降解的有机污染物目的：对污水进行深度净化方法：物理法方法：化学法、生物法方法：氧化还原法、化学沉淀法、离子交换法、反渗透法等二级处理采用生物方法（又称微生物法）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污水的三级处理：一级处理二级处理三级处理可排放的水目的：除去不溶解的污染物目的：除去可降解的有机污染物目的：对污水进行深度净化方法：物理法方法：化学法、生物法方法：氧化还原法、化学沉淀法、离子交换法、反渗透法等三级处理主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透法等，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。处理流程C、废渣治理工业废渣和生活垃圾等固体废物的处理应遵循无害化、减量化和资源化的原则，达到减少环境污染和资源回收利用这两个重要目的。①无害化垃圾焚烧处理、垃圾卫生填埋、废电池的特殊处理②减量化在产品设计、制造、流通和消费过程中采用合理措施减少废物量③资源化回收废弃塑料、废玻璃的回收利用【科学视野】常见环境问题及危害环境问题主要污染物主要危害温室效应CO2、碳氢化合物造成全球气候变暖，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空洞氟氯代烷、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【科学视野】常见环境问题及危害绿色化学→也称环境友好化学二．绿色化学

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。1、核心思想原子经济性反应高选择性反应环境友好产品（安全、可降解和再利用）无毒、无害原料可再生资源反应物反应过程反应产物2、绿色化学示意图安全的生产工艺提高能源的利用率应用无毒、无害的催化剂应用无毒、无害的溶剂3、“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，这时原子利用率为100%。也就是说在化学反应过程中不产生任何废弃物。化学反应的原子经济性好坏是用原子利用率来衡量的。纯度＝

×100%纯净物质量样品(混合物)的质量原子利用率＝

×100%期望产物的总质量生成物的总质量产率＝

×100%实际产量理论产量转化率＝

×100%已反应的反应物的量反应总量思考与讨论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＋O22(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_______。100%思考与讨论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＋O22(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_______