《8.3 第三节 环境保护与绿色化学》课件

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第二节 环境保护与绿色化学
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 鉴定，提供可靠的分析数据。 ②治理工业三废（废__水___、_废__气__、_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。
B.破坏臭氧层的主要物质是氟氯烃等物质
C.CO能与血红蛋白形成稳定的化合物，降低血液输入氧的能力
D.酸雨主要是雨水与SO3或SO2反应，最终形成的H2SO4、还有少 量的NO2及CO2和水反应生成的HNO3与H2CO3造成的
解析：A温室效应是CO2浓度增高所致。D中含硫的物质燃烧生 成SO2，SO2在一些催化剂作用下生成SO3，SO3被水吸收成 H2SO4或SO2与水反应生成H2SO3，H2SO3再被氧化成H2SO4。空气 中NO2（汽车尾气）与H2O反应生成HNO3或NO和O2，水反应生成 HNO3。
环境污染的分类： 按环境要素：分大气污染、水体污染、土壤污染。 按人类活动分：工业环境污染、城市环境污染、农业环境污 染。 按造成污染的性质、来源分：化学污染、生物污染、物理污 染（噪声、放射性、热、电磁波等）、固体废物污染、能源 污染。
硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物质 。工业上常利 用它们与一些廉价易得的化学物质发生反应加以控制、消 除或回收利用。请举例说明这些方法的化学反应原理和类 型。
光化学
碳氢化合物、
刺激人体器官，特别是人的 呼吸系统，使人生病甚至死
环境问题 主要污染物
主要危害
①在土壤中影响农作物吸收
水分和养分，导致农作物减
白色污染
废弃塑料制 品
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
（2）绿色化学的核心：利用化学原理从源头上减少或 消除工业生产对环境的污染，即预防污染优于治理污 染。 （3）原子经济性反应：按照绿色化学的原则，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，这时原子利用率为100%。
【思考·讨论】 为减少和消除煤炭燃烧产生的SO2，人们向煤炭中加入 生石灰作为固硫剂，你知道其反应原理是什么吗？ 提示：CaO+SO2 CaSO3；2CaSO3+O2 2CaSO4， 总反应式：2CaO+2SO2+O2 2CaSO4。
酸雨是指PH≤5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸， 属于严重的大气污染现象，会区域性或随风漂移形成对 土壤肥力、森林、水生动植物和建筑物等的大范围危害。 酸雨主要是由化石燃料的燃烧、金属矿物的冶炼、生产 和使用硫酸、硝酸的工厂等排放的硫氧化物和氮氧化物 所造成的。
利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进而控制酸雨等危害。 例如：针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点，主 要采取燃料预脱煤、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施，用 CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脱硫。
4．固体废弃物的处理 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。
二、绿色化学 1．“绿色化学”可以诠释为环境友好化学，它的核心 内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消 除使用和产生有害物质。它研究对环境没有任何副作 用的化学试剂、化学制品和化学工艺。
乙烯生产环氧乙烷
以乙烯为原料生产环氧乙烷，经典的方法是氯代乙醇法，包 括以下两步反应：
原子利用率=25.4%
原子利用率=100%
你学过的无机反应基本类型和有机反应的类型中，哪些反应 类型符合绿色化学的理念？
答案：无机反应中的化合反应、有机反应中的加成反应和 加聚反应。
美化环境 从我做起
1.“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应， 尽可能减少对环境的负作用。下列化学反应，不符合绿色化
赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚 集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是红色 的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜 色。
绿色化学理念(防治优于治理)
核心：改变“先污染后治理”的观点和做法。又称为“环境 无害化学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。 从学科观点看：是化学基础内容的更新。（改变反应历程） 从环境观点看：强调从源头上消除污染。（从一开始就避免 污染物的产生） 从经济观点看：它提倡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） 热点：原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产 物，原子利用率为100%
【案例示范】
【典例】以下是与绿色化学、环境保护和人类健康息 息相关的三个主题，请根据已知信息回答下列问题： （1）下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是 ________（填字母）。 A．CH2＝CH2+HCl→CH3CH2Cl B．CH3CH2OH+HCl 催化剂 CH3CH2Cl+H2O
CaO+SO2====CaSO3 2CaSO3+O2=8=00=℃=2CaSO4 SO2+2NH3+H2O=8=00=℃=(NH4)2SO3
再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制，其中的氮氧 化物还是光化学污染的主要成因，它比硫氧化物的消除难 度大，一般采用CH4、H2、NH3等在Pt、Pd等催化作用下是氮 氧化物还原，转化为N2、CO2、H2O等无害气体。
提示：观点错误。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。 CO2参与光合作用，所以CO2还是有一定作用的。当然， 为减少温室效应，可以适当减少CO2的排放。
3．污水的处理方法 （1）常用的污水处理方法有_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__、
400~500℃
CH4+Biblioteka BaiduNO2===P=t ==4NO+CO2+2H2O
CH4+4NO4=0=0P=~t5=0=0℃=2N2+CO2+2H2O
水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养化引 起藻类(如蓝藻 、绿藻、硅藻等)的迅猛生长，水一般呈蓝 色或绿色。
淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻 毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢 产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健 康和生存。
环境问题 主要污染物
主要危害
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．绿色化学 （1）绿色化学的含义：绿色化学的目的在于不再使用 有毒、有害的物质，不再产生废物。 ①从科学观点看，它是化学科学基础内容的更新。 ②从环境观点看，它强调从源头上消除污染。
③从经济观点看，它提倡合理利用资源和能源，降低 生产成本。
2．绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和 消除工业生产对环境造成的污染。按照绿色化学的原 则，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____________（即没有副
反应，不生成副产物，更不能产生废弃物），这时原子 利用率为100%。
2．大气污染 （1）污染物主要来源：除了自然因素外，大气污染物主 要来自__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。
（2）次生污染物的形成
【微思考】CO2能引起温室效应，故CO2属于大气污染 物之一，所以应最大限度地杜绝CO2的排放。这种观 点对吗？
C中有污染物SO2放出，不符合“绿色化学”的概念。
2.保护环境是每一个公民的责任，下列做法：①推广使用无
磷洗涤剂；②城市生活垃圾分类处理；③推广使用一次性木
质筷子；④推广使用清洁能源；⑤过量使用化肥、农药；⑥
推广使用无氟冰箱。其中有利于保护环境的是（ C ）
A．①②④⑤
B．②③④⑥
C．①②④⑥
D．③④⑤⑥
绿色化学示意图
安全的生产工艺
反应物 无毒无害原料 可再生资源
反应过程
原子经济性反应 高选择性反应
提高能源的利用率
反应产物
环境友好产品（安全、 能降解、可再利用）
应用无毒无害的催化剂
应用无毒无害的溶剂
按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济“就是反应物的 原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。
【情境·思考】 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毒气体CO2和N2，这种 尾气处理的方法符合绿色化学的概念吗？
提示：绿色化学的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。而此处理污染方式是 被动地治理污染，不符合绿色化学的概念。
_沉__淀__法__等。
（3）污水处理的流程 ①一级处理：通常采用_物__理__方法，即用格栅间、沉淀 池等除去污水中不溶性的污染物。经一级处理后的水 一般达不到排放标准，一级处理作为预处理。
②二级处理：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。经二级 处理后的水一般可以达到国家规定的排放标准。 ③三级处理：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。经三级处理后水可用于绿化和景观用水等。
二、环境保护与绿色化学 1.环境：主要是指人类的生存环境。 2.环境问题：主要是指由于人类不合理开发和利用自然资源 而造成生态环境的破坏，以及工农业生产和人类生活所造成 的环境污染问题。 3.环境污染：人类排放的污染物质超过了环境的自净能力， 引起环境质量发生不良变化从而危害人类健康和生存的现象。 因此，要随时进行环境监测！！！ 如：水华、赤潮、酸雨、光化学烟雾……
知识点 常见环境问题与绿色化学 【重点释疑】 1．常见环境问题
环境问题 主要污染物
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
学概念的是（ C ）
A.消除硫酸厂尾气排放；SO2＋NH3＋H2O=(NH4)2SO3 B.消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染
NO2＋NO＋NaOH =2NaNO2＋H2O C.制CuSO4；Cu＋2H2SO4(浓)=CuSO4＋SO2↑＋2H2O D.制CuSO4；2Cu＋O2=2CuO；CuO＋H2SO4(稀)=CuSO4＋H2O
3.绿色化学的目标是（ B ）
A.减少对环境的污染
B.防患于未然，最终杜绝化学污染源
C.设计对人类健康和环境更安全的化合物
D.研究变换基本原料和起始化合物
绿色化学的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。
4.空气污染下列叙述错误的是（ C ）
A.温室效应是CO具有增高地球温度的效应造成的
第三节 环境保护与绿色化学
一、环境保护 1.在环境问题面前，化学工作者所面临的重要问题在环境问题 日益突出的今天，化学工作者所承担的环__境__质__量____的检测是进 行_环__境__质__量__评__价____和____污__染__治__理______的基础。 的生产工艺。 2.化学在三废治理过程中的重要作用。 3.污水的处理方法常有的有_物__理__法_____、 __化__学__法____和 __生__物__法____等 4.工业废渣和生活垃圾等固体废弃物的处理应遵循__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 收这两个重要目的。