化学人教版（2019）必修第二册8.3环境保护与绿色化学 课件（共28张ppt）

(共28张PPT)
第八章 化学与可持续发展
第三节 环境保护与绿色化学
新课引入
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。
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。
人类生活及工农业发展产生污染
新课引入
利用化学科学守护绿水青山
化学与环境保护
煤的综合利用
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。
环境监测
化学与“三废”污染
化学与环境保护
煤的综合利用
大气污染
化石燃料
SO2
酸雨
雾霾
光化学
烟雾
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。
次生污染物的形成
工厂排放浓烟
化学与环境保护
煤的综合利用
大气污染
酸雨、光化学烟雾都是次生污染物
化学与环境保护
煤的综合利用
大气污染
工厂尾气 主要成分 处理方式
硫酸厂尾气 SO2、O2、N2等 一般用氨水吸收
硝酸厂尾气 NO、NO2、N2、O2等 一般用NaOH溶液吸收
高炉煤气 CO、CO2、N2等 一般回收利用
炼钢烟气 Fe2O3烟尘、CO等 一般回收利用
焦炉气 H2、CH4、CO、CO2、C2H4、N2等 可用作燃料
化学与环境保护
煤的综合利用
思考与讨论
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。请举例说明这些方法所依据的化学反应和反应类型。
化学与环境保护
煤的综合利用
硫酸型酸雨及治理
形成原理：
治理：
化学与环境保护
煤的综合利用
硝酸型酸雨及治理
形成原理：
治理：
①碱液吸收
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
②催化转化：2NO2＋4CO N2＋4CO2
2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===HNO3＋NO
化学与环境保护
煤的综合利用
大气污染治理措施
通过改善燃料质量、改进燃烧裝置和燃烧技术、改进排烟设备、发展洁净煤技术降低燃煤在能源结构中的比例等措施，减少煤等化石燃料燃烧产生的污染；
通过推广使用无铅汽油、在汽车尾气系统中安装催化转化器、使用燃料电池、乙醇汽油作为汽油代用品、发展电动车等措施，减少汽车等机动车尾气污染；
停止氟氯代烷的生产和使用以保护臭氧层；
通过合理使用煤气、石油气或天然气等家用燃料、使用合格的环保型建筑材料和装饰材料、禁止在公共场所吸烟等措施降低CO、CO2、NO、NO2、SO2、尼古丁、甲醛、苯及其同系物、氡等污染物含量，改善室内空气质量
化学与环境保护
煤的综合利用
水体污染
主要污染物：①重金属、酸、碱、盐等无机化合物；②耗氧物质、石油和难降解的有机物以及含磷洗涤剂等；③农药等。
水污染现象：水的自净能力下降，水质浑浊、发黑、臭；赤潮、水华、水俣病等。
水华
赤潮：浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集
化学与环境保护
煤的综合利用
水体污染
常用的污水处理方法：
物理法
生物法
化学法
化学方法 添加试剂 反应原理
混凝法 明矾、硫酸亚铁 Al3+＋3H2O Al(OH)3(胶体)＋3H+，生成的胶体吸附水中悬浮物
中和法 熟石灰、硫酸 加碱中和酸，或加酸中和碱，如
Ca(OH)2+H2SO4 === CaSO4↓+2H2O
沉淀法 Na2S、H2S等 加沉淀剂使金属离子形成沉淀而除去，如除Hg2+：
Hg2++S2- === HgS↓
氧化还原法 氧化剂或还原剂 如用Cl2处理电镀废水
化学与环境保护
煤的综合利用
水体污染
化学与环境保护
煤的综合利用
水体污染
用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。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。
经二级处理后的水一般可以达到国家规定的排放标
可用于绿化和景观用水
污水处理流程
化学与环境保护
煤的综合利用
思考与讨论
含氮、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊和近海水域，会出现水华、赤潮等水体污染问题。你认为在城市和农村出现的这种水体污染各有什么特点 请查阅资料，了解有关的污染及治理情况，并与同学交流。
化学与环境保护
煤的综合利用
思考与讨论
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）的迅猛生长所导致，使得水一般呈蓝色或绿色或者红色。水华导致水体严重缺氧，鱼虾大量死亡。
含氮、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊和近海水域，会出现水华、赤潮等水体污染问题。所以我们合理施肥、并推广使用无磷洗衣粉。
化学与环境保护
煤的综合利用
固体废弃物污染
处理原则： 、 和 ，达到减少环境污染和资源回收利用两个目的。
无害化
减量化
资源化
化学与环境保护
煤的综合利用
六大环境问题及其危害
环境问题 主要污染物 主要危害
酸雨(雨pH<5.6) SO2及氮氧化物(NOx) 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
温室效应 CO2、CH4 造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小
臭氧空洞 氟氯代烃、氮氧化物(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、氮氧化物(NOx) 刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡
化学与环境保护
六大环境问题及其危害
环境问题 主要污染物 主要危害
白色污染 难降解的废弃塑料 在土壤中影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产；易被动物当成食物吞入，导致动物死亡；混入生活垃圾中难处理、难降解
赤潮(海水中)和水华(淡水中) 废水中含N、P等营养元素 水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水质腐败变质、变臭，水生生物因缺氧而死亡
化学与环境保护
煤的综合利用
绿色化学
化学与可持续发展
自然资源
化学变化
获得有用物质
获得能量
综合利用自然资源
环境保护
人
自然
▲
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化学与环境保护
煤的综合利用
绿色化学
核心：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。
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%
化学与环境保护
煤的综合利用
绿色化学
原子经济性反应
高选择性反应
反应物
无毒无害原料
可再生资源
反应过程
安全的生产工艺
提高能源的利用率
应用无毒无害的溶剂
应用无毒无害的催化剂
产物
环境友好产品
（安全、能降
解、可再利用）
绿色化学应用于科学研究
化学与环境保护
煤的综合利用
绿色化学——原子经济
三、绿色化学
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%。
原子利用率为100%的化学反应类型:
化合反应、加成反应、加聚反应
原子利用率=
期望产物的总质量
生成物的总质量
×100%
化学与环境保护
煤的综合利用
思考与讨论
化学与环境保护
煤的综合利用
思考与讨论
两种方法的原子利用率 ：
方法一为：
25.43%
方法二为：
100%
方法一：反应物Cl2和Ca(OH)2对环境及设备有很大的污染性和腐蚀性，生产工艺分二步，产率和原子利用率低，成本高，反应的选择性低，产物中有大量的非期望物质。
方法二：反应物中O2无毒无污染、生产工艺简单，原子利用率为100%，催化剂选择性高、产率高、成本低，因此方法二更优。
化学与环境保护
煤的综合利用
绿色化学污染控制化学
绿色化学涉及有机合成、催化、生物化学、分析化学等学科，内容广泛。绿色化学倡导用化学的技术和方法减少或停止使用那些对人类健康、社会安全、生态环境有害的原料、催化剂、溶剂和试剂等。
绿色化学与污染控制化学不同。污染控制化学是对已被污染的环境进行治理的化学技术与原理。绿色化学的理念是使污染消除在产生的源头,使整个合成过程和生产过程对环境友好,不使用有毒、有害的物质，不产生废物，这是从根本上消除污染的对策。由于在始端就采用预防污染的科学手段，故过程和终端均为零排放或零污染。世界上很多国家已把“化学的绿色化”作为新世纪化学进展的主要方向之一。
本节小结
煤的综合利用