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25张ppt）

(共25张PPT)
第三节
环境保护与绿色化学
第八章 化学与可持续发展
1.了解常见的环境问题，认识保护自然环境对人类可持续发展的重要性。
2.了解绿色化学和原子经济的有关知识，加强环境保护意识并培养绿色化学的理念。
学习目标
情境导入
十八大以来，习近平总书记在多个场合强调，“绿水青山就是金山银山”。过去几十年来，中国经济社会发展取得历史性成就，但也承担了资源环境方面的代价。当下，人民群众对清新空气、清澈水质、清洁环境等生态产品的需求越来越迫切。
　 “环境就是民生，青山就是美丽，蓝天也是幸福”，习近平总书记这样指出。在他眼中，生态环境与人民生活质量息息相关。
1. 环境质量监测的意义
通过对污染物的 、 进行分析和测定，为 和 污染提供可靠的数据，是进行 和 的基础。
存在形态
含量
控制
消除
环境质量评价
污染治理
化学工作者主要任务
(1)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数据。
(2)承担的环境质量监测工作是进行环境质量评价和污染治理的基础。
化学与环境保护
2. 环境污染
（1）工业三废：
①废气：大气污染物主要来自 和工业生产过程中产生的 及其 。
②废水：含有复杂的成分，任意排放会导致 的污染。
③废渣：对废渣等固体废弃物的处理兼有 和 两个重要目的。
化石燃料燃烧
废气
携带的颗粒物
土壤、水源
减少环境污染
资源回收利用
化学与环境保护
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。
这些污染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，在一定的天气条件下会造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象。
次生污染物的形成示意图
（2）大气污染物与次生污染物
化学与环境保护
①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；
②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；
③停止氟氯代烷的生产和使用以保护臭氧层；
④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，改善室内空气质量等。
大气污染的治理措施
化学与环境保护
酸雨的形成
燃烧含硫的燃料
工业排出的废气
汽车尾气
……
NO
SO2
空气
阳光、尘埃
NO2
SO3
HNO3
H2SO4
酸雨
(pH＜5.6)
H2SO3
途径1：2NO＋O2 === 2NO2 、 3NO2＋H2O === 2HNO3+NO
途径3：SO2＋H2O === H2SO3、2H2SO3＋O2 === 2H2SO4
途径2：空气中飘尘的催化作用， 2SO2＋O2 === 2SO3 、 SO3＋H2O === H2SO4
催化剂
化学与环境保护
常见的工业废气
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
二氧化碳能造成温室效应，它是大气污染物吗
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,它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。包括颗粒物、硫氧化物、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、其他有害物质等。
化学与环境保护
①主要污染物：a. 重金属、酸、碱、盐等无机化合物；b. 耗氧物质、石油和难降解的有机物以及含磷洗涤剂等；c. 农药等。
②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
（3）化学与“污水”处理
化学与环境保护
污水的处理方法
常用的污水处理方法：
污水处理的常用化学方法
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、硫酸亚铁等 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
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 、 、 和
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。
物理
生物
微生物
化学沉淀法
氧化还原法
离子交换法
反渗透法
化学与环境保护
（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。
乱扔垃圾
（5）化学与“废渣”及生活垃圾
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
化石燃料的燃烧和工业生产
农业生产和
日常生活中
环境污染
大气污染
水污染
土壤污染
工业“三废”
废气
废水
废渣
农药、化肥、生活污水
废气和颗粒物
农药、化肥、生活污水
化学与环境保护
环境问题 主要污染物 主要危害
酸雨(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（皮肤癌）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
常见环境问题
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
PM2.5 直径小于或等于2.5微米颗粒物 污染空气，形成雾霾天气，增加交通事故，危害人体健康
常见环境问题
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（没有副产物），这时原子利用率为100%。（加成、加聚、化合）
原子利用率=
期望产物的总质量
生成物的总质量
×100%
绿色化学
1. 绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是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。
反应过程
反应产物
反应物
安全的生产工艺
提高能源的利用率
无毒、无害原料可再生资源
应用无毒、无害的催化剂
环境友好产品（安全、可降解和再利用）
应用无毒、无害的溶剂
原子经济性反应
高选择性反应
绿色化学
以乙烯为原料生产环氧乙烷，过去主要使用的是氯代乙醇法，包括以下两步反应：
CH2=CH2＋Cl2＋H2O→ClCH2CH2OH＋HCl
2ClCH2CH2OH＋Ca(OH)2→ ＋CaCl2＋2H2O
总的反应可表示为
CH2=CH2＋Cl2＋Ca(OH)2→ ＋CaCl2＋H2O
现代石油化工采用银作催化剂，可以实现一步完成：
思考与讨论
绿色化学
(1)两种生产工艺的原子利用率分别为______，______。
(2)列出原子利用率为100%的化学反应类型及其实际例子的方程式_____________________________，_______________________。
(3)原子利用率与产率是否相同？________(填“是”或“否”)。
绿色化学
开发和利用自然资源遵循的原则
减量化(Reduce) 减少原料、节约能源
再利用(Reuse) 如催化剂、反应载体
再循环(Recycle) 物质循环、能量循环
绿色化学
1. “绿水青山就是金山银山”。下列做法不利于保护环境的是（ ）
A. 推广使用电动汽车等低碳交通工具
B. 推广垃圾分类，电子设备以旧换新
C. 用生物方法脱除生活污水中的氮和磷
D. 加大铅酸蓄电池、含汞锌锰等电池的生产
D
课堂练习
2. 下列关于绿色材料叙述不正确的是（ ）
A. 再生纸、再生塑料、再生金属等是利用固体废物制造、再生循环制备和使用的循环材料
B. 尾气催化剂可把汽车尾气中的有害气体 NOx、CO、碳氢化合物转化为 N2、CO和 H2O，此催化剂是一种净化材料
C. 太阳能、风能、水能、潮汐能和地热均为洁净能源
D. 建筑材料中的墙体和水泥来源于土地，是绿色建材
D
课堂练习