【苏教版】高中化学选修2 专题六 从污染防治到绿色化学 教学课件+同步训练(打包4份)

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名称 【苏教版】高中化学选修2 专题六 从污染防治到绿色化学 教学课件+同步训练(打包4份)
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资源类型 教案
版本资源 苏教版
科目 化学
更新时间 2015-05-21 16:46:11

文档简介

第一单元 环境污染的化学防治
(时间:30分钟)
考查点一 煤的脱硫处理
1.你认为减少酸雨产生的途径可采用的措施是 (  )。
①少用煤作燃料 ②把工厂烟囱造高 ③燃料脱硫 ④在已酸化的土壤中加石灰 ⑤开发新能源
A.①②③ B.②③④⑤
C.①③⑤ D.①③④⑤
解析 酸雨的形成是工业生产过程中大量矿物燃料使用,使空气中SO2和氮氧化物气体较多,与降水结合产生HNO3、H2SO4、H2SO3。减少酸雨产生的措施关键是降低SO2的排放量。可以减少矿物燃料的使用,开发新的洁净能源,对燃料进行脱硫等等,而加高烟囱只是“降低了地表SO2”的浓度,在已酸化的土壤中加石灰只是克服土壤过多酸性,均与SO2的排放量无关。
答案 C
2.下列措施不符合节能减排的是 (  )。
A.大力发展火力发电,解决广东电力紧张问题
B.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水
C.用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫,并回收石膏
D.用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气,作家庭燃气
解析 本题考查能源、环保等热门话题。火力发电,成本高也不环保,不符合节能减排的要求,A错。利用太阳能可减少SO2、CO2排放,保护环境、节约能源,B正确。将煤脱硫,可防止SO2产生,石膏可回收,环保经济,C正确。沼气是可再生能源,变废为宝,符合节能减排的要求,D正确。
答案 A
3.洁净煤技术(Clean Coal Technology,简称CCT)的含义是:旨在减少污染和提高效率的煤炭加工、燃烧、转化和污染控制等新技术的总称。下列措施不属于洁净煤技术的是 (  )。
A.溶剂萃取脱硫法
B.煤的气化(产物主要为CO和H2)
C.借助高温和催化剂的作用,使煤裂解成小分子的烃类液体燃料
D.煤的直接燃烧
解析 洁净煤技术涉及四个领域煤炭加工、煤炭高效洁净燃烧、煤炭转化、污染排放控制与废弃物处理。煤的直接燃烧会产生二氧化硫等污染性气体。
答案 D
4.(江苏南通)温家宝总理在2010年政府工作报告中提出,要大力开发低碳技术,推广高效节能技术,积极发展新能源和可再生能源。下列有关做法与此不相符的是 (  )。
A.大力开发丰富的煤炭资源,减少对石油的依赖
B.回收废弃的饮料包装纸,制作成公园内的休闲长椅
C.在西部和沿海地区兴建风力发电站,解决能源问题
D.鼓励购买小排量汽车,推广电动、混合动力汽车
解析 开发煤炭资源,与低碳技术、高效节能技术不符,A选项错误。
答案 A
5.2009年12月在丹麦首都哥本哈根召开了世界气候大会,商讨《京都议定书》一期承诺到期后的方案,即2012~2020年的全球减排协议,大会倡导“节能减排”和“低碳经济”的绿色环保主题,中国宣布了2020年二氧化碳排放量下降40%~45%的减排目标。下列不符合这一主题的是 (  )。
A.自备购物布袋,不用塑料方便袋
B.开发新能源,如太阳能、风能等,减少对化石能源的依赖
C.推广煤的气化、液化技术,提供清洁燃料和化工原料
D.给汽车安装尾气处理器
解析 化石能源的燃烧会产生污染,开发新能源是未来的方向,太阳能、风能等都是绿色能源,故B项“开发新能源,如太阳能、风能等,减少对化石能源的依赖”符合绿色环保主题。煤的气化、液化是减少一氧化碳的排放量、提高燃料利用率的有效方法之一,因此C项“推广煤的气化、液化技术,提供清洁燃料和化工原料”符合“节能减排”和“低碳经济”的主题。汽车尾气是造成环境污染的重要原因之一,我们应大力提倡使用电动车,所以D项“给汽车安装尾气处理器”不符合“节能减排”和“低碳经济”的主题,故本题正确选项为D项。
答案 D
考查点二 垃圾资源再生利用
6.下列说法不正确的是 (  )。
A.天然气是气体,它不属于化石燃料
B.反应物的总能量就是反应物的总热量
C.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体
D.煤转化为煤气后燃烧,可以提高燃烧效率
解析 煤、石油、天然气等都是古代动植物遗体埋于地下深处,并在地壳中经过一系列非常复杂的变化,亿万年才形成的非再生资源,它们都是化石燃料,所以A错。反应物的总能量是无法测得其绝对值的,只有变化过程中才会有相对的增加或减少,而热量就是指在变化过程中的相对改变量,所以B错。化石燃料的主要组成元素是C和H,另外也有少量N、S等, 所以在燃烧过程中除了主要生成CO2和H2O外,还有一定量污染环境的CO、SO2、NO等有害气体,所以C正确。煤经过液化或气化后,增大了与空气的接触面积,可充分燃烧,提高燃烧效率,所以D正确。
答案 AB
7.目前测定空气中SO2含量主要用氧化还原反应。已知SO2气体与酸性KMnO4溶液反应时,MnO被还原为Mn2+,SO2被氧化成SO。为测定某地方的空气中SO2和可吸入颗粒的含量,甲同学设计了如下图所示的实验装置:
①其中:或表示密闭容器;表示气体流速管(单位时间内通过气体的体积恒定,且无除尘和吸收气体作用);表示棉花;颗粒吸附剂可以吸收可吸入的颗粒;―→表示气体的流向。
②酸性KMnO4溶液体积为200 mL,浓度为0.1 mol·L-1。
回答下列问题:
(1)配制200 mL 0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液,需用到的仪器按使用的先后顺序依次有________、________、________、玻璃棒、________、________。玻璃棒的作用是
____________________________________________________________。
(2)写出并配平测定SO2含量的离子方程式:
________________________________________________________________。
(3)实验中棉花的作用是
______________________________________________________________;
若要测定空气中可吸入颗粒的含量(g·L-1),还需要测出的数据是________。
(4)乙同学按照同样的方法测量空气中SO2的含量,所测得的数值总是比实际含量偏低,最可能的原因是(假设溶液配制、称量或量取及各种读数均无错误):
_______________________________________________________________。
解析 (1)配制200 mL 0.1 mol·L-1酸性KMnO4溶液属于用固体溶质配制一定浓度的溶液,故需托盘天平、药匙、烧杯、200 mL容量瓶、胶头滴管等,在配制溶液过程中玻璃棒在溶解过程中用于搅拌加速溶解,转移溶液时起引流作用。
(2)SO2SO,MnOMn2+。由电子守恒、电荷守恒和元素守恒的次序即可配平方程式。
答案 (1)托盘天平 药匙 烧杯 200 mL容量瓶 胶头滴管 搅拌和引流 (2)5SO2+2MnO+2H2O===5SO+2Mn2++4H+
(3)防止可吸入颗粒堵塞导气管或进入酸性高锰酸钾溶液中,使测量质量不准 吸收前后颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量(或将装置用编号表示回答,或答颗粒吸附剂、棉花、盛放容器的总质量的增加值)
(4)通入气流速率过快,二氧化硫未和酸性高锰酸钾溶液充分反应就已经被排出
课件23张PPT。第一单元 环境污染的化学防治1.白色污染指什么带来的污染?
提示 塑料制品
2.工业生产带来的“三废”指什么?
提示 废气、废水、废渣 1.了解进行环境污染化学防治的目的和重要性。
2.通过复习,了解化工生产中三废的处理途径和方法。
3.了解煤脱硫处理的目的与主要途径。
4.认识固体废弃物处理的基本思路、基本方法。
1. 燃煤造成的污染
煤燃烧热效率低,燃烧过程中排放出大量废气,其中的
及 对环境污染严重。
2.煤脱硫处理的目的
防止煤燃烧排放的SO2等有害气体污染环境。
3.煤的脱硫处理的主要工艺
(1)采用“流化床”燃烧技术,在煤燃烧的同时进行脱硫处理。SO2NOx把煤和    (如 )加入锅炉燃烧室,使煤与空气在流化过程中充分混合、燃烧,石灰石在 存在条件下与 反应生成硫酸钙,起 作用。这种方法脱硫率高。反应方程式为

(2)实施煤炭燃烧后的烟气净化技术。
对煤炭燃烧产生的烟气进行 、 和 处理。烟气脱硫过程中发生的反应方程式为 。
石灰石二氧化硫固硫除尘脱硫脱氮脱硫剂氧气Ca(OH)2+SO2===CaSO3+H2O(3)使用微生物脱硫技术。
微生物脱硫过程所发生的反应中,FeS2最终被 氧化,转化为 从煤炭中分离出去。
煤炭中还有些硫元素以有机物形式存在,人们正研究利用微生物的 作用,使之最终转化为 除去。氧气硫酸降解硫酸
1. 固体废弃物的危害
当今社会,固体废弃物的污染日益严重。任意堆放垃圾既
、 ,又 、 和 ,危害人的身心健康。含有 、放射性等有害物质的工业废弃物,危害更为严重。
2.垃圾的分类收集
(1)目的:要使固体废弃物 ,首先必须对固体废弃物进行 和 。
(2)分类收集的方法:将固体废弃物分为: 、
、 、其他垃圾等。浪费资源占用土地污染空气水体地下水易燃、易爆、致毒、致病分类收集处理可回收垃圾厨余垃圾电池资源化
1. 产生沼气的发酵过程
有机物在沼气菌的作用下,一部分被彻底氧化,分解为
,一部分被还原为 。沼气菌能以二氧化碳作碳源,还能以甲酸、乙酸为原料生成甲烷。研究认为,在发酵过程中,难溶解的有机化合物先被水解转化为可溶解的 ,再经发酵转化为 ,最后由有机酸发酵产生甲烷。二氧化碳甲烷有机物有机酸2.沼气池中残渣、残液的应用
沼气池生产的沼气用做燃料,残渣(沼渣)中除了含有丰富的
等常量元素外,还含有对作物生长起重要作用的 等微量元素,是一种非常好的有机肥。
发酵残留的液体(沼液)中含有多种成分。有些成分对病菌有明显的抑制作用,有的可以 。
氮、磷、钾硼、铜、铁、锌杀灭害虫 环境污染怎样防治?
提示 对煤进行脱硫处理,使固体废弃物资源化等。
为什么电池要单独回收?
提示 电池中的电解液含有重金属离子,有剧毒,防止污染水源和土壤。【慎思1】【慎思2】 垃圾分类处理的方法有哪些?
提示 ①可直接利用。
②可作为原材料使用。对于无法直接利用的垃圾,经归类、分解,可以作为原料使用(如废弃金属制品可回收冶炼,玻璃制品、废书报、纸张、废塑料可回收作为原料使用)。这种处理方法的缺点是耗费能源,处理过程可能造成新的环境污染,而且通常只能制成较为低级的产品。
③垃圾的无害化处理。大部分难以直接利用的生活垃圾可用于生产沼气或填埋、焚烧。城市垃圾中含塑料、纸类,果皮等有机物可燃成分,我们可以利用垃圾来建立“垃圾发电厂”,还可以把垃圾加工成燃料以及其他化工产品。【慎思3】 沼气池产生沼气的原料和条件有哪些?
提示 水生植物、油料作物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等物质中蕴含着丰富的生物质能(biomass energy),人们将秸秆、杂草、生活垃圾、人畜粪便、污泥、食品工业的有机废水在沼气池里发酵,在一定的温度、湿度、酸碱度下,通过各类厌氧微生物(如沼气菌)的分解代谢作用就能产生沼气【慎思4】
垃圾的再生利用是垃圾资源化的最佳途径,主要包括以下几个方面:
(1)直接回收利用,如重新使用啤酒瓶等玻璃容器;
(2)循环利用,如利用废纸为原料造纸、利用废塑料为原料制造塑料制品或其他产品等;(3)综合利用,如利用垃圾中的有机物进行垃圾堆肥,利用垃圾中的可燃性物质燃烧产生热能实现供热、供电等。
垃圾堆肥也是变废为宝的一种方法。我国现已建成的示范垃圾堆肥系统由分选、堆肥、造粒及能量利用等单元技术构成,分选后的垃圾进场后,经过一系列程序:分选——发酵——加工——汽化发电。经处理后,最后只有少量的废渣进行填埋或固化制成建材。
植物及其废弃物可制成乙醇燃料,下列关于乙醇燃料的说法错误的是 (  )。
A.它是一种再生能源
B.乙醇易燃烧,污染小
C.乙醇只能在实验室内作燃料
D.粮食作物是制乙醇的重要原料
解析 目前国家倡导的乙醇汽油并不是只能在实验室中使用,它早已广泛应用于汽车等领域。
答案 C【例1】
垃圾资源化遵守能量守恒定律,合理处理,变废为宝。 化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是 (  )。
A.为提高农作物的产量和质量,应大量使用化肥和农药
B.绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理
C.实现化石燃料清洁利用,就无需开发新能源
D.垃圾是放错地方的资源,应分类回收利用
解析 A项,大量使用农药会引起食品污染,大量使用化肥会造成土壤板结;B项,绿色化学的核心是从源头上控制污染而不是污染后再治理;C项,化石燃料是有限的不可再生资源,所以仍需开发新能源;D项,正确。
答案 D【体验1】(江苏) 下列说法正确的是 (  )。
A.蛋白质、纤维素、蔗糖、PVC、淀粉都是高分子化合物
B.氢键在形成蛋白质二级结构和DNA双螺旋结构中起关键
作用
C.使用太阳能热水器、沼气的利用、玉米制乙醇都涉及生
物质能的利用
D.石油、煤、天然气、可燃冰、植物油都属于化石燃料
解析 A项,蔗糖分子式为C12H22O11,M=342,不属于高分子化合物;B项正确;C项,太阳能热水器利用的是太阳能,未涉及生物质能的利用;D项,植物油不属于化石燃料。
答案 B【例2】
能源危机是全球的问题,合理利用清洁再生能源符合绿色化学要求。(3)如果光子的能量不够,上述反应是无法完成的。而大自然已经解决了这个问题,即____________,它是地球上最重要的化学反应之一,请写出反应的化学方程式_________________。
解析 本题将化学和生物知识相结合,综合考查环境保护。(1)根据题干和图示,燃料循环使用的构想是利用太阳能将燃烧产物转化为燃料和氧气。因此反应①~⑤中均有氧气产生,结合原子守恒,可以推断出各反应中的产物。(2)实现构想的关键是燃烧产物怎么吸收光能转变为燃料和氧气。(3)大自然中绿色植物的光合作用能把二氧化碳和水转变成碳水化合物(糖类)。第二单元 绿色化学与可持续发展
考查点一 绿色化学的含义
1.“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。“绿色化学”要求从根本上消除污染,是一门能彻底防止污染产生的科学,包括“绿色生成”和“绿色销毁”等内容。在整顿音像市场的活动中,查封了一批盗版光盘,并进行了“绿色销毁”。以下属于“绿色销毁”的是 (  )。
A.泼上汽油焚烧 B.倾倒于江河之中
C.深埋于土中 D.碾压粉碎后回收利用
解析 碾压粉碎后回收利用既销毁了盗版光盘,又可作为再生原料,最符合“绿色化学”宗旨。
答案 D
2.(浙江金华)下列各项中,现在提倡的是 (  )。
①原子经济 ②绿色化学 ③液体饮料中加少量三聚氰胺 ④研发新型环保汽车
A.①② B.③④
C.①②④ D.①②③④
解析 从节约原料和保护环境的角度看,①②④都应该提倡。三聚氰胺属于有毒物质,不宜在食品中添加,故C项正确。
答案 C
3.(江苏南京)节能减排与我们的生活息息相关,参与节能减排是每一位公民应尽的义务。下列举措不符合这一要求的是 (  )。
A.自2008年6月1日起,实行塑料购物袋有偿使用
B.加大石油、煤炭的开采速率、增加化石燃料的供应量
C.推广使用乙醇汽油作为汽车的燃料
D.洗涤衣物时使用无磷洗衣粉等洗涤剂
解析 实行塑料袋有偿使用可以减少“白色污染”。推广使用乙醇汽油可以节省不可再生的化石燃料。用无磷洗衣粉洗涤衣物可在一定程度上避免水体富营养化。
答案 B
4.(安徽安庆)根据“绿色化学”的思想,某化学家设计了下列化学反应步骤:
①CaBr2+H2OCaO+2HBr
②2HBr+HgHgBr2+H2↑
③HgBr2+CaOHgO+CaBr2
④2HgO2Hg+O2↑
该方案的目的是为了制备 (  )。
A.HBr B.CaO
C.H2 D.Hg
解析 CaBr2、Hg为催化剂,CaO、HBr、HgBr2、HgO皆为中间产物,总反应为H2O分解产生H2和O2,故选C。
答案 C
5.20世纪90年代,国际上提出了“预防污染”的新概念。“绿色化学”是“预防污染”的基本手段,下列各项中属于“绿色化学”的是 (  )。
A.处理废弃物 B.杜绝污染源
C.减少有毒物 D.治理污染点
解析 “绿色化学”是指在化学工业生产中少用或不用有害物质以及少或不排放有害物质。
答案 B
考查点二 绿色化学产品的合成
6.(天津)二甲醚是一种重要的清洁燃料,也可替代氟利昂作制冷剂等,对臭氧层无破坏作用。工业上可利用煤的气化产物(水煤气)合成二甲醚。
请回答下列问题:
(1)煤的气化的主要化学反应方程式为:
____________________________________________________________。
(2)煤的气化过程中产生的有害气体H2S用Na2CO3溶液吸收,生成两种酸式盐,该反应的化学方程式为:
____________________________________________________________。
(3)利用水煤气合成二甲醚的三步反应如下:
①2H2(g)+CO(g)??CH3OH(g)
ΔH=-90.8 kJ·mol-1
②2CH3OH(g)??CH3OCH3(g)+H2O(g)
ΔH=-23.5 kJ·mol-1
③CO(g)+H2O(g)??CO2(g)+H2(g)
ΔH=-41.3 kJ·mol-1
总反应3H2(g)+3CO(g)??CH3OCH3(g)+CO2(g)的ΔH=________;
一定条件下的密闭容器中,该总反应达到平衡,要提高CO的转化率,可以采取的措施是________(填字母代号)。
a.高温高压 b.加入催化剂
c.减少CO2的浓度 d.增加CO的浓度
e.分离出二甲醚
(4)已知反应②2CH3OH(g)??CH3OCH3(g)+H2O(g)某温度下的平衡常数为400。此温度下,在密闭容器中加入CH3OH,反应到某时刻测得各组分的浓度如下:
物质
CH3OH
CH3OCH3
H2O
浓度/(mol·L-1)
0.44
0.6
0.6
①比较此时正、逆反应速率的大小:v正________v逆(填“>”、“<”或“=”)。
②若加入CH3OH后,经10 min反应达到平衡,此时c(CH3OH)=________;该时间内反应速率v(CH3OH)=________。
解析 (3)根据盖斯定律,①×2+②+③得总反应,总反应的ΔH=-90.8 kJ·mol-1×2+(-23.5 kJ·mol-1)+(-41.3 kJ·mol-1)=-246.4 kJ·mol-1
a项,该反应为放热反应,升高温度,平衡左移;b项,加催化剂平衡不移动;c项,减少生成物浓度,平衡右移;d项,增加CO浓度,平衡右移,但CO转化率减小;e项与c项原理相同。
(4)①该时刻浓度商Qc==1.86,Qc小于平衡常数K,平衡向右移动,v正>v逆。
②设从题干中这一时刻到平衡状态,CH3OCH3的物质的量浓度增加c。则
2CH3OH(g)??CH3OCH3(g)+H2O(g)
某时刻: 0.44        0.6    0.6
继续反应: 2c        c    c
平衡状态:0.44-2c     0.6+c   0.6+c
平衡状态时,K==400,
解得c=0.2 mol/L
c(CH3OH)=0.44 mol/L-2×0.2 mol/L=0.04 mol/L
反应前CH3OH的浓度为0.44 mol/L+0.6 mol/L×2=1.64 mol/L
该时间内的反应速率v(CH3OH)==0.16 mol/(L·min)。
答案 (1)C+H2O(g)CO+H2
(2)H2S+Na2CO3===NaHS+NaHCO3
(3)-246.4 kJ·mol-1 c、e
(4)①> ②0.04 mol·L-1 0.16 mol/(L·min)
考查点三 酸雨的危害与防治
7.煤是我国城乡居民普遍使用的一种家用能源。烟煤中含有硫化物(FeS2),其燃烧可产生SO2,设某40万人口的中等城市,每人每天需燃煤5 kg,假设某种煤中FeS2的质量分数为5%,燃烧时有90%的硫转化为SO2被排放到大气中,FeS2燃烧时的反应式为4FeS2+11O22Fe2O3+8SO2,问:
(1)燃烧1 t煤可产生多少千克SO2?
(2)该城市若全部以这种烟煤作燃料,每年(按365天计算)将有多少吨SO2排放到大气中?
(3)下雨时测定其雨水呈酸性,写出反应方程式:
______________________________________________________________
______________________________________________________________。
(4)测定某份雨水样品,每隔一定时间测定一次pH,发现pH逐渐变小,其原因是:_________________________________________________________。
测试时间/h
1
2
3
4
5
雨水pH
4.73
4.62
4.56
4.55
4.55
(5)简述这种雨水将给环境中的生物和非生物造成哪些影响?
(6)你能提出两三项减轻这种危害的对策吗?
答案 (1)48 kg (2)35 040 t (3)SO2+H2O??H2SO3 (4)H2SO3被空气中的O2氧化为强酸H2SO4(5)酸雨可腐蚀金属、建筑物,破坏植物,污染湖泊,导致大量鱼类及生物死亡等 (6)减轻这种危害的对策有:①变废为宝,可将SO2收集后用于生产浓硫酸;②将SO2收集后溶于NaHCO3溶液产生CO2,可将此CO2用于大棚蔬菜生产CO2气体肥料;③种植柳杉、垂柳、臭椿等可吸收SO2的植物;④减少煤的燃烧,使用清洁燃料。
课件22张PPT。第二单元 绿色化学与可持续发展什么是绿色食品?
提示 绿色食品不是指食品的颜色,这里的绿色是环保、无毒、无污染。
1.认识什么是绿色化学,理解提出绿色化学的背景和宗旨。
2.能举例说明实施绿色化学的生产方针,了解绿色化学生产的典型实例。了解实施绿色化学要在哪些方面对传统化工生产的设计和工艺进行改进。了解什么样的产品才是绿色化学产品。
1. 绿色化学的含义
绿色化学要求利用化学原理从源头 , 在化工产品的设计、生产及应用中有害物质的 。绿色化学要求 和 过程以“ ”(atomeconomy)为基本原则,在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的原料的每个原子,实现“ ”(Zero emission)。消除污染减少或消除使用和产生化学反应化学工业原子经济 零排放2.绿色化学的主要原则
一些化学家曾提出绿色化学的12条原则,其中关键的是:使用 、 的原料或 ;生产利用的化学反应是原子经济反应,即生产中使用的反应物在反应中被 ,反应物中各元素的原子 转入生成物中;生产过程使用的催化剂是 , 、 性的,使用的溶剂也应是 、 的;生产过程的能耗 ,最好能在 下实现;选择化学生产过程中需要的物质,应尽量使发生 的几率和 降低到最低程度,得到的产品在不能使用后要可 成无害物质。无毒无害可再生资源充分利用全部无毒无害有高选择无毒无害要低常温常压化学意外事故危害性降解
现代的许多有机合成工艺使用不可再生的 为原料,在生产过程中,尤其在各种氧化反应阶段,存在较多的污染严重的反应。化学家研究发现可以使用 、 原材料等 资源代替石油产品来制备有机化合物,从而避免生产过程中 的反应,同时解决 的问题。石油炼制产品农业性生物性污染严重资源枯竭可再生1.原料绿色化2.催化剂绿色化
催化剂的使用提高了 、 。化学家研究并利用一些新的催化剂,找到了许多新的合成化合物的反应路线,减少了化学转化的步骤和使用的试剂,避免了反应废物的增加。
但是,许多催化剂 ,要求的反应条件 。
如何设计和使用高效无害的催化剂,也就成了绿色化学的重要内容。如一类结晶型的  ,具有 的微孔结构,能在分子水平上筛分物质,可作为分子筛。分子筛在催化剂领域中占有重要的地位。反应速率生产效率较苛刻有剧毒硅铝酸盐均一3.溶剂的绿色化
科学家研究发现,温度低于31 ℃、压强超过7.38 MPa时,二氧化碳处于 (supercritical)状态;当温度低于31 ℃时,只要压强足够大,就可以得到 或 二氧化碳。超临界二氧化碳和液态二氧化碳扩散速率 ,可以很好地 相对分子质量比较小的有机化合物,如碳原子数在 的脂肪烃、卤代烃、醛、酮、酯等;若再加入适当的 ,又可以溶解许多工业材料,如聚合物、重油、石蜡、油脂、蛋白质、重金属等。因此,可以用超 或
代替工业有机溶剂。超临界20以内表面活性剂临界二氧化碳液态二氧化碳液态固态快溶解4.产品绿色化
当今社会的各个生产、生活领域已经离不开 ,但化学产品对人类自身的 、对生态环境的 也是不可忽视的。唯一的出路是生产和使用对人类和环境无害的化学产品。人们渴望对人类和环境无害的绿色化学产品。
绿色化学产品的特征是:产品的使用不会引起
和 ,不会 ;产品失去使用价值后,可以 造成新产品,或者可以在环境中 为无害物质。化学产品危害破坏人类的健康问题环境污染问题对生态环境造成危害再循环利用降解现在,已有多种绿色化学产品问世。例如,化学杀虫剂的新品种——二酰基肼,它能模仿昆虫体内一种蜕化素的作用,引发昆虫蜕皮,调节昆虫发育,从而扰乱昆虫的生长发育,使昆虫停食死亡。同时,它对其他动物则是安全的,而且用量低,是目前 、 、 的昆虫控制剂之一。 最安全最具选择最有效 产品绿色化的特征是什么?
提示 产品的使用不会引起人类的健康问题和环境污染问题,不会对生态环境造成危害;产品失去使用价值后,可以再生循环利用制造新产品,或者可以在环境中降解为无害物质。
绿色化学的核心内容是什么?
提示 ①原子的经济性
②不使用和产生有害、有毒物质
③物质可再生,循环使用。
你对“原子的经济性”如何理解?
提示 原子的利用率要尽可能最大(100%)【慎思1】【慎思2】【慎思3】
(1)防止——防止产生废弃物要比产生后再去处理和净化好得多。
(2)讲原子经济——应该设计这样的合成程序,使反应过程中所用的物料能最大限度地进到终级产物中。
(3)较少有危害性的合成反应出现——无论如何要使用可以行得通的方法,使得设计合成程序只选用或产出对人体或环境毒性很小最好无毒的物质。
(4)设计要使所生成的化学产品是安全的——设计化学反应的生成物不仅具有所需的性能,还应具有最小的毒性。(5)溶剂和辅料是较安全的——尽量不用辅料(如溶剂或析出剂),当不得已使用时,尽可能应是无害的。
(6)设计中能量的使用要讲效率——尽可能降低化学过程所需能量,还应考虑对环境和经济的效益。合成程序尽可能在大气环境的温度和压强下进行。
(7)用可以回收的原料——只要技术上、经济上是可行的,原料应能回收而不是使之变坏。
(8)尽量减少派生物——应尽可能避免或减少多余的衍生反应(用于保护基团或取消保护和短暂改变物理、化学过程),因为进行这些步骤需添加一些反应物同时也会产生废弃物。
(9)催化作用——催化剂(尽可能是具有选择性的)比符合化学计量数的反应物更占优势。
(10)要设计降解——按设计生产的生成物,当其有效作用完成后,可以分解为无害的降解产物,在环境中不继续存在。
(11)防止污染进程能进行实时分析——需要不断发展分析方法,在实时分析、进程中监测,特别是对形成危害物质的控制上。
(12)特别是从化学反应的安全上防止事故发生——在化学过程中,反应物(包括其特定形态)的选择应着眼于使包括释放、爆炸、着火等化学事故的可能性降至最低。 下列做法中不符合“绿色化学”思想的是 (  )。
A.以水性涂料代替油性涂料
B.以无磷洗涤剂代替含磷洗涤剂
C.实验后的有毒有害物质应分类收集,统一处理
D.在通风橱中制取氯气时不用NaOH溶液吸收尾气【例1】解析 A.关于水溶性涂料和油性涂料问题:水性涂料水为稀释剂,油性涂料就会以甲苯、二甲苯、醋酸丁酯等有机溶剂为稀释剂,二者用途不同,比如,用在工业建筑大楼,办公大楼内外墙,就用水性的较好;如用在金属机件上,管道,罐体会用到防腐隔热的油性涂料,但是后者由于用到有机溶剂来溶解稀释,会污染环境。B.含磷洗涤剂会导致水体富营养化;D.在通风橱中制取氯气,多余氯气仍然会排入大气中,因此要进行尾气处理。
答案 D
绿色化学的十二条原则中关键是:
①使用无害、无毒原料或可再生资源
②原子经济性
③催化剂和溶剂无毒、无害
④反应低耗能 以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是 (  )。
A.发展氢能和太阳能
B.限制塑料制品的使用
C.提高原子利用率,发展绿色化学
D.尽量用纯液态有机物代替水作溶剂
解析 纯液态有机物多为烃,用有机物代替水作溶剂与“节能减排”的思想相违背。
答案 D【体验1】
(1)设计不使用易挥发的有机溶剂,以水溶液或非挥发性有机溶剂为介质的涂料。
(2)设计的颗粒状或粉状的产品,微粒直径应大于10 μm,避免随人的呼吸进入呼吸系统,引起危害。
(3)设计可被微生物降解的塑料,如由乳酸聚合生成的聚乳酸树脂。
(4)开发清洁能源,如生产异构化烷烃含量高的清洁汽油(它具有高的辛烷值,即抗爆性强),取代加有含铅化合物的汽油。其中符合原子节约要求的生产过程是 (  )。
A.只有① B.只有②
C.只有③ D.①②③
解析 ③直接氧化,一步反应的产率更高,而且生成的丙酮也是重要的化工试剂。
答案 C
提高原子的利用率是指原料分子中的原子尽可能地转移到目标物质的分子中
解析 本题以工业制备环氧乙烷的4种方法为例,以介绍“绿色化学”和判断 “原子利用率”,是信息迁移型试题,考查自学能力。由于C项反应式只有一个生成物,其原子利用率为100%,所以本题不用计算比较立即可得到答案为C。
答案 C