8.3　环境保护与绿色化学学案（含答案） 2024-2025学年高一化学人教版（2019）必修2

第三节　环境保护与绿色化学
【课程目标】　1.了解环境污染的主要因素、危害及防治的方法，认识化学对环境保护的重要意义。
2．了解“绿色化学”“原子经济性反应”的内涵，知道其在利用资源、保护环境中的重要意义。
知识点一　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、含量等进行分析和测定，为控制和消除污染提供可靠的数据。
②治理工业“三废”(______、______、______)。
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。
2．大气污染物来源及次生污染物的形成
【师说·助学】　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。
3．污水的处理
(1)常用的污水处理方法：________、________和________等。
(2)污水处理的常用化学方法：________、________________和________等。
(3)污水处理的流程
4．固体废物的处理
(1)处理原则：________、________和________。
(2)目的：__________________________和______________________________。
即学即练
1．光化学烟雾是一次污染物(如氮氧化物、碳氢化合物等)在光照条件下发生化学反应后生成二次污染物引起的，主要含有臭氧、过氧硝酸酯等，下列说法不正确的是(　　)
A．光化学烟雾是混合物，其中某些成分具有强氧化性
B．光化学烟雾可以降低能见度，但不会对人体造成危害
C．汽车尾气超标排放是造成光化学烟雾的主要原因之一
D．夏秋季节正午日照较强，光化学烟雾产生几率较大
2．下列说法不正确的是(　　)
A．为减少“白色污染”，提倡自带购物布袋
B．煤、石油、天然气属于化石燃料，取之不尽，用之不竭
C．对钢铁制品进行防锈处理，可以有效减少金属资源的浪费
D．开发新能源汽车可减少汽油、柴油的使用，从而减少环境污染
3．化学与生产、生活、建设美丽中国密切相关，下列说法错误的是(　　)
A．推广新能源汽车对降低能源消耗、减少污染物排放有重大作用
B．垃圾分类的目的是提高垃圾的资源价值和经济价值，力争物尽其用
C．直接在田间焚烧农作物秸秆，既破坏土壤中的有机质，又会造成污染
D．将洁厕净和84消毒液混合使用，既有利于除污垢又有利于杀菌消毒
知识点二　绿色化学
1．核心思想
绿色化学也称环境友好化学，其核心思想就是改变“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。
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，原子利用率达到________________________________________________________________________。
3．绿色化学对化学反应的要求
4．开发和利用自然资源遵循的三原则：____________、____________和____________。
即学即练
1．[2024·湖南株洲高一学业考试]“绿水青山就是金山银山”。下列做法不符合此理念的是(　　)
A．大力发展火力发电 B．推广使用太阳能路灯
C．鼓励购买新能源车 D．鼓励乘坐电动公交车
2．[2024·江苏盐城高一检测]绿色化学实验是指化学实验要符合绿色化学思想，如减少污染，防止浪费等。下列符合绿色化学实验的是(　　)
A．用铜与浓硫酸反应制取CuSO4，并用少量品红溶液吸收尾气
B．将CO还原Fe2O3后的尾气直接排入空气中
C．工业制硝酸产生的氮氧化物尾气用NaOH溶液吸收
D．将Zn和稀硫酸制H2后的废液倒入水槽后，再清洗玻璃仪器
题型原子经济性反应与绿色化学
例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＋O2
(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_____________________________________________________。
(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________________________________，在有机化学反应中有_______________________。
状元随笔　“绿色化学”的理想状态是反应物的原子全部转化为目标产物。
【变式演练】———————————你学会了吗？
1．[2024·江苏泰州高一调研]“零碳”指计算碳的排放量，使碳总量相互抵消。下列措施可以实现“零碳”目标的是(　　)
A．燃煤脱硫 B．使用无铅汽油
C．开采可燃冰 D．研发CO2制淀粉
2．[2024·河北衡水中学高一检测]“绿色化学实验”已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”要求的是(　　)
①实验室收集氨气采用图甲所示装置　②实验室做氯气与钠的反应实验时采用图乙所示装置　③实验室用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验　④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应
A．②③④　B．①②③　C．①②④　D．①③④
第三节　环境保护与绿色化学
夯基提能·一遍过
知识点一
1．(2)②废气　废水　废渣
2．SO2　酸雨　雾霾　光化学烟雾
[师说·助学]　提示：①含硫物质一般用石灰 石膏法脱硫：SO2＋Ca(OH)2===CaSO3↓＋H2O，2CaSO3＋O2===2CaSO4。
②工业尾气中的NOx一般用烧碱吸收：
2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O、
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O。
③汽车尾气中的NOx一般进行催化转化：
2NO2＋N2＋4CO2。
3．(1)物理法　化学法　生物法　(2)中和法　氧化还原法　沉淀法　
4．(1)无害化　减量化　资源化　(2)减少环境污染　资源回收利用
即学即练
1．解析：光化学烟雾对人眼睛、鼻、咽喉、气管和肺等器官有刺激作用，会危害人体健康。故选B。
答案：B
2．解析：自带购物布袋，减少塑料袋的使用，有利于环境保护，可减少“白色污染”，故A正确；煤、石油和天然气等属于化石燃料，是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，是不可再生能源，故B错误；给钢铁制品进行防锈处理，不仅可节约资源，而且可以减少对环境的污染，故C正确；开发新能源汽车可减少汽油、柴油的使用，可减少汽车尾气的排放，从而减少雾霾天气，故D正确。
答案：B
3．解析：新能源汽车可以减少化石能源的使用，从而降低能源消耗，减少污染物排放，减少酸雨的形成，A正确；垃圾分类的目的是减少垃圾处置量，便于回收垃圾中可利用物质，尽最大努力减少垃圾带来的污染，B正确；直接在田间焚烧农作物秸秆，会形成大量烟尘污染大气，同时也破坏土壤中的微生物，虽然草木灰里含有一定量的钾肥，但得不偿失，C正确；将洁厕净和84消毒液混合使用，会反应生成氯气，污染环境，所以不能混合使用，D错误。
答案：D
知识点二
2．100%
4．减量化　再利用　再循环
即学即练
1．解析：火力发电需大量化石燃料燃烧，产生对环境有害气体，A符合题意；太阳能属于清洁能源，充分利用可减少易产生污染能源的使用，如化石燃料等，B不符合题意；鼓励购买新能源车可减少化石燃料的燃烧，利于环保，C不符合题意；鼓励乘坐电动公交车，可以减少汽车尾气排放，利于环保，D不符合题意。
答案：A
2．解析：铜与浓硫酸反应消耗的硫酸多，放出的二氧化硫气体污染空气，品红溶液检验二氧化硫，不能用品红溶液吸收二氧化硫，故不选A；CO有毒，不能将CO还原Fe2O3后的尾气直接排入空气中，故不选B；氢氧化钠能吸收氮氧化物生成硝酸盐、亚硝酸盐，故选C；将Zn和稀硫酸制H2后的废液倒入废液缸，随意倾倒污染环境，故不选D。
答案：C
素养落实·重拓展
例　答案：(1)①≈25.4%
②100%
(2)不使用有毒原料Cl2，原子利用率100%，更符合原子经济性反应
(3)化合反应　加成反应、加聚反应
变式演练
1．解析：燃煤脱硫后，燃烧产生的尾气中，二氧化硫的含量很少，但含有大量的二氧化碳，不能实现“零碳”目标，A不符合题意；使用无铅汽油，机动车辆排放的尾气中，不含有铅，但二氧化碳的含量没有明显变化，不能实现“零碳”目标，B不符合题意；开采可燃冰，燃烧仍会产生大量的二氧化碳，不能实现“零碳”目标，C不符合题意；研发CO2制淀粉，使二氧化碳全部进入淀粉，避免向大气中排放二氧化碳，可实现“零碳”目标，D符合题意。
答案：D
2．解析：实验①可防止氨气污染空气，实验②对尾气进行吸收处理，可有效防止氯气污染空气，实验④中，铜丝可以活动，能有效地控制反应的发生与停止，用气球收集反应产生的污染性气体，防止污染空气，故实验①②④均符合“绿色化学”的思想；实验③中，氨气与氯化氢气体直接扩散到空气中，会对空气造成污染，不符合“绿色化学”的思想。
答案：C