人教版高中化学必修第二册第八章化学与可持续发展第三节环境保护与绿色化学课件

(共55张PPT)
[学习目标]
1.认识化学科学与技术的不断创新和发展是解决人类社会发展中遇到的问题、实现可持续发展的有效途径。
2.结合实例认识化学原理、化工技术对于节能环保、清洁生产、清洁能源等产业发展的重要性。
3.树立“绿色化学”的观念，形成资源全面节约、物质和能量循环利用的意识。
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
废气　
废水　
废渣
2.大气污染物来源及次生污染物的形成
(1)大气污染物的来源
(2)次生污染物的形成
酸雨　
光化学烟雾　
3.污水的处理
(1)常用的污水处理方法：物理法、______和生物法等。
(2)污水处理的常用化学方法：____法、_________法、____法等。
(3)污水处理的流程
化学法
中和
氧化还原
沉淀
4.固体废弃物的处理
无害
环境污染
[自我思考]
活性炭联合脱硫脱硝技术：
在较低的温度下，将废气中的SO2、Nox
通过一系列反应生成铵盐，从而变废为宝，
其工作示意图如图所示：
(1)a处SO2在活性炭表面被氧化最终生成硫酸，写出反应的化学方程式。
(2)b处吸收塔加入NH3后，主要与废气中的NO、NO2反应转化为无污染气体，写出反应的化学方程式。
(3)c处主要发生NH3和a处生成的H2SO4转化为铵盐的反应，写出反应的化学方程式。
[正误判断]　(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)化学工作者进行的环境质量监测工作可有可无，有污染治理就行( )
(2)化石燃料燃烧产生的CO、NOx、SO2为次生污染物( )
(3)“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量( )
(4)工业废渣和生活垃圾等固体废弃物对环境影响不大，可不必处理( )
(5)污水的一级处理通常采用化学法和生物法将难溶解的污染物除去( )
×
×
√
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1.化学与生活、环境等密切相关。下列说法正确的是(　　)
A.废电池可以直接掩埋处理
B.硫氧镁彩复合钢板属于无机非金属材料
C.食用油发生“酸败”的主要原因之一是油脂的水解
D.回收纸箱、易拉罐等的垃圾桶上的标识为
C
解析　处理废电池不可直接填埋，A项错误；硫氧镁彩复合钢板属于复合金属材料，B项错误；食用油发生“酸败”的主要原因之一是油脂的水解生成了脂肪酸，C项正确；其他垃圾是指单位和家庭在日常生活中产生的，除可回收物、有害垃圾、厨余垃圾之外的生活垃圾，包括碎纸屑、污染的废纸、废弃塑料袋、烟蒂、尘土等，纸箱、易拉罐属于可回收垃圾，D项错误。
2.(2025·汕头模拟)国家强调建设“天蓝、地绿、水清”的美丽中国。下列做法与此不相符合的是(　　)
A.推广使用新能源汽车以减少光化学烟雾、酸雨
B.发展风力发电以减少燃煤发电产生的CO2排放
C.为发展经济将工业废水、城市污水直接排入农田灌溉渠中
D.推广使用无磷洗衣粉，防止水体富营养化
解析　推广使用新能源汽车减少化石燃料的使用，以减少光化学烟雾、酸雨，A不符合题意；燃煤发电会放出大量CO2，利用风力发电可减少CO2的排放，B不符合题意；工业废水、城市污水需要进行处理后排放，减少对环境的污染，C符合题意；推广使用无磷洗衣粉，可以防止水体富营养化，D不符合题意。
C
3.以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是(　　)
解析　化石燃料燃烧主要排放二氧化碳气体，与温室效应有关，与破坏臭氧层无关，A错误；工厂废气的排放产生大量二氧化硫气体，是形成酸雨的主要污染物，而温室效应是由二氧化碳引起的，B错误；工厂废气、汽车尾气含有大量的氮氧化物，氮氧化物是形成光化学烟雾的主要污染物，C正确；形成酸雨与二氧化硫及氮氧化物有关，CO与酸雨无关，D错误。
C
选项 氧化物 环境问题 主要来源
A CO2 破坏臭氧层 化石燃料的燃烧
B SO2 温室效应 汽车尾气的排放
C NO2 光化学烟雾 工厂废气、汽车尾气的排放
D CO 酸雨 汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧
[名师点睛]
“七大”环境问题
环境问题 主要成因 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
光化学烟雾 碳氢化合物、NOx 刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡
环境问题 主要成因 主要危害
白色污染 废弃塑料制品 ①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产；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N、P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，使水体变成浑浊的绿色，水质恶化
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
减少
消除
100%
少
小
4.绿色化学对化学反应的要求
(2)以上两种方法，哪种方法更符合绿色化学的要求？
提示　方法二。
(3)在四种基本反应类型中，最符合“绿色化学”观念的是哪种反应类型？
提示　化合反应。
√
[正误判断]　(正确的打“√”，错误的打“×”)。
(1)“绿色化学”就是指在化工生产中不排放任何有害物质( )
(2)“绿色化学”就是污染后进行有效治理的化学思想( )
(3)按照绿色化学思想，最理想的反应就是原子利用率为100%的反应( )
(4)开发和利用自然资源，必须站在人与自然和谐共生的高度，遵循减量化、再利用和再循环的原则( )
×
√
√
C
解析　工业生产环氧乙烷，乙烯与氧气反应生成环氧乙烷，产物只有一种，原子利用率100%，符合绿色化学原则，A不符合题意；水煤气合成甲醇，一氧化碳和氢气生成甲醇，产物只有一种，原子利用率100%，符合绿色化学原则，B不符合题意；Cu与稀硝酸反应产物有多种，即反应物原子未全部转化为目标产物，不符合绿色化学原则，C符合题意；乙烯水化法制乙醇，乙烯与水反应生成乙醇，产物只有一种，原子利用率100%，符合绿色化学原则，D不符合题意。
2.“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1所示装置　②实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图2所示装置　③实验室中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3所示装置进行铜与稀硝酸的反应

A.②③④ B.①②③
C.①②④ D.①③④
C
解析　①实验室收集氨气采用图1所示装置，在收集的过程中用带有酚酞的水吸收多余的氨气防止污染环境，故符合绿色化学的要求；②实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图2所示装置，用沾有碱液的棉团可以吸收多余的氯气，防止污染环境，故符合绿色化学的要求；③实验室中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，挥发的氯化氢和氨气会污染大气，故不符合绿色化学的要求；④实验室中采用图3所示装置进行铜与稀硝酸的反应，生成的氮的氧化物及时收集在气球里面，防止污染环境，故符合绿色化学的要求。综上所述，①②④符合题意。
1.(2024·福建学业考试)化学与环境密切相关。下列做法正确的是(　　)
A.大力发展新能源汽车 B.推广使用一次性塑料袋
C.将废弃物倾倒于海洋中 D.无限度地开采煤等矿物资源
解析　大力发展新能源汽车可以减少传统燃油汽车的使用，从而降低汽油、柴油等化石燃料的消耗，化石燃料燃烧会产生大量的有害气体，这些污染物会导致空气污染，A正确；推广使用一次性塑料袋会带来严重的环境问题。塑料袋难以降解，在自然环境中会长期存在，形成 “白色污染”，B错误；废弃物中含有的各种有害物质，如重金属、化学药剂、塑料垃圾等，这些物质会污染海水，C错误；煤、石油等矿物资源是有限的非可再生资源，过度开采会导致资源枯竭，D错误。
A
2.(2025·广州高一检测)以下关于环境保护与绿色化学的说法错误的是(　　)
A.绿色化学的核心思想是先污染后治理
B.建立垃圾发电厂，可减少污染物的排放
C.“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的经济模式
D.“静电除尘”“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量
解析　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，直接从源头上杜绝污染，A错误；建立垃圾发电厂，可变废为宝，以减少污染物的排放，B正确；“低碳经济”就是减少碳排放，低能耗，降低污染，C正确；“静电除尘”“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能除去有害物质，能提高空气质量，D正确。
A
3.“可持续发展问题对科学的挑战——绿色化学”是目前化学发展的主题之一。下列不属于绿色化学内容的是(　　)
A.在厂房周边多种草、种树、种花
B.以绿色化学理论为指导，采用对环境无污染的、经济上可行的化学生产过程
C.利用无毒原料，在生产中的各个环节都实现无环境污染的生产工艺
D.生产过程中，充分利用原料的全部原子，实现零排放和零污染
C
解析　在厂房周边多种草、种树、种花，可以美化环境、净化空气，但与绿色化学无关，A符合题意；以绿色化学理论为指导，采用对环境无污染的、经济上可行的化学生产过程，可以减少对环境的污染和破坏，属于绿色化学内容，B不符合题意；利用无毒原料，在生产中的各个环节都实现无环境污染的生产工艺，可以在生产中的各个环节减少对环境的污染，属于绿色化学内容，C不符合题意；生产过程中，充分利用原料的全部原子，实现零排放和零污染，杜绝了环境污染，属于绿色化学内容，D不符合题意。
4.“温室效应”是全球关注的环境问题之一。CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。
(1)下列措施中，有利于降低大气中CO2浓度的有________。(填字母，下同)
A.减少化石燃料的使用 B.植树造林，增大植被面积
C.采用节能技术 D.利用太阳能、风能
(2)将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。CO2转化成有机物的例子很多，如：
ABCD
A
C
解析　(2)A项，利用植物光合作用完成，最节能；C项，反应物中的原子全部转化为期望的产物，原子利用率最高。
1.(2025·沧州高一检测)化学与环境密切相关。下列说法正确的是(　　)
A.燃煤中加入CaO有助于实现“碳中和”
B.CO2、SO2的排放都会导致酸雨的形成
C.改进汽车尾气净化技术，可减少大气污染
D.深埋废旧电池，可防止重金属对环境的污染
解析　燃煤中加入CaO可降低SO2的排放，但不能减少CO2的排放，无助于实现“碳中和”，故A项错误；CO2的排放不会导致酸雨的形成，故B项错误；改进汽车尾气净化技术，可减少大气污染，故C项正确；重金属不能深埋，会造成地下水污染，故D项错误。
C
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2.推动绿色发展，促进人与自然和谐共生。下列做法中，不符合环境保护要求的是(　　)
A.垃圾分类回收，增强节约意识
B.随意排放污水，降低生产成本
C.加强植树造林，改善空气质量
D.提倡公共交通，减少尾气排放
解析　垃圾分类回收，可节约资源保护环境，A符合题意；随意排放污水，降低生产成本，会造成水体污染，B不符合题意；加强植树造林，能够改善空气质量，减少空气污染，C符合题意；提倡公交出行，可以减少有害气体的排放，从而可减少空气污染，D符合题意。
B 　
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3.(2025·南通高一检测)践行绿色发展理念，下列做法值得提倡的是(　　)
A.大量使用煤炭作燃料
B.将生活垃圾就地焚烧处理
C.将废旧电池深埋于土壤
D.将废旧塑料裂解为化工原料
解析　大量使用煤炭燃料会产生大量的烟尘和二氧化硫等有害物质，且二氧化碳会造成温室效应，A不符合题意；将生活垃圾焚烧处理会产生有害气体和烟尘，B不符合题意；将废旧电池填埋处理不可行，因为会污染土壤和水源，C不符合题意；将废旧塑料裂解为化工原料是资源的回收再利用，D符合题意。
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4.利用化学知识降低污染、治理污染，改善人类居住环境是化学工作者当前的首要任务。下列做法不利于环境保护的是(　　)
A.开发清洁能源 B.有效提高能源利用率
C.研制易降解的生物农药 D.大量使用一次性木筷
解析　开发清洁能源有利于减少空气污染，保护环境，A不符合题意；有效提高能源利用率，可以减少能源消耗，保护环境，B不符合题意；研制易降解的生物农药，可以减少农药的残留，保护环境，C不符合题意；使用一次性木筷会造成资源浪费，D符合题意。
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5.某燃煤发电厂的废气中有SO2，它是形成酸雨的罪魁之一。处理SO2一般用生石灰或类似物质来吸收。下图是处理该废气的装置示意图。
下列说法不正确的是(　　)
A.此过程中既有分解反应，也有化合反应
B.CaSO4既是氧化产物，又是还原产物
C.使用此废气处理装置可减少酸雨的形成
D.理论上整个过程每转移电子1 mol，会对应
生成1 mol CO2
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解析　A项，CaCO3受热分解成CaO和CO2，CaO和SO2反应生成CaSO3，CaSO3和O2反应生成CaSO4，所以过程中有分解反应和化合反应；B项，CaSO3和O2反应生成CaSO4，CaSO4既是氧化产物又是还原产物；C项，此过程可以吸收SO2，减少酸雨的形成；D项，根据反应得关系式2CO2～O2，即每转移 2 mol 电子，会对应1 mol CO2。
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6.(2025·石嘴山高一检测)环境保护是一项关乎国计民生的事业。下列叙述不正确的是(　　)
A.绿色化学的核心思想是从源头减少或消除环境污染
B.将CO2转化为淀粉，有助于尽早实现碳中和
C.酸雨是指pH<7的雨水
D.环境保护工程师的主要工作是预防和治理环境污染
解析　绿色化学的核心思想是从源头减少或消除环境污染，A正确；将CO2转化为淀粉，即消耗CO2，有助于尽早实现碳中和，B正确；酸雨是指pH<5.6的雨水，C错误；环境保护工程师的主要工作是预防和治理环境污染，D正确。
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7.水体污染成为当今社会亟待解决的问题。水处理包含水的净化与消毒，以下可以用于饮用水净化处理的试剂是(　　)
A.石灰水[Ca(OH)2] B.盐酸
C.明矾[KAl(SO4)2·12H2O] D.纯碱(Na2CO3)
解析　饮用水净化处理的过程为加入絮凝剂明矾[KAl(SO4)2·12H2O]，使悬浮的颗粒迅速沉淀，然后过滤除去不溶性杂质，加入活性炭，吸附色素和异味，加入消毒剂(氯气等)杀菌，进入住户，家庭一般通过煮沸方式降低水的硬度和杀菌；综上所述可知可以用于饮用水净化处理的试剂是明矾，C符合题意。
C
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8.下列最符合绿色化学的原子经济性反应要求的是(　　)
A.用SiCl4制备高纯Si B.甲烷与Cl2反应制备一氯甲烷
C.丙烯与Br2反应制备CH2BrCHBrCH3 D.Cu和浓HNO3溶液反应制备Cu(NO3)2
解析　制备高纯硅原理是用氢气高温还原SiCl4，得到硅单质的同时还有HCl生成，不符合原子经济性要求，故A不符合题意；光照条件下甲烷与氯气的取代反应，反应生成氯代甲烷和氯化氢，该反应的产物不唯一，不属于最理想的“原子经济性反应”，故B不符合题意；丙烯和溴在一定条件下发生加成反应只生成CH2BrCHBrCH3，属于最理想的“原子经济性反应”，故C符合题意；Cu和浓HNO3反应除生成硝酸铜外还有有毒气体二氧化氮气体生成，不符合原子经济性要求，故D不符合题意。
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9.工业废水中常含有不同类型的污染物，可采用不同的方法处理。以下处理措施和方法类别都正确的是(　　)
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加成反应
(2)某饮用水厂由天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图如图所示：
活性炭的作用是__________________________________；O3消毒的优点是_________________。
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解析　(1)原子经济性高，即理论上原子利用率尽可能达到100%，没有副产物。A、D两项中的原子利用率都是100%。(2)活性炭能吸附水中的有机物，从而除去异味。用O3消毒时，其产物为无毒无害的O2。
吸附水中的有机物(或除去水中的异味)
反应产物无毒无害
11.(2025·邵阳高一检测)工业生产和日常生活中，如何减少二氧化碳排放已成为全世界关注的热点，低碳经济和低碳生活成为热门话题。以下做法与低碳要求不相适应的是(　　)
A.提倡骑自行车、乘公交车出行
B.尽量不使用一次性竹、木筷子
C.为了加快经济发展，要多挖煤，多发电
D.开发利用太阳能、氢能、风能等清洁能源
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解析　提倡骑自行车、乘公交车出行，能减少交通工具的使用，从而减少CO2的排放，符合低碳生活，故A不符合题意；尽量不使用一次性竹、木筷子，可以减少森林的砍伐，树木可以通过光合作用吸收更多的CO2符合低碳生活，故B不符合题意；发展以煤炭为原料的火力发电，能产生大量的CO2气体，与低碳要求不相适应，故C符合题意；开发利用太阳能、氢能、风能等清洁能源，能减少化石燃料的使用，从而减少CO2的排放，符合低碳生活，故D不符合题意。
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12.二氧化氯(ClO2)是国际上公认的安全、无毒的绿色消毒剂，对酸性污水中的Mn2+也有明显的去除效果，其反应原理为ClO2＋Mn2+―→MnO2↓＋Cl－(部分反应物和产物省略、未配平)，下列有关该反应的说法不正确的是(　　)
A.工业上可用更为廉价的Cl2来代替ClO2
B.利用该原理处理含Mn2+的污水后溶液的pH降低
C.该反应中氧化产物和还原产物的物质的量之比为5∶2
D.理论上处理含5 mol Mn2+的污水，需要的ClO2的物质的量为2 mol
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解析　氯气是有毒的气体，所以不能代替ClO2，A错误；用ClO2处理酸性污水中的Mn2+，反应的离子方程式为2ClO2＋5Mn2+＋6H2O===5MnO2↓＋2Cl－＋12H＋，所以处理后溶液的pH减小，B正确；该反应的氧化产物为MnO2，还原产物为Cl－，由反应方程式可知，二者的物质的量之比为5∶2，C正确；由反应的离子方程式可知，处理5 mol Mn2+，需要2 mol ClO2，D正确。
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13.研究NOx、SO2等大气污染物的妥善处理对生态环境保护具有重要意义。
大气污染物中的主要污染物：
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PM2.5 91 PM10 166
(可入肺颗粒物) μg/m3 (可吸入颗粒物) μg/m3
SO2 23 NO2 78
(二氧化硫) μg/m3 (二氧化氯) μg/m3
CO 1 O3 41
(一氧化碳) μg/m3 (臭氧) μg/m3
(1)上表为某市某日空气质量报告，当日的首要空气污染物为________。
(2)煤炭燃烧造成环境污染的主要原因之一是形成硝酸型酸雨。煤燃烧产生的废气中的NO可以转化为硝酸，其过程一般分两步：
第一步为2NO＋O2===2NO2
第二步为_________________________。
(3)CO、SO2和NOx等城市空气污染物来源之一为汽车尾气。三元催化可将汽车尾气中的CO和NOx进行净化处理，该过程中发生反应的化学方程式为_________________________。
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PM10
3NO2＋H2O===2HNO3＋NO
2xCO＋2NOx===2xCO2＋N2
(4)SCR技术可有效降低柴油发动机的氮氧化物排放，其原理为

尿素[CO(NH2)2]水溶液热分解为NH3和CO2。写出SCR催化反应器中NH3还原NO2的化学方程式：_____________________________。
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