第二单元 绿色化学与可持续发展
1最近，国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中的( )。
A．对废水、废气、废渣进行严格处理
B．在化学生产中少用或不用有害物质以及少或不排放有害物质
C．在化工生产中，不使用任何化学物质
D．在化工厂种草、种树，使其成为花园式工厂
2“绿色化学”是人们最近提出的一个新概念，主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用，下列化学反应符合绿色化学概念的是( )。
A．制CuSO4：Cu＋2H2SO4(浓)===CuSO4＋SO2↑＋2H2O
B．制CuSO4：2Cu＋O2===2CuO，CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O
C．制Cu(NO3)2：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
D．制Cu(NO3)2：Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O
3
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
4下列叙述正确的是( )。
A．合成氨工业、硫酸工业中均用到吸收塔这一设备
B．玻璃、水泥的工业生产中均用到纯碱和石灰石作为原料
C．光缆在信息产业中有广泛应用，制造光缆的主要材料是二氧化硅
D．绿色化学的核心思想是利用绿色植物治理环境污染
5从绿色化学的理念出发，下列实验不宜用下图所示装置进行的是( )。
A．不同浓度的硝酸与铜反应
B．稀硫酸与纯碱或小苏打反应
C．铝与氢氧化钠溶液或盐酸反应
D．H2O2在不同催化剂作用下分解
6绿色化学对化学反应提出了原子经济性(原子节约)的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产品，不产生副产物，实现零排放。下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是(反应均在一定条件下进行)( )。
A．
B．
C．
D．
7“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应，不符合绿色化学概念的是( )。
A．消除硫酸厂尾气排放：SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3
B．消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染：NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
C．制CuSO4：Cu＋2H2SO4(浓)CuSO4＋SO2↑＋2H2O
D．制CuSO4：2Cu＋O22CuO，CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O
8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燃烧时的反应方程式为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？
9甲醛亦称“蚁醛”。含甲醛37%～40%、甲醇8%的水溶液俗称“福尔马林”。甲醛是重要的有机合成原料，大量用于生产树脂、合成纤维、药物、涂料等。甲醛是世界卫生组织(WHO)确认的致癌物和致畸物质之一。我国规定：室内甲醛含量不得超过0.08
mg·m－3。
(1)下列说法或做法不合理的是______(填字母)。
a．用甲醛溶液浸泡水产品以长时间保持水产品的“新鲜”
b．刚装修的新房入住前房间内保持一定温度并注意通风
c．对人体健康有危害的吊白块的合成反应为NaHSO3＋HCHO―→NaO—CH2—SO3H，其反应类型是加成反应
d．福尔马林可用于制作动物标本(或保存尸体)
(2)某研究性学习小组拟用甲醛法测定常见铵态氮肥的含氮量〔资料：＋6HCHO===(CH2)6N4H＋＋3H＋＋6H2O，所生成的H＋和(CH2)6N4H＋可用NaOH标准溶液滴定，采用酚酞作指示剂〕。用甲醛法测定含氮量，不适合的铵盐是______。(填字母)
a．NH4HCO3 b．(NH4)2SO4 c．NH4Cl
(3)甲醇脱氢是制甲醛最简单的工业方法：
反应Ⅰ：CH3OH(g)―→HCHO(g)＋H2(g) ΔH1＝92.09
kJ·mol－1，其平衡常数K1＝3.92×10－11
甲醇氧化是制甲醛的另一种工业方法，即甲醇蒸气和一定量的空气通过Ag催化剂层，甲醇即被氧化得到甲醛：
反应Ⅱ：CH3OH(g)＋O2(g)―→HCHO(g)＋H2O(g) ΔH2＝－149.73
kJ·mol－1，其平衡常数K2＝4.35×1029(上述数据均为298.15
K下测定)
①绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。反应______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)制甲醛原子利用率更高。从反应的焓变和平衡常数K值看，反应______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)制甲醛更加有利。
②反应Ⅱ自发进行的条件是______。
a．高温 b．低温 c．任何条件都自发
③下图是甲醇制甲醛有关反应的lgK(平衡常数的对数值)随温度T的变化。图中曲线(1)表示的是反应______(填“Ⅰ”或“Ⅱ”)。
参考答案
1.
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
2.
解析：选项中给出的4个反应从技术、经济上设计均是可行的(符合化学反应规律)，但只有B不会产生对环境造成污染的气体，符合绿色化学概念。
答案：B
3.
解析：“绿色化学”有别于工业上对“三废”的处理与利用，其目的是研究和寻找能利用的无害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染的反应途径。如果从化学反应过程和化工工业生产方面来考虑，应该是尽可能地减少或是消除有害物质的使用和产生。即“绿色化学”是始端污染预防，而不是终端污染控制。
答案：B
4.
解析：A项中合成氨工业生产中无吸收塔；B项中水泥生产用到的主要原料是石灰石和黏土；光导纤维的主要材料是SiO2，C项正确；D项中绿色化学的核心思想是生产过程中无污染，对环境无危害，原子利用率高。
答案：C
5.
解析：如图所示装置没有尾气吸收的装置，所以凡是有污染的气体都不行，B、C、D都没有污染的气体，A中无论用高浓度或者低浓度的硝酸和铜反应都会生成氮氧化物这一空气污染物，不符合绿色化学的思想。所以A不行。
答案：A
6.
解析：理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产品，不产生副产物，实现零排放。据此分析各选项即可。
答案：C
7.
解析：C项中产生污染大气的有毒气体SO2。
答案：C
8.
解析：(1)抓住反应前后硫元素质量守恒，由方程式可知：
＝0.048
t＝48
kg
(2)每年排放的SO2为400
000×5×10－3×365×0.048
t＝35
040
t。
(4)空气中有较多O2，H2SO3放置一段时间后，被O2氧化为强酸H2SO4，所以酸性增强。
(6)联系所学知识，提出解决实际问题的对策，答案不唯一。
答案：(1)48
kg
(2)35
040
t
(3)SO2＋H2OH2SO3
(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。
9.
解析：(2)NH4HCO3中也能与NaOH反应，消耗NaOH造成实验误差。(3)反应Ⅰ中原子利用率为，反应Ⅱ中原子利用率为，则反应Ⅰ中原子利用率更高。平衡常数越大，反应进行得越完全，所以Ⅱ更有利。反应Ⅱ中，ΔH＜0，ΔS＞0，任何条件下均能自发进行。反应Ⅰ中温度升高，平衡正向移动，K值增大，反应Ⅱ中温度升高，平衡逆向移动，K值减小，(1)表示反应Ⅱ。
答案：(1)a (2)a (3)①Ⅰ Ⅱ ②c ③Ⅱ专题六
从污染防治到绿色化学
一、课程标准
知道大气主要污染物，能说出减少大气污染物的原理和方法。
知道主要的居室空气污染物；了解其对人体的危害。
认识“白色污染”的危害和防治方法
根据防治土壤污染、保护环境的要求，举例说明废水处理、垃圾和其他生活废弃物处置的方法。
[活动与探究建议]
1
调查：学校所在地区大气污染及防治情况
2
调查并讨论：燃烧化石燃料对环境可能造成的污染与治理途径。
3
实验：一氧化碳的毒性。
4
讨论：在田间或市区焚烧植5
物秸秆、枝叶以及垃圾的危害。
6
讨论：如何减少或避免甲醛等挥发性有机物、氡等对居室空气的污染。
7
调查：当地生活垃圾的处理和回收利用情况，8
讨论并提出改进意见。
二、教学内容增减建议
1、
建议补充酸雨的危害及废旧电池的污染及处理
2、
结合多糖性质，3、
学习有关沼气的制取
4、
建议补充绿色化学的12条原则
三、课时安排建议
第一单元
环境污染的化学防治
1-2课时
第二单元
绿色化学与可持续发展1课时
[知识回顾]
什么是环境污染？环境污染的类型有哪些？
常见的大气污染物有哪些？
3、什么是酸雨？酸雨的主要类型有哪些？酸雨有哪些危害？
第一单元
环境污染的化学防治
[知识学习]
一、煤的脱硫处理
1、煤的脱硫处理目的：
2、方法及反应
（1）采用“流化床”燃烧技术，在煤燃烧的同时进行脱硫处理。
过程中的化学反应：
（2）实施煤炭燃烧后的烟气净化技术：把煤炭燃烧产生的烟气通入吸收塔中，用石灰水淋洗，过程中的化学反应：
（3）微生物脱硫技术，利用微生物使硫元素转化为硫酸盐或硫酸
过程中的化学反应：
二、固体废弃物的处理
将固体废弃物经化学、物理、生物等途径达到减量化、无害化、或部分资源化，以便于利用、储存、运输或最终处置的过程。
三、从农业废弃物获得能量
生物质能的概念：
生物质能源有：
1、甲烷：燃料
有机物
沼气菌
2、沼液：浸种、养蘑菇、防果苗冻害等。
3、沼渣：高效有机肥
课堂练习：
为了更好地解决能源问题，人们一方面研究如何提高燃料的燃烧效率，另一方面寻找能源，以下做法不能提高燃料效率的是
A.煤的气化与液化
B.液体燃料呈雾状喷出
C.通入大大过量的空气
D.将煤粉碎
煤的综合利用可以获得洁净的燃料及多种化工原料。下列不属于煤的综合利用的是
A．煤干馏
B．煤液化
C．煤气化
D．煤燃烧
煤高温干馏的产物中，可用作燃料的是
A．焦炭
B．煤焦油
C．焦炉气
D．粗氨水
下列全球性和区域性的环境问题主要是因为向大气中过量排放二氧化碳和甲烷造成的是
A．气候变暖（温室效应）
B．臭氧层破坏（臭氧空洞）
C．酸雨
D．赤潮和水华
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.煤转化成煤气后燃烧，可以提高燃烧效率。
目前我国许多城市和地区定期公布空气质量报告，在空气质量报告中，一般不涉及
A.SO2
B.NO2
C.CO2
D.可吸入颗粒物
为了减少大气污染，许多城市推广汽车使用清洁燃料，目前使用的清洁燃料主要有两类：一类是压缩天然气，一类是液化石油气的主要成分。据此信息解答下列7－8题。
这类燃料的主要成分都是
A．碳水化合物
B．碳氢化合物
C．氢气
D．醇类
这类燃料之所以被称为“清洁燃料”，其原因的解释中正确的是
A．使用这类燃料的汽车不会排放对环境有害的气体
B．这类燃料燃烧不会产生对环境有害的气体
C．使用这类燃料的汽车所排放的有害气体比使用普通燃料少
D．这种清洁燃料比普通燃料燃烧更充分
已知煤的近代结构模型如图所示：
（1）从煤的结构模型来看，煤是工业上获得___________烃的重要来源．
（2）我国大约70%的煤是直接用于燃烧的，从煤的结构模型来看，在提供热量的同时产生大量的___________等气体物质，造成严重的大气污染．
（3）“型煤”技术不仅可以减少87%的废气排放量，烟尘排放量也可减少80%，致癌物苯并［α］芘的排放量也减少，同时节煤20%～30%．“型煤”技术的原理是利用固硫剂在燃烧过程中生成稳定的硫酸盐．下列物质中适宜于做固硫剂的是___________．
A．氯化钙
B．氧化钙
C．硫酸钙
D．氢氧化钙
（4）某“型煤”生产厂利用石灰石作固硫剂，试用化学方程式表示其“固硫”过程．
（5）除上述的“型煤”技术外，为了解决煤燃烧所造成的污染问题和提高煤的利用价值，煤资源的综合利用方法还有___________，___________，___________等．
在啤酒生产过程中，发酵是重要环节．生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐．初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，产生白色泡沫，溶解氧渐渐耗尽．随后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降低，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多．当糖浓度下降到一定程度后，结束发酵．最后分别输出有形物质和鲜啤酒．
根据上述过程，回答以下问题：
（1）该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是
．
（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是
．
（3）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其他发酵产物，其余1.5%则是用于
（4）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式．
（5）如果酵母菌消耗的糖（设为麦芽糖，其相对分子质量为342）有98.5%（质量分数）形成了酒精（相对分子质量为46.0）和其他发酵产物．设有500t麦芽汁，其中麦芽糖的质量分数为8.00%，发酵后最多能生产酒精浓度为3.20%（质量分数）的啤酒多少t
第二单元绿色化学与可持续发展
[知识学习]
绿色化学的含义：
原子利用率：
原子利用率=
绿色化学工艺
1、
原料绿色化：用可再生资源（农业性、生物性）原料，2、
替代不3、
可再生性原料。
4、
催化剂绿色化：选用无毒、无污染、可重复5、
使用的高效催化剂。如分子筛、酶等。
6、
溶剂绿色化：溶剂要低污染、低残留、溶解性强。如：超临界二氧化碳或液态二氧化碳、离子液体等。
7、
产品绿色化：产品的使用不8、
会引起生态危害、不9、
会威胁人类健康、可循环利用。
课堂练习：
20世纪90年代，国际上提出了“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各环节能都实现净化和无污染的反应途径。下列各项属于“绿色化学”的是
Ａ．处理废弃物
Ｂ．治理污染点
Ｃ．减少有毒物
Ｄ．杜绝污染源
在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中原子全部都转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。在用CH3C≡CH合成CH2=C(CH3)COOCH3的过程中,欲使原子利用率达到最高，还需要的其它反应物有
A．CO和CH3OH
B．CO2和H2O
C．H2和CO2
D．CH3OH和H2
绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。以下反应中符合绿色化学原理的是
A．乙烯与氧气在银催化作用下生成环氧乙烷
B．乙烷与氯气制备氯乙烷
C．苯和乙醇为原料，在一定条件下生产乙苯
D．乙醇与浓硫酸共热制备乙烯
在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是
①置换反应
②化合反应
③分解反应
④取代反应
⑤加成反应⑥消去反应
⑦加聚反应
⑧缩聚反应
A．①②⑤
B．②⑤⑦
C．只有⑦⑧
D．只有⑦
有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的普遍重视．
（1）可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能．例如，加入CH3OC（CH3）3来生产“无铅汽油”．CH3OC（CH3）3分子中必存在的原子间连接形式有__________（填写编号，多选倒扣）．
（2）天然气的燃烧产物无毒、热值高、管道输送方便，将成为我国西部开发的重点之一，天然气常和石油伴生，其主要的成分是________．能说明它是正四面体而非正方形平面结构的理由是__________（填写编号，多选倒扣）．
①其一氯取代物不存在同分异构体
②其二氯取代物不存在同分异构体
③它是非极性分子
④它的键长和键角都相等
（3）1980年我国首次制成一辆燃氢汽车，乘员12人，以50km·h－1行驶了40km．为了有效发展用氢能源，首先必须制得廉价的氢气．下列可供开发又较经济的制氢方法是__________（填写编号，多选倒扣）。
①电解水
②锌和稀硫酸反应
③光解海水
其次，制得纯氢气后还需要解决的问题是__________（写出其中一个）．
为了做好环境污染的防治工作，我们每一个公民必须努力增强环境意识：一方面要清醒地认识到人类在开发和利用_____________的过程中，往往对生态环境造成__________和_________，另一方面要把这种认识转变为__________，以“__________、__________”的态度积极参加各项环境保护活动，自觉培养____________________。
污水处理厂对污水进行处理时，一方面利用_________等方法，除去工业污水和生活污水中个体比较大的固体污染物；另一方面利用_________。把污水中的有机物分解成CO2、、H2O以及含氮和含磷的无机盐等，使污水得到净化。
环境监测测定水中溶氧的方法是：①量取amL水样，迅速加入固定剂MnSO4溶液和碱性KI溶液（含有KOH），立即塞好瓶塞，反复振荡，使之充分反应，其反应式为：2Mn2++O2+4OH-=2MnO（OH）2（该反应极快）。②测定：开塞后迅速加入12mL浓H2SO4（提供H+）使之生成I2，再用bmol/L的Na2S2O3溶液与之反应（以淀粉为指示剂），消耗VmL，有关反应方程式为：MnO（OH）2+2I-+4H+=Mn2++I2+8H2O
I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，水中溶氧的计算式是
。
含有氰化物的废水危害极大，能毒杀各种鱼类和水生物。[CN-]离子浓度在0.01～0.04mgL-1时就有强烈的毒杀作用，处理含有氰化物的工业废水的方法之一是：使CN-被氧化转变为低毒的CNO-，一般地转化为氰酸盐（如NaCNO）。氧化剂常用次氯酸盐，同时还可降解产生无毒气体。近期表明，在光的作用下，在某些悬浮小粒表面和溶液界面可发生明显的氧化还原反应，很快降解毒性，如在二氧化钛（TiO2）表面上可以降解氰化物等有毒物。
（1）二氧化钛在上述反应中的作用是什么？
（2）如果用NaClO处理含NaCl的废液，则可能生成另外两种盐（毒性降解），试写出此反应的化学方程式：
。
（3）氰酸盐再与次氯酸盐作用降解产生的无毒气体有哪些？写出可能发生的离子方程式。(共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。
SO2
NOx
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)。(共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第二单元
绿色化学与可持续发展
[知识学习]
绿色化学的含义：
原子利用率：
原子利用率=
绿色化学工艺
1、
原料绿色化：用可再生资源（农业性、生物性）原料，2、
替代不3、
可再生性原料。
4、
催化剂绿色化：选用无毒、无污染、可重复5、
使用的高效催化剂。如分子筛、酶等。
6、
溶剂绿色化：溶剂要低污染、低残留、溶解性强。如：超临界二氧化碳或液态二氧化碳、离子液体等。
7、
产品绿色化：产品的使用不8、
会引起生态危害、不9、
会威胁人类健康、可循环利用。
课堂练习：
20世纪90年代，国际上提出了“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各环节能都实现净化和无污染的反应途径。下列各项属于“绿色化学”的是
Ａ．处理废弃物
Ｂ．治理污染点
Ｃ．减少有毒物
Ｄ．杜绝污染源
在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中原子全部都转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。在用CH3C≡CH合成CH2=C(CH3)COOCH3的过程中,欲使原子利用率达到最高，还需要的其它反应物有
A．CO和CH3OH
B．CO2和H2O
C．H2和CO2
D．CH3OH和H2
绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。以下反应中符合绿色化学原理的是
A．乙烯与氧气在银催化作用下生成环氧乙烷
B．乙烷与氯气制备氯乙烷
C．苯和乙醇为原料，在一定条件下生产乙苯
D．乙醇与浓硫酸共热制备乙烯
在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是
①置换反应
②化合反应
③分解反应
④取代反应
⑤加成反应⑥消去反应
⑦加聚反应
⑧缩聚反应
A．①②⑤
B．②⑤⑦
C．只有⑦⑧
D．只有⑦
有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的普遍重视．
（1）可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能．例如，加入CH3OC（CH3）3来生产“无铅汽油”．CH3OC（CH3）3分子中必存在的原子间连接形式有__________（填写编号，多选倒扣）．
（2）天然气的燃烧产物无毒、热值高、管道输送方便，将成为我国西部开发的重点之一，天然气常和石油伴生，其主要的成分是________．能说明它是正四面体而非正方形平面结构的理由是__________（填写编号，多选倒扣）．
①其一氯取代物不存在同分异构体
②其二氯取代物不存在同分异构体
③它是非极性分子
④它的键长和键角都相等
（3）1980年我国首次制成一辆燃氢汽车，乘员12人，以50km·h－1行驶了40km．为了有效发展用氢能源，首先必须制得廉价的氢气．下列可供开发又较经济的制氢方法是__________（填写编号，多选倒扣）。
①电解水
②锌和稀硫酸反应
③光解海水
其次，制得纯氢气后还需要解决的问题是__________（写出其中一个）．
为了做好环境污染的防治工作，我们每一个公民必须努力增强环境意识：一方面要清醒地认识到人类在开发和利用_____________的过程中，往往对生态环境造成__________和_________，另一方面要把这种认识转变为__________，以“__________、__________”的态度积极参加各项环境保护活动，自觉培养____________________。
污水处理厂对污水进行处理时，一方面利用_________等方法，除去工业污水和生活污水中个体比较大的固体污染物；另一方面利用_________。把污水中的有机物分解成CO2、、H2O以及含氮和含磷的无机盐等，使污水得到净化。
环境监测测定水中溶氧的方法是：①量取amL水样，迅速加入固定剂MnSO4溶液和碱性KI溶液（含有KOH），立即塞好瓶塞，反复振荡，使之充分反应，其反应式为：2Mn2++O2+4OH-=2MnO（OH）2（该反应极快）。②测定：开塞后迅速加入12mL浓H2SO4（提供H+）使之生成I2，再用bmol/L的Na2S2O3溶液与之反应（以淀粉为指示剂），消耗VmL，有关反应方程式为：MnO（OH）2+2I-+4H+=Mn2++I2+8H2O
I2+2S2O32-=2I-+S4O62-，水中溶氧的计算式是
。
含有氰化物的废水危害极大，能毒杀各种鱼类和水生物。[CN-]离子浓度在0.01～0.04mgL-1时就有强烈的毒杀作用，处理含有氰化物的工业废水的方法之一是：使CN-被氧化转变为低毒的CNO-，一般地转化为氰酸盐（如NaCNO）。氧化剂常用次氯酸盐，同时还可降解产生无毒气体。近期表明，在光的作用下，在某些悬浮小粒表面和溶液界面可发生明显的氧化还原反应，很快降解毒性，如在二氧化钛（TiO2）表面上可以降解氰化物等有毒物。
（1）二氧化钛在上述反应中的作用是什么？
（2）如果用NaClO处理含NaCl的废液，则可能生成另外两种盐（毒性降解），试写出此反应的化学方程式：
。
（3）氰酸盐再与次氯酸盐作用降解产生的无毒气体有哪些？写出可能发生的离子方程式。第二单元 绿色化学与可持续发展
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。
“食”面埋伏
绿色食品是指遵守可持续发展原则，按照特定生产方式生产，经专门机构认定，许可使用绿色食品标志的，无污染、安全、优质、营养类食品。区分为AA级和A级。绿色食品是无污染、安全、优质食品的总称。绿色食品分为以下两种：AA级：指生产地的环境质量符合国家规定标准，生产过程中不使用任何有害化学合成物质，按特定的操作规程进行生产、加工，产品质量及包装经检测符合标准，并经专门机构认定，许可使用AA级绿色食品标志的产品。A级：指生产地的环境质量符合国家规定标准，生产过程中允许限量使用限定的化学合成物质，其余条件与AA级相同。
思考：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。
一、绿色化学的含义
1．绿色化学的含义
绿色化学要求利用化学原理从源头消除污染，减少或消除在化工产品的设计、生产及应用中有害物质的使用和产生。绿色化学要求化学反应和化学工业过程以“原子经济”(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“零排放”(Zero
emission)。
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：使用无毒、无害的原料或可再生资源；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充分利用，反应物中各元素的原子全部转入生成物中；生产过程使用的催化剂是无毒、无害、有高选择性的，使用的溶剂也应是无毒、无害的；生产过程的能耗要低，最好能在常温常压下实现；选择化学生产过程中需要的物质，应尽量使发生化学意外事故的几率和危害性降低到最低程度，得到的产品在不能使用后要可降解成无害物质。
二、绿色化学工艺
1．原料绿色化
现代的许多有机合成工艺使用不可再生的石油炼制产品为原料，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农业性、生物性原材料等可再生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污染严重的反应，同时解决资源枯竭的问题。
2．催化剂绿色化
催化剂的使用提高了反应速率、生产效率。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，许多催化剂有剧毒，要求的反应条件较苛刻。
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。如一类结晶型的硅铝酸盐，具有均一的微孔结构，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。
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，二氧化碳处于超临界(supercritical)状态；当温度低于31
℃时，只要压强足够大，就可以得到液态或固态二氧化碳。超临界二氧化碳和液态二氧化碳扩散速度快，可以很好地溶解相对分子质量比较小的有机化合物，如碳原子数在20以内的脂肪烃、卤代烃、醛、酮、酯等；若再加入适当的表面活性剂，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，可以用超临界二氧化碳或液态二氧化碳代替工业有机溶剂。
4．产品绿色化
当今社会的各个生产、生活领域已经离不开化学产品，但化学产品对人类自身的危害、对生态环境的破坏也是不可忽视的。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，可以再循环利用造成新产品，或者可以在环境中降解为无害物质。
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，它对其他动植物则是安全的，而且用量低，是目前最安全、最具选择性、最有效的昆虫控制剂之一。
思考：绿色化学的核心内容是什么？
提示：绿色化学的核心内容包括：“原子经济性”；避免使用或产生有害、有毒的化学药品或溶剂；物质可再生，循环使用。
一、绿色化学的原则
绿色化学主要是关于环境的化学。绿色化学的12项原则：
(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极产物中。
(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。
二、绿色化学产品设计思路
设计绿色化学产品，要使所设计化合物的分子具有特定的功能，没有危害人类健康和环境的性质，能在环境中较快降解。物质的性质取决于它的结构，要设计符合上述要求的化合物，就要研究某种化合物能产生特定功能的机理；研究有机化合物中具有特定功能的基团；研究怎样避免设计的化合物轻易地进入人体，被人体吸收，或在被吸收后是无害的，或产生的危害可以很快被消除；研究怎样减少需要配合使用的辅助物质。
目前，下列绿色化学产品的设计思路已被广泛接受：
(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。
拓展思考：如何理解原子经济性？
提示：“原子经济性”是绿色化学的核心内容之一，即充分利用反应物中的各个原子，因而既能充分利用资源，又能防止污染。如无机化学中的化合反应、有机化学中的加成反应等，就是原子利用率百分之百。再如用稀盐酸和石灰石制取二氧化碳，由于在收集气体的过程中不可能会没有排放，就不是绿色化学。
知识点绿色化学
【例题1】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
解析：A项，关于水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，水性的较好；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项，含磷洗涤剂会导致水体富营养化。D项，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
【例题2】“绿色化学”是当今社会人们提出的一个新概念。在绿色化学中，一个重要的衡量指标是原子利用率。其计算公式为：原子利用率＝×100%。
如在反应aA＋bB===cC＋dD中，若C为期望产品，则制备C的原子利用率为：
×100%(其中MC、MD为分子摩尔质量)。现在工业上用乙基蒽醌制备H2O2，其工艺流程的反应方程式为：
则用乙基蒽醌法制备H2O2的原子利用率为______。
A．12.6%
B．12.5%
C．94.1%
D．100%
解析：本题考查物质制备中的原子利用率计算。若将上述两步反应相加，得总反应式：H2＋O2===H2O2，即乙基蒽醌在制备H2O2的反应中充当催化剂，而不是反应物，因此原子利用率是100%。
答案：D
点拨：解答本题时，容易根据第一个化学反应计算原子利用率为×100%＝12.6%，从而误选A项。错误原因是忽视第二个化学反应，没有对H2O2的制备原理进行分析，不能根据H2O2制备的总反应进行分析和计算。
1绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比。在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是( )。
A．CH2===CH2＋
B．CH2===CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→＋CaCl2＋H2O
C．2CH2===CH2＋O2―→
D．＋HOCH2CH2OCH2CH2OH＋2H2O
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
2绿色有机合成是指采用无毒、无害的原料、催化剂和溶剂，选择具有高选择性、高转化率，不生产或少生产对环境有害的副产品合成。下列是BHC公司新发明的布洛芬(Ibuprofen)绿色合成方法。
试回答下列问题：
(1)反应③属于羰基合成，反应①②分别所属的有机反应类型是________、________。
(2)反应①的化学方程式为_________________________________________________。
(3)与布洛芬互为同分异构体的芳香族化合物中，其结构可表示为的酯类，X的结构有______种(填数字)。
(4)某学生提议用Reppe反应一步合成布洛芬，并使原子利用率100%，已知：RCH===CH2＋CO＋H2ORCH(CH3)COOH，请用一种有机原料合成布洛芬：__________________。
解析：该题为简单的有机推断题。(2)此反应的小产物为CH3COOH；(3)—X的结构有—COOCH2CH3、—OOCCH2CH3、
—CH2COOCH3、—CH2OOCCH3、—CH2CH2OOCH、—CH(CH3)OOCH，共六种；(4)根据题目所给的信息，可以很容易写出反应方程式。
答案：(1)取代反应 加成反应
(2)＋CH3COOH
(3)6
(4)第一单元 环境污染的化学防治
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。
墨西哥湾原油泄漏、紫金矿业有毒废水泄漏、大连湾漏油事件、江苏响水发生氯气泄漏事故……当前，国内外环境污染事故不断发生，严重污染环境，危害群众身体健康和社会稳定，加之一些污染事故，受害者得不到及时赔偿，又容易引发群体性事件。
一、煤的脱硫处理
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SO2及NOx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。
把煤和脱硫剂(如石灰石)加入锅炉燃烧室，使煤与空气在流化过程中充分混合、燃烧，石灰石在氧气存在条件下与二氧化硫反应生成硫酸钙，起固硫作用。这种方法脱硫率高。反应方程式为CaCO3＋SO2CaSO3＋CO2、2CaSO3＋O2===2CaSO4。
(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除尘、脱硫和脱氮处理。烟气脱硫过程中发生的反应方程式为Ca(OH)2＋SO2===CaSO3＋H2O。
(3)使用微生物脱硫技术。
煤炭中以FeS2形式存在的硫，在有水和空气存在的条件下，用脱硫微生物起生物氧化还原作用：
2FeS2＋7O2＋2H2O4H＋＋2Fe2＋＋4SO
4Fe2＋＋O2＋4H＋4Fe3＋＋2H2O
FeS2＋2Fe3＋3Fe2＋＋2S
2S＋3O2＋2H2O4H＋＋2SO
微生物脱硫过程所发生的反应中，FeS2最终被氧气氧化，转化为硫酸从煤炭中分离出去。
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降解作用，使之最终转化为硫酸除去。
二、固体废弃物的处理
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。任意堆放垃圾既浪费资源、占用土地，又污染空气、水体和地下水，危害人的身心健康。含有易燃、易爆、致毒、致病、放射性等有害物质的工业废弃物，危害更为严重。
2．从法律上支持固体废弃物的资源化
从某种角度看，固体废弃物是放错地方的资源。许多国家都通过法律手段鼓励和支持固体废弃物回收利用技术的研究，力图实现固体废弃物的资源化。1995年，我国颁布了《固体废弃物污染环境防治法》，要求加强城市垃圾在内的固体废弃物的回收处理工作，使固体废弃物资源化。
3．垃圾的分类收集和处理
(1)目的：要使固体废弃物资源化，首先必须对固体废弃物进行分类收集和处理。
(2)分类收集的方法：将固体废弃物分为：可回收垃圾、厨余垃圾、电池、其他垃圾等。
(3)分类处理的方法。
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。
三、从农业废弃物中获得能量
1．沼气池产生沼气的原料和条件
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(marsh
gas)。
2．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，分解为二氧化碳，一部分被还原为甲烷。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有机物，再经发酵转化为有机酸，最后由有机酸发酵产生甲烷。
3．沼气池中残渣、残液的应用
沼气池生产的沼气用作燃料，残渣(沼渣)中除了含有丰富的氮、磷、钾等常量元素外，还含有对作物生长起重要作用的硼、铜、铁、锌等微量元素，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，有的可以杀灭害虫。
一、垃圾资源的再生利用
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。
二、沼气的产生
沼气是有机物如人畜粪便、秸秆、杂草、污泥，淀粉厂、糖厂、酒精厂的工业有机废水等在厌氧条件和一定的温度、湿度、酸碱度等条件下，通过各类厌氧微生物的分解代谢作用而产生的。沼气菌就是一种厌氧细菌，它广泛存在于自然界，如阴沟、粪坑、旧沼气池底部的污泥沉沙中。沼气菌的整个生命活动(生长、发育、繁殖、代谢等)都不需要氧，相反，氧气对它有害。一般在8
℃以上，沼气菌即可活动，产生微量沼气；20～24
℃，活动正常；28～30
℃，活动最旺盛，产生沼气率最高。沼气菌的生命活动需要一定的酸碱度(pH为6.5～7.5)。
沼气菌能以CO2作碳源，有的还能以甲酸、乙酸作为原料生成甲烷，反应过程可表示如下：
CO2＋2H2O2O2＋CH4
CH3COOHCH4↑＋CO2↑
4CH3OHCO2↑＋2H2O＋3CH4↑
4HCOOHCH4↑＋3CO2↑＋2H2O
在沼气菌作用下复杂有机物中的部分碳氢化合物彻底氧化分解为二氧化碳，一部分彻底还原为甲烷。研究认为在发酵过程中，不溶解的有机化合物和聚合物先被水解转化为可溶解的有机物；第二阶段再发酵转化为有机酸；最后由有机酸发酵产生甲烷，如：
(C6H10O5)n＋nH2O―→nC6H12O6
C6H12O6―→2CH3CH2OH＋2CO2↑
2CH3CH2OH＋CO2―→2CH3COOH＋CH4
CH3COOH―→CH4↑＋CO2↑
(以上反应的条件是在硫微生物、甲烷杆菌存在下)
沼气中甲烷含量约为55%～70%，二氧化碳含量约为30%～45%，其余为氧气、氮气和硫化氢。其中甲烷的热值平均高达2.3×104
kJ·m－3。
知识点1环境污染及其防治
【例题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
【例题2】合成氨的工艺流程如下图，试回答相关问题：
(1)不同的原料生产氢气其经济指标如下表：
天然气
石脑油
重油
煤焦
5.6
6.5
8.0
—
28～30
35.5
41.8
54.4
257
390～447
220～280
500
从上表数据及自然资源来看最具发展前景的是______。
A．天然气
B．石脑油
C．重油
D．煤焦
(2)脱硫工艺一般是通过金属氧化物来实现的，通过三步反应最后再生成金属氧化物，并得到单质硫，请补充第三步反应。
①MezOy＋zH2S＋(y－z)H2===MezSz＋yH2O
②MezSz＋(＋z)O2===MezOy＋zSO2
③________________________________________________________________________
(3)气体的精制 经净化过的气体仍有少量的CO等有害气体。常用的方法有铜洗法和甲烷化法。CO(g)＋Cu(NH3)2Ac＋NH3(l)[Cu(NH3)3CO]Ac；正反应放热，反应在铜洗塔中进行，吸收后的铜液送到再生器中，在再生器处解吸CO，适宜条件是______________，解吸后铜液循环使用。甲烷化法则是把CO、CO2转化为对氨合成无害的CH4，主要反应是CO(g)＋3H2(g)
CH4(g)＋H2O(g)；正反应放热，甲烷化的条件是______________________。
(4)500℃时，y随及压强的变化关系如上图所示。纵坐标可能是______________，结合目前生产的条件，应控制的是__________。
解析：本题考查了平衡原理在工业生产中的应用。(1)发展前景一方面从成本比较，另一方面还要比较能量消耗，综合两者天然气更具前景。(2)补充方程式的关键是理解题意，最后生成金属氧化物和硫单质。反应②中生成SO2，要将SO2转化成硫单质。金属硫化物中硫显－2价，SO2中硫显＋4价，通过两者归中反应可制得硫。(3)将
CO解吸出来，要使平衡向逆反应方向移动，甲烷化的条件是平衡正向移动，高压和适宜温度。(4)压强增大，平衡向正反应方向移动，观察图像，y也增大；提高H2的比例，y先增大后减小，y可能是平衡时混合气体中氨气的体积分数。观察图像可知，当略小于3∶1时，氨气的体积分数在相同条件下最大。
答案：(1)A (2)MezSz＋SO2===MezOy＋(z＋)S (3)减压和加热 高压、适当温度 (4)平衡时混合气体中氨气的体积分数 略小于3∶1
知识点2固体废弃物的处理
【例题3】某些废旧塑料可采用下列方法处理：将废塑料隔绝空气加强热，使其变成有用的物质，实验装置如下图。
加热聚丙烯废塑料得到的产物如下表：
产物
氢气
甲烷
乙烯
丙烯
苯
甲苯
碳
质量分数/%
12
24
12
16
20
10
6
(1)试管A中残余物有多种用途，如下列转化就可制取高聚物聚乙炔。
A中残留物聚乙炔
写出反应②③的化学方程式：____________________、________________________。
(2)试管B收集到的产品中，能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质其一氯代物有______种。
(3)锥形瓶C中观察到的现象是______________。经溴水充分吸收，剩余气体经干燥后的平均相对分子质量为______。
(4)写出C中逸出的气体在工业上的两种用途：________________、________________。
解析：试管B收集到的产品中，能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质是甲苯，其一氯代物有4种；锥形瓶C中观察到的现象应该为乙烯、丙烯等使溴水褪色；若设产物的总质量为100
g，则还剩有6
mol
H2和1.5
mol
CH4，其平均相对分子质量为＝4.8。
答案：(1)CaC2＋2H2O―→Ca(OH)2＋C2H2↑
?
(2)4 (3)棕黄色溶液变为无色或褪色 4.8
(4)合成氨原料 作燃料或有机化工原料(其他合理答案均可)
点拨：在解答化学问题时，一定注意题给条件是否得到合理的应用。如表格中各有机物的质量分数，可以假设混合物共100
g，则说明H2的质量为12
g，物质的量为6
mol，CH4的质量为24
g，物质的量为1.5
mol，这样比较容易求出该混合气体的平均相对分子质量。
1环境保护已成为当前和未来的一项全球性重大课题之一。为消除目前燃料使用过程中的环境污染问题，并缓解能源危机，有的专家提出利用太阳能促进燃料循环使用的构想(如图)。
这种构想或方案可用如下反应表示：
①2CO22CO＋O2；
②H2O―→______________________________________________________；
③N2＋H2O―→NH3＋______；
④CO2＋______―→CH3OH＋______；
⑤______＋H2O―→CH4＋______。
(1)请完成上述化学方程式。
(2)要实现上述的一些构想，目前和今后要解决的关键问题是______________________。
(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)。
答案：(1)②2H2O2H2↑＋O2↑ ③2N2＋6H2O4NH3＋3O2 ④2CO2＋4H2O2CH3OH＋3O2 ⑤CO2＋2H2OCH4＋2O2
(2)如何使物质吸收光能转变为其他物质
(3)绿色植物的光合作用，即在日光作用下，利用光能把二氧化碳和水转变成碳水化合物(糖类)
6CO2＋6H2OC6H12O6＋6O2
2由于工业发展，燃烧设备不断增多，设备规模不断增大。这些工厂排放的烟气中都会有大量的SO2废气。据统计，我国1995年工业SO2的排放量为1
396万吨，2006年工业SO2的排放量达到了3
800万吨，由于SO2的污染，我国每年损失高达1
100亿元。
(1)写出两个工业生产过程中产生SO2的实例：
①________________________________________________________________________、
②________________________________________________________________________。
(2)防治SO2污染可采用的措施有(写出两种)：
①________________________________________________________________________、
②________________________________________________________________________。
(3)湿式石灰石—石膏法脱硫工艺是烟气脱硫技术中最成熟的一种方法。其工艺流程是：烟气经锅炉预热器出来，进入电除尘器除掉大部分粉煤灰烟尘，再经过一个专门的热交换器，然后进入吸收塔，烟气中的SO2与含有石灰石的浆液进行气液接触，通入空气后生成石膏(CaSO4·2H2O)。经脱硫的烟气，应用循环气体加热器进行再加热，进入烟囱，排入大气。
①写出湿法石灰石—石膏法脱硫所涉及的化学反应方程式：______________________。
②用石灰石浆液作SO2吸收剂而不用熟石灰吸收SO2的原因是_____________________。
③上述过程中得到的石膏，如果含氯化合物(主要来源于燃料煤)超过杂质极限值，则石膏产品性能变坏。工业上消除可溶性氯化物的方法是______________________________。
固体质量与反应时间
(4)某化学兴趣小组为了测定烟气脱硫所得石膏的组成(CaSO4·xH2O)即测定x值。做如下实验：将石膏加热使之脱水，加热过程中固体的质量与时间的变化关系如图所示。数据表明当固体的质量为2.72
g后不再改变。求(必须写出计算过程)：
(1)石膏的化学式。
(2)图像中AB段对应化合物的化学式。
解析：(1)SO2主要是化石燃料的燃烧和含硫矿石的冶炼产生的。
(2)防治SO2污染的措施，一是从污染源着手，削减污染物的排放量，减少煤的直接燃烧，开发新能源，以减少煤和石油的用量，二是采用各种技术，控制污染物的排放，进行燃料脱硫和烟气脱硫。
(3)①略。②Ca(OH)2在工业上是以石灰石为原料经过煅烧生产的，如果用熟石灰进行脱硫，成本较高。③因石膏微溶于水，而氯化物易溶于水，可用水洗法除去其中的氯化物。
(4)①CaSO4·xH2O===CaSO4＋xH2O
136
18x
2.72
g
0.72
g
＝
解得x＝2
即石膏的化学式为CaSO4·2H2O。
②设AB段对应化合物的化学式为CaSO4·nH2O。
CaSO4·nH2O===CaSO4＋nH2O
136
18n
2.72
g
(2.90－2.72)
g
＝
解得n＝1/2，则AB段化合物的化学式为2CaSO4·H2O。
答案：(1)①化石燃料的燃烧
②含硫矿石的冶炼
(2)①减少化石燃料的燃烧，大量使用清洁能源
②提高煤的燃烧利用率 ③进行脱硫处理等
(3)①SO2＋CaCO3===CaSO3＋CO2、
2CaSO3＋O2===2CaSO4
②用石灰石浆液的成本较低 ③用水洗涤
(4)①CaSO4·2H2O ②2CaSO4·H2O专题六
从污染防治到绿色化学
一、课程标准
知道大气主要污染物，能说出减少大气污染物的原理和方法。
知道主要的居室空气污染物；了解其对人体的危害。
认识“白色污染”的危害和防治方法
根据防治土壤污染、保护环境的要求，举例说明废水处理、垃圾和其他生活废弃物处置的方法。
[活动与探究建议]
1
调查：学校所在地区大气污染及防治情况
2
调查并讨论：燃烧化石燃料对环境可能造成的污染与治理途径。
3
实验：一氧化碳的毒性。
4
讨论：在田间或市区焚烧植5
物秸秆、枝叶以及垃圾的危害。
6
讨论：如何减少或避免甲醛等挥发性有机物、氡等对居室空气的污染。
7
调查：当地生活垃圾的处理和回收利用情况，8
讨论并提出改进意见。
二、教学内容增减建议
1、
建议补充酸雨的危害及废旧电池的污染及处理
2、
结合多糖性质，3、
学习有关沼气的制取
4、
建议补充绿色化学的12条原则
三、课时安排建议
第一单元
环境污染的化学防治
1-2课时
第二单元
绿色化学与可持续发展1课时
[知识回顾]
什么是环境污染？环境污染的类型有哪些？
常见的大气污染物有哪些？
3、什么是酸雨？酸雨的主要类型有哪些？酸雨有哪些危害？
第一单元
环境污染的化学防治
[知识学习]
一、煤的脱硫处理
1、煤的脱硫处理目的：
2、方法及反应
（1）采用“流化床”燃烧技术，在煤燃烧的同时进行脱硫处理。
过程中的化学反应：
（2）实施煤炭燃烧后的烟气净化技术：把煤炭燃烧产生的烟气通入吸收塔中，用石灰水淋洗，过程中的化学反应：
（3）微生物脱硫技术，利用微生物使硫元素转化为硫酸盐或硫酸
过程中的化学反应：
二、固体废弃物的处理
将固体废弃物经化学、物理、生物等途径达到减量化、无害化、或部分资源化，以便于利用、储存、运输或最终处置的过程。
三、从农业废弃物获得能量
生物质能的概念：
生物质能源有：
1、甲烷：燃料
有机物
沼气菌
2、沼液：浸种、养蘑菇、防果苗冻害等。
3、沼渣：高效有机肥
课堂练习：
为了更好地解决能源问题，人们一方面研究如何提高燃料的燃烧效率，另一方面寻找能源，以下做法不能提高燃料效率的是
A.煤的气化与液化
B.液体燃料呈雾状喷出
C.通入大大过量的空气
D.将煤粉碎
煤的综合利用可以获得洁净的燃料及多种化工原料。下列不属于煤的综合利用的是
A．煤干馏
B．煤液化
C．煤气化
D．煤燃烧
煤高温干馏的产物中，可用作燃料的是
A．焦炭
B．煤焦油
C．焦炉气
D．粗氨水
下列全球性和区域性的环境问题主要是因为向大气中过量排放二氧化碳和甲烷造成的是
A．气候变暖（温室效应）
B．臭氧层破坏（臭氧空洞）
C．酸雨
D．赤潮和水华
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.煤转化成煤气后燃烧，可以提高燃烧效率。
目前我国许多城市和地区定期公布空气质量报告，在空气质量报告中，一般不涉及
A.SO2
B.NO2
C.CO2
D.可吸入颗粒物
为了减少大气污染，许多城市推广汽车使用清洁燃料，目前使用的清洁燃料主要有两类：一类是压缩天然气，一类是液化石油气的主要成分。据此信息解答下列7－8题。
这类燃料的主要成分都是
A．碳水化合物
B．碳氢化合物
C．氢气
D．醇类
这类燃料之所以被称为“清洁燃料”，其原因的解释中正确的是
A．使用这类燃料的汽车不会排放对环境有害的气体
B．这类燃料燃烧不会产生对环境有害的气体
C．使用这类燃料的汽车所排放的有害气体比使用普通燃料少
D．这种清洁燃料比普通燃料燃烧更充分
已知煤的近代结构模型如图所示：
（1）从煤的结构模型来看，煤是工业上获得___________烃的重要来源．
（2）我国大约70%的煤是直接用于燃烧的，从煤的结构模型来看，在提供热量的同时产生大量的___________等气体物质，造成严重的大气污染．
（3）“型煤”技术不仅可以减少87%的废气排放量，烟尘排放量也可减少80%，致癌物苯并［α］芘的排放量也减少，同时节煤20%～30%．“型煤”技术的原理是利用固硫剂在燃烧过程中生成稳定的硫酸盐．下列物质中适宜于做固硫剂的是___________．
A．氯化钙
B．氧化钙
C．硫酸钙
D．氢氧化钙
（4）某“型煤”生产厂利用石灰石作固硫剂，试用化学方程式表示其“固硫”过程．
（5）除上述的“型煤”技术外，为了解决煤燃烧所造成的污染问题和提高煤的利用价值，煤资源的综合利用方法还有___________，___________，___________等．
在啤酒生产过程中，发酵是重要环节．生产过程大致如下：将经过灭菌的麦芽汁充氧，接入啤酒酵母菌菌种后输入发酵罐．初期，酵母菌迅速繁殖，糖度下降，产生白色泡沫，溶解氧渐渐耗尽．随后，酵母菌繁殖速度迅速下降，糖度加速降低，酒精浓度渐渐上升，泡沫不断增多．当糖浓度下降到一定程度后，结束发酵．最后分别输出有形物质和鲜啤酒．
根据上述过程，回答以下问题：
（1）该过程表明啤酒酵母菌异化作用的特点是
．
（2）初期，酵母菌迅速繁殖的主要方式是
．
（3）经测定酵母菌消耗的糖中，98.5%形成了酒精和其他发酵产物，其余1.5%则是用于
（4）请写出由麦芽糖→葡萄糖→酒精的反应方程式．
（5）如果酵母菌消耗的糖（设为麦芽糖，其相对分子质量为342）有98.5%（质量分数）形成了酒精（相对分子质量为46.0）和其他发酵产物．设有500t麦芽汁，其中麦芽糖的质量分数为8.00%，发酵后最多能生产酒精浓度为3.20%（质量分数）的啤酒多少t 第一单元 环境污染的化学防治
1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
22009年1月1日开始，我国起征燃油税。较少汽油等成品油的使用是这次税费改革的目的之一。下列说法中不正确的是( )。
A．工业上将石油蒸馏得到汽油，发生了化学变化
B．汽车尾气中的碳氢化合物会加剧温室效应
C．汽车尾气的大量排放是形成光化学烟雾的重要原因
D．汽车尾气中“黑烟”会增加空气中固体颗粒的含量
3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．为推广氢能的使用，工业上可采用电解水法制取大量氢气
B．将石油裂化、裂解，综合利用石油资源
C．有节制地开采煤、石油、天然气等矿物资源
D．将某些废旧塑料熔化后再成型
42009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
5、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
6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
7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
8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，被还原为Mn2＋，SO2被氧化成。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，需用到的玻璃仪器有______、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)若气体流速管中气体流速为a
cm3/min，当t
min时酸性KMnO4溶液恰好褪色，则空气中SO2的含量为______(g·cm－3)。
(4)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________。
(5)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)：___________________。
9锌锰废电池经处理后，生产并回收硫酸锌及碳酸锰，其中生产工业级碳酸锰工艺如下：
试回答下列问题：
(1)锰在元素周期表中位于第____周期，第____族。
(2)步骤1和步骤2是将MnO2转化为MnO并溶于硫酸，其中步骤2中的氢气，是另一个流程产生的副产品，请写出产生氢气的反应方程式：______________________________。
(3)步骤3和步骤4都是除杂质。
①X是一种“绿色”氧化剂，则X是________(填化学式)。
②步骤3是除去杂质Fe2＋。请用文字和必要的方程式简述除去Fe2＋的方法：(已知三种离子沉淀的pH范围为Fe3＋：2.7～3.7，Mn2＋：8.6～10.1，Fe2＋：7.6～9.6)__________________。
③步骤4中主要反应方程式为MeSO4＋BaS===MeS↓＋BaSO4↓(Me主要为Pb、Cd、Hg等)，则其除去杂质的原理是___________________________________________________。
(4)已知进行步骤5的操作时，溶液3(主要成分为MnSO4)会产生大量无色无味的气泡，则步骤5反应的化学方程式为____________________。
参考答案
1.
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
2.
解析：该题从生活和社会中的“税费改革”热点问题出发，考查化学科学在STSE中的渗透。A错误，因为石油主要是多种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物，在被蒸馏时仅仅根据它们的沸点范围不同实施馏分分离，好比从酒中馏出乙醇、醋中蒸得乙酸，并未发生化学变化；从某种程度上说，汽油是石油的“组分”之一。B正确，汽车尾气中的碳氢化合物也属于“温室气体”。C正确，光化学烟雾指的是各种生产设备，特别是汽车尾气中碳氢化合物以及氮氧化物等，在干热、阳光的共同作用下，发生复杂的光化学反应而产生的二次污染物。D正确，汽车尾气中“黑烟”主要是燃料不完全燃烧而析出的炭黑颗粒，会增加空气中固体颗粒的含量。
答案：A
3.
解析：电解水法制取氢气会消耗大量的电能，不符合节能要求；有节制地开采煤和石油，有效综合利用资源，废旧塑料的回收利用均符合节能减排要求。
答案：A
4.
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
5.
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
6.
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
7.
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
8.
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、烧杯、200
mL容量瓶、胶头滴管、药匙，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)
。由电子守恒、电荷守恒和元素守恒的次序即可配平方程式。
(3)设空气中SO2含量为x
g·cm－3。
5SO2 ～ 2
320
g
2
mol
atx
g
0.2
L×0.1
mol·L－1
解得：。
答案：(1)烧杯 200
mL容量瓶 胶头滴管 搅拌和引流
(2)5SO2＋2＋2H2O===5＋2Mn2＋＋4H＋
(3)
(4)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)
(5)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
9.
解析：(2)废电池回收硫酸锌和碳酸锰，故另一个工艺是制取硫酸锌，锌皮与稀硫酸反应生成氢气：Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。
(3)①具有强氧化性的“绿色”氧化剂，显然是H2O2，它的加入也不会引入新的杂质。②由题给的三种离子沉淀pH可知，为除去Fe2＋、Fe3＋，应将Fe2＋先氧化为Fe3＋，然后调节溶液的pH在3.7～8.6之间，以便除尽Fe3＋而不损失Mn2＋。③难溶电解质有生成更难溶电解质的趋势，故利用沉淀的转化实现了除去Pb2＋、Cd2＋、Hg＋。
(4)根据气体是无色无味，可知该气体是CO2，故该反应的化学方程式为MnSO4＋2NH4HCO3===(NH4)2SO4＋MnCO3↓＋CO2↑＋H2O。
答案：(1)四 ⅦB
(2)Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑
(3)①H2O2 ②在酸性条件下加入双氧水，将Fe2＋氧化成Fe3＋，2Fe2＋＋H2O2＋2H＋===2Fe3＋＋2H2O，调节pH至3.7～8.6，使Fe3＋沉淀完全，Fe3＋＋3H2OFe(OH)3＋3H＋ ③以BaS为沉淀剂，使Pb2＋、Cd2＋、Hg＋等金属离子，生成更难溶的硫化物而除去
(4)MnSO4＋2NH4HCO3===(NH4)2SO4＋MnCO3↓＋H2O＋CO2↑
