新人教版高中化学第八章第三节 环境保护与绿色化学课件（共46张PPT）

(共46张PPT)
第三节
环境保护与绿色化学
微山一中
2020年4月30日
核心知识网络
学习目标:
1.能列举常见的大气、水体和土壤的污染物及其危害，说明常见污染的成因和防治措施的化学原理，树立“绿水 青山就是金山银山”的理念。
2.以酸雨防治和潜水处理为例，设计简单的防治方案，体会化学原理的应用对环境保护的作用，说明化学科学在生产、生活中的应用价值。
3.通过环氧乙烷两种制备方法的讨论，树立“绿色化学”的观念，并能运用“绿色化学”思想分析和讨论化工生产的相关问题，形成节约和循环利用的可持续发展的意识。
3
学习重点、难点：
学习重点：
SO2等污染物的控制、消除和回收利用；污水处理的流程、方法及原理。
学习难点：
绿色化学观念的形成和绿色化学思想的运用。

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环境问题
【阅读课本识记环境问题的概念】
5
通常所说的环境问题，主要是指由于人类 的开发和利用而造成的生态环境的破坏，以及 和
所造成的环境污染。
不合理
工农业生产
人类生活
化学工作者在解决环境问题时面临的首要任务：
对环境情况监测、三废(废气、废水、废渣)的治理、寻找源头治理环境污染的生产工艺等。
环境污染图片

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环境保护、污染治理的基础
【阅读课本结合前面的图片回答问题】
怎样才有可能把环境治理好？
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研究清楚污染物的存在、分布和转化规律，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，是进行环境质量评价和污染治理的基础。
这些都需要化学工作者付出辛勤的劳动。希望广大同学投身到化学工作中，现在努力学化学基础知识，将来能够为环境保护做出贡献。
污染分类及污染物的来源

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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
化石燃料的燃烧和工业生产
废气和颗粒物
农业生产和日常生活中
农药、化肥、生活污水
大气污染
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1.定义：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。CO2不属于大气污染物。
说明： ①目前计入空气污染指数的项目主要是SO2、NO2、CO、O3和可吸入
颗粒物等。
2.主要来源:
化石燃料的燃烧；工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。
3.主要危害：在太阳辐射等因素作用下，经复杂变化形成次生污染物，在一定天气条件下会造成酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象。
②“PM2.5”是指大气中直径小于或等于2.5um的颗粒物，又称细颗粒物或
可入肺颗粒物
次生污染物的形成示意图
思考与讨论：酸雨的形成与控制

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煤
燃烧
能量
SO2
排入空气
空气中形成酸雨
SO2+H2O==H2SO3
2H2SO3+O2== 2H2SO4
酸雨有哪些危害？
写出形成酸雨的化学反应方程式
雨水的pH小于5.6
形成酸雨的气体有哪些？
会对土壤、森林、水生动植物和建筑物等造成大范围危害
硫的氧化物和氮的氧化物
思考与讨论：酸雨的形成与控制

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煤燃烧可提供能量，那么工厂中如何解决煤燃烧产生的SO2？
SO2

吸收
？


？
NaOH
Na2SO3
工业生产中吸收剂的选择还要考虑哪些条件？
根据SO2的性质，吸收SO2应选用什么试剂？
碱、碱性氧化物及碳酸盐
思考与讨论：酸雨的形成与控制

2020年5月5日星期二
人教版2019化学
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煤燃烧可提供能量，那么工厂中如何解决煤燃烧产生的SO2
SO2

吸收
？


？

氧化
O2


CaSO4
Ca(OH)2
为了综合利用
CaSO3
写出相关方程式
Ca(OH)2+SO2==CaSO3+H2O
2CaSO3+O2==2CaSO4
深度思考
比较下面两种吸收SO2的流程，各有什么优点和缺点？



请同学们设计一个改进，能实现物料循环的“双碱法”烟气脱硫方案。
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吸收快；原料价格高，Na2SO3的排放
原料价格低，CaSO4的生成，用途广；吸收慢
污染消除
成本降低
副产物有用
化学与水污染

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污水如何处理
水污染
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1.污水主要成分:
重金属盐、酸、碱等无机化合物；耗氧物质、石油和难降解的有机物以及洗涤剂等。
2.危害：往往含有复杂的成分，任意排放会导致土壤和水体的污染。
3.污水处理的方法：
化学与水污染
【污水处理流程】

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设备：格栅间、曝气沉沙池、初次沉淀池

目的：除去不溶解的污染物

方法：物理法
设备：曝气池、二次沉淀池

目的：除去可降解的有机物等污染物

方法：微生物法和某些化学法
设备：沉淀池（深度处理）

目的：除去不溶解的污染物

方法：化学法和物理化学法
未经处理的污水污水

一级处理

二级处理

三级处理

可排放的水
主要是混凝法，混凝剂：硫酸铝、明矾、硫酸亚铁、硫酸铁、三氯化铁等
化学沉淀法、氧化还原法
吸附、离子交换、萃取、电渗析、反渗透法等
化学与固体废弃物污染
2. 治理原则：遵循 、 和 的原则，达到减少环境污染和 这两个重要目的
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无害化
减量化
资源化
资源回收利用
1.主要是指生活垃圾、工业废料随意堆放造成的污染。
目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及废旧电池造成的重 金属污染。
【科学视野】常见环境问题及危害
环境问题 主要污染物 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
空洞 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
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
水华 废水中含氮、磷元素的营养物质 使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、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
化学与环境保护总结

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相关练习
1.空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持，下列措施不利于“蓝天工程”建设的是（ ）
A.推广使用燃煤脱硫技术，防治污染
B.加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量
C.实施绿化工程，防治扬尘污染
D.利用和开发新能源汽车，消除机动车尾气污染

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B
相关练习
2.为了保护自然环境，提高人民的生活质量，必须重视处理“白色污染”。该“白色污染”指的是（ ）
A.冶炼厂的白色烟尘 B.石灰窑的白色粉末
C.聚氯乙烯等塑料垃圾 D.白色建筑材料

23
C
相关练习
3.下列有关环境问题的说法正确的是（ ）
A.燃煤中加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量
B.臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康
C.pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨
D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染

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A
相关练习
4.我国近海海域海水中一些元素含量普遍超标，富营养化十分严重，经常发生“赤潮”现象。下列生活用品中能引起“赤潮”的是（ ）
A.肥皂 B.含磷洗涤剂
C.加酶洗衣粉 D.化妆品

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B
绿色化学
【阅读课本119页】识记绿色化学的概念
改变“ ”的观念和做法，利用 和 ，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 减少或消除环境污染。

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先污染后治理
化学原理
技术手段
源头
说明：绿色化学是始端污染预防，而“三废”治理是终端污
染控制。
总结分析
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从环境观点来看:
绿色化学强调从源头上减少和消除污染(从一开始避免污染物的产生)，而不是治理污染。
从经济观点来看:
绿色化学提倡合理利用资源和能源，降低生产成本(尽可能提高原子利用率)
思考与讨论 酸雨防治
前面讨论了工厂中如何解决煤燃烧产生的SO2来防治酸雨，下面请同学们结合绿色化学思想，为减少或消除酸雨对环境的污染，还能提出哪些措施？
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1.开发新能源，如氢能，太阳能，水能，潮汐能，地热能等。
2.使用燃煤脱硫技术，减少二氧化硫排放。
3.工业生产排放气体处理后再排放。
4.少开车，多乘坐公共交通工具出行。
5.使用天然气等较清洁能源，少用煤
理想绿色化学示意图

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原子经济性反应
高选择性反应
安全的生产工艺
无毒、无害原料可再生资源
环境友好产品（安全、可降解和再利用）
提高能源的利用率
应用无毒、无害的催化剂
应用无毒、无害的溶剂






反应物
反应过程
反应产物
原子经济性反应
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?100%
原子利用率 =
化学反应是原子重新组合的过程。绿色化学的核心内容是“原子经济性反应”，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。化学反应的原子经济性用“原子利用率”来衡量
最理想的“原子经济性反应”要求反应物的原子全部转化为期望的最终
产物,这时原子利用率达到100%,也就是说在化学反应过程中不产生任何
废弃物。(即没有副反应,不生成副产物,更不能产生废弃物)
思考与讨论

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思考与讨论
1.以乙烯为原料通过氯代乙醇法生产环氧乙烷，其原子利用率为：


采用银催化一步合成环氧乙烷的原子利用率为100%
2.原子利用率100%的反应类型
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m(环氧乙烷)
m(环氧乙烷)+m(CaCl2)+m(H2O)
=
44
44+111+18
= 25.4%
化合反应、加成反应、加聚反应
思考与讨论
3.对化学工作者的新要求。结合图8-24回答
（1）在原料、溶剂的选择上。

（2）在反应路线的选择上提出了新要求。

（3）在反应条件的选择上提出了新要求。

（4）在资源和能源的选择上提出了新要求。
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无毒、无害，开发无溶剂反应；起始端无采用无污染预防的科学手段
开发、应用原子经济反应路线
节能：反应尽量在温和的温度和压力下进行；寻找新型、高效催化剂
充分利用可再生资源 ，合理利用资源和能源，降低生产成本，符合可持续发展的理念
绿色化学总结
1.“绿色化学”可以诠释为环境友好化学,它的核心内涵是在反应过程和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。它研究对环境没有任何副作用的化学试剂、化学制品和化学工艺。
2.绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。按照绿色化学的原则,最理想的“原子经济性反应”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物(即没有副反应,不生成副产物,更不能产生废弃物),这时原子利用率为100%。

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可持续发展
开发和利用自然资源，必须遵循 、 和
的原则，践行绿色发展理念，保护生态环境。这关系到人类的生存和可持续发展，需要全社会共同努力，为子孙后代留下良好的生存空间和更加美好的未来。
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减量化
再利用
再循环
相关练习
1.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 (　　)
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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 工厂废气的排放
D CO 酸雨 汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧
C
相关练习
2.绿色化学实验是指在绿色化学的思想指导下,对常规实验进行改革而形成的实验新方法。下列符合绿色化学实验操作的是(　　)
A.将一氧化碳还原氧化铜的尾气直接排入空气中
B.将锌和稀硫酸反应后的废液直接倒入下水道中
C.将跟氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全
D.将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分离

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D
3.“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是（ ）

C
相关练习：
4.“化学，让生活更美好”，下列叙述不能直接体现这一主旨的是（ ）
A．风力发电，让能源更清洁　
B．合成光纤，让通讯更快捷
C．合成药物，让人类更健康
D．环保涂料，让环境更宜居
A
相关练习：
5．“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，并使原子利用率为100%。下列符合“绿色化学”的是（ ）
①用甲烷、一氧化碳合成乙酸乙酯：
2CH4＋2CO CH3COOC2H5
②氢氧燃料电池 ③在通风橱进行有毒气体的实验
④对工业生产硝酸产生的废气、废水进行严格处理
⑤生产环氧乙烷：CH2=CH2＋Cl2＋Ca(OH)2→ ＋ CaCl2＋H2O
⑥2M＋N=2P＋2Q，2P＋M=Q (M、N为原料，Q为期望产品)
A．①③④⑥ B．①②⑤ C．①②③④ D．①②⑥
催化剂
D
相关练习
6.以下是与绿色化学、环境保护和人类健康息息相关的三个主题,请根据已知信息回答下列问题:
(1)下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是________(填字母)。?
A.CH2＝CH2+HCl→CH3CH2Cl
B.CH3CH2OH+HCl CH3CH2Cl+H2O
C.CH3CH3+Cl2 CH3CH2Cl+HCl
D.CH2＝CHCl+H2 CH3CH2Cl


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催化剂

催化剂


光
AD
相关练习
(2)有毒物质的无害化处理也是绿色化学研究的内容之一。ClO2是一种性能优良的消毒剂,它可将废水中少量的CN-等有毒的酸根离子氧化而除去。请写出用ClO2将废水中的CN-氧化成无毒气体的离子方程式: ________________________,
该方法的优点是________________________。?

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2ClO2+2CN- ═2CO2↑+N2↑+2Cl-
产物为无毒无害的Cl-、CO2和N2　
相关练习
(3)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下:



活性炭的作用是__________ ___ ______; O3消毒的优点是________________________


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吸附水中的有机物(或除去水中的异味)
　反应产物无毒无害
课堂总结

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化学作业

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1.认真复习记忆基础知识，准备五一假期后期中检测。
2.认真完成本节课课时分层训练（十九）。拍照上传到本班级老师发布的家校本中。
3.期中检测范围为所学这四章内容，重点为前两章。侧重基础知识考查，大家认真复习。
2020年5月5日星期二
人教版2019化学
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课堂结束
五一快乐