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葛秀桥葛秀桥第三节环境保护与绿色化学2020年4月30日葛秀桥核心知识网络葛秀桥学习目标: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葛秀桥学习重点、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。4葛秀桥环境问题【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。葛秀桥环境污染图片•6葛秀桥环境保护、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？7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。葛秀桥污染分类及污染物的来源8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农业生产和日常生活中葛秀桥大气污染91.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葛秀桥次生污染物的形成示意图葛秀桥思考与讨论：酸雨的形成与控制11煤燃烧能量SO2排入空气空气中形成酸雨SO2+H2O==H2SO32H2SO3+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葛秀桥思考与讨论：酸雨的形成与控制12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？？NaOHNa2SO3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葛秀桥思考与讨论：酸雨的形成与控制2020年11月20日星期五人教版2019化学13煤燃烧可提供能量，那么工厂中如何解决煤燃烧产生的SO2SO2吸收？？氧化O2CaSO4Ca(OH)2为了综合利用CaSO3写出相关方程式Ca(OH)2+SO2==CaSO3+H2O2CaSO3+O2==2CaSO4葛秀桥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。14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葛秀桥化学与水污染•15污水如何处理葛秀桥水污染161.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：葛秀桥化学与水污染【污水处理流程】17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、反渗透法等葛秀桥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18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。葛秀桥【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，使人生病甚至死亡葛秀桥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，危害人体健康葛秀桥化学与环境保护总结21葛秀桥相关练习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22B葛秀桥相关练习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23C葛秀桥相关练习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24A葛秀桥相关练习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25B葛秀桥绿色化学【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。26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。葛秀桥总结分析27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)葛秀桥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？281.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，少用煤葛秀桥理想绿色化学示意图29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葛秀桥原子经济性反应30期望产物总质量生成物的总质量⨯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)葛秀桥思考与讨论31葛秀桥思考与讨论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32m(环氧乙烷)m(环氧乙烷)+m(CaCl2)+m(H2O)=4444+111+18=25.4%化合反应、加成反应、加聚反应葛秀桥思考与讨论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。33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葛秀桥绿色化学总结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%。34葛秀桥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。35减量化再利用再循环葛秀桥相关练习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()36选项氧化物环境问题主要来源ACO2破坏臭氧层化石燃料的燃烧BSO2温室效应汽车尾气的排放CNO2光化学烟雾工厂废气的排放DCO酸雨汽车尾气和化石燃料的不完全燃烧C葛秀桥相关练习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37D葛秀桥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：葛秀桥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：葛秀桥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＋2COCH3COOC2H5②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＋H2O⑥2M＋N=2P＋2Q，2P＋M=Q(M、N为原料，Q为期望产品)A．①③④⑥B．①②⑤C．①②③④D．①②⑥催化剂D葛秀桥相关练习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→CH3CH2ClB.CH3CH2OH