1、第八第八章章 化学与化学与可持续发展可持续发展环境保护与绿色化学环境保护与绿色化学1 1、环境保护环境保护(1)(1)环境问题：主要是指由于人类环境问题：主要是指由于人类_地开发和利用地开发和利用_而造而造成的成的_破坏，以及破坏，以及_和和_所造成的环境污染所造成的环境污染。一、化学与环境保护一、化学与环境保护不合理不合理自然资源自然资源生态环境生态环境工农业生产工农业生产人类生活人类生活存在形态存在形态含量含量分析分析测定测定废气废气废水废水废渣废渣( (2)2)环境保护的任务环境保护的任务环境监测：对污染物的环境监测：对污染物的_、_等进行等进行_和和_，为控，为控制和消除污染提供可靠的
2、数据。制和消除污染提供可靠的数据。治理工业治理工业“三废三废”( (_、_、_) )。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。解决环境问题。2 2、大气污染大气污染物来源及次生污染物的形成物来源及次生污染物的形成化石燃料化石燃料SO2酸雨酸雨雾霾雾霾光化光化学烟学烟雾雾3 3、污水的处理污水的处理(1)(1)常用的污水处理方法：常用的污水处理方法：_、_和和_等。等。(2)(2)污水处理的常用化学方法：污水处理的常用化学方法：_、_、_等。等。物理法物理法化学法化学法生物法生物法中和法中和法氧化还原法
3、氧化还原法沉淀法沉淀法( (3)3)污水处理的流程污水处理的流程一级处理：通常采用一级处理：通常采用_方法方法，即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解，即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经一级处理后的水一般达不到排放标准，一级处理作为预处理。的污染物。经一级处理后的水一般达不到排放标准，一级处理作为预处理。二级处理：采用二级处理：采用_方法方法( (或或_法法) )及某些化学方法，除去水中的可降及某些化学方法，除去水中的可降解有机物等污染物。经二级处理后的水一般可以达到国家规定的排放标准。解有机物等污染物。经二级处理后的水一般可以达到国家规定的排放标准。物理物理生物生物微生物微生物三
4、级处理：主要采用三级处理：主要采用_、_、_和和_等，等，对污水进行深度处理和净化。经三级处理后水可用于绿化和景观用水等。对污水进行深度处理和净化。经三级处理后水可用于绿化和景观用水等。4 4、固体固体废弃物的废弃物的处理处理( (1)1)处理原则处理原则：_、_和和_。(2)(2)目的目的：_和和_。化学沉淀法化学沉淀法 氧化还原法氧化还原法离子交换法离子交换法反渗透法反渗透法无害化无害化减量化减量化资源化资源化减少环境污染减少环境污染资源回收利用资源回收利用【思考与交流】【思考与交流】含含硫氧化物和含氦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硫氧化物和含氦氧化物是形成酸雨
5、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和反应类型。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和反应类型。利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进而控制酸雨等危害。例如，针对我国以煤利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进而控制酸雨等危害。例如，针对我国以煤炭炭为主为主、酸雨类型属于硫酸型的特点，主要、酸雨类型属于硫酸型的特点，主要 采取燃料预脱硫、炉内脱硫和烟囱排气采取燃料预脱硫、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施，用除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3等吸收脱硫。等吸收脱硫。再如，机动车辆的尾气排
6、放也同样需要控制，其中的氮氧化物还是光化学污染的主要再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制，其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因成因，它比硫氧化物的消除难度大，一般采用，它比硫氧化物的消除难度大，一般采用CHCH4 4、H H2 2、NHNH3 3等在等在PtPt、PdPd等催化作用下等催化作用下使氮氧化物还原，转化为使氮氧化物还原，转化为N N2 2、COCO2 2、H H2 2O O等无害气体。等无害气体。(1)(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( () )提示提示环境质量监测工作是进行环境质量评价和污染
7、治理的基础，非常必要。环境质量监测工作是进行环境质量评价和污染治理的基础，非常必要。(2)(2)化石燃料燃烧产生的化石燃料燃烧产生的COCO、NONOx x、SOSO2 2为次生污染物为次生污染物( () )提示提示COCO、NONOx x、SOSO2 2为一次污染物，其形成的酸雨、光化学烟雾等为次生污染物。为一次污染物，其形成的酸雨、光化学烟雾等为次生污染物。(3)(3)“燃煤固硫燃煤固硫”“”“汽车尾气催化净化汽车尾气催化净化”都能提高空气质量都能提高空气质量( () )提示提示“燃煤固硫燃煤固硫”可以减少可以减少SOSO2 2的污染，汽车尾气催化净化可以减少的污染，汽车尾气催化净化可以减
8、少COCO、NONOx x及某些及某些有机物的污染。有机物的污染。判断正误判断正误(4)(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( () )提示提示处理固体废弃物要遵循无害化、减量化和资源化原则，达到减少环境污染和处理固体废弃物要遵循无害化、减量化和资源化原则，达到减少环境污染和资源回收利用两个重要目的。资源回收利用两个重要目的。(5)(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( () )提示提示一级处理通常采用物理方法，用格栅间、沉淀池等去
9、除不溶性污染物。一级处理通常采用物理方法，用格栅间、沉淀池等去除不溶性污染物。活性炭联合脱硫脱硝技术活性炭联合脱硫脱硝技术(AC)(AC)是一种比较成熟的脱硫脱硝技是一种比较成熟的脱硫脱硝技术，可以在较低的温度下，将废气中的术，可以在较低的温度下，将废气中的SOSO2 2、NONOx x通过一系列通过一系列反应生成铵盐，从而变废为宝，其工作示意图如反应生成铵盐，从而变废为宝，其工作示意图如右右所示：所示：深度思考深度思考(1)SO(1)SO2 2在活性炭表面被氧化最终生成硫酸，在活性炭表面被氧化最终生成硫酸，反应方程式为：反应方程式为：_。2SO2O22SO3、SO3H2O=H2SO4(或2S
10、O2O22H2O=2H2SO4)(2)(2)吸收塔加入吸收塔加入NHNH3 3后，可脱除废气中的后，可脱除废气中的NONO、NONO2 2，写出，写出NONO和和NONO2 2分别和分别和NHNH3 3反应的化学方反应的化学方程式：程式：_、_。4NH36NO=5N26H2O8NH36NO2=7N212H2O(3)NH(3)NH3 3和吸收塔中生成的和吸收塔中生成的H H2 2SOSO4 4反应，会生成铵盐，写出反应的化学方程式：反应，会生成铵盐，写出反应的化学方程式：_。2NH3 H2SO4=(NH4)2SO4(或NH3H2SO4= NH4HSO4)(4)(4)活性炭的造价较高，工业上一般选
11、用活性焦作为吸附剂来脱硫脱硝，活性炭来自活性炭的造价较高，工业上一般选用活性焦作为吸附剂来脱硫脱硝，活性炭来自煤干馏产品，煤的干馏为煤干馏产品，煤的干馏为_(_(填填“物理物理”或或“化学化学”) )变化，从煤干馏产品中获取变化，从煤干馏产品中获取苯、二甲苯的操作方法为：苯、二甲苯的操作方法为：_。化学化学蒸馏蒸馏(或分馏或分馏)二、绿色化学二、绿色化学1.绿色化学也称_化学。2.核心思想：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_或_环境污染。3.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_。环
12、境友好源头减少消除100%4.4.绿色化学对化学反应的要求绿色化学对化学反应的要求5.5.开发和利用自然资源遵循的原则开发和利用自然资源遵循的原则(1)(1)“绿色化学绿色化学”就是污染后有效治理的化学思想就是污染后有效治理的化学思想( () )提示提示“绿色化学绿色化学”思想是从源头上减少或消除污染的思想是从源头上减少或消除污染的化学。化学。(2)(2)“绿色化学绿色化学”就是指在化工生产中不排放任何有害物质就是指在化工生产中不排放任何有害物质( () )(3)(3)在汽车排气管上安装在汽车排气管上安装“催化转化器催化转化器”把把COCO、NONO催化生成催化生成N N2 2和和COCO2
13、2，符合绿色化学的，符合绿色化学的理念理念( () )提示提示“绿色化学绿色化学”理念是从源头上减少或消除污染。理念是从源头上减少或消除污染。判断正误判断正误(4)(4)“3R3R”原则原则( (减量化、再利用和再循环减量化、再利用和再循环) )是开发和利用自然资源的基本原则是开发和利用自然资源的基本原则( () )(5)(5)植物秸秆含大量钾元素，焚烧后作钾肥符合植物秸秆含大量钾元素，焚烧后作钾肥符合“绿色化学绿色化学”的思想的思想( () )提示提示植物秸秆燃烧会产生大量的污染物，不符合植物秸秆燃烧会产生大量的污染物，不符合“绿色化学绿色化学”的思想。的思想。(6)(6)利用阳光发电，光解
14、水制氢气是解决能源危机，实现可持续发展的有效途径利用阳光发电，光解水制氢气是解决能源危机，实现可持续发展的有效途径( () )练习练习1 1、某、某工厂利用铜屑制硝酸铜。你认为可以用哪些方法？哪种最好？工厂利用铜屑制硝酸铜。你认为可以用哪些方法？哪种最好？ 铜与浓硝酸反应铜与浓硝酸反应； 铜与稀硝酸反应铜与稀硝酸反应； 铜与氧气反应后，再与硝酸反应铜与氧气反应后，再与硝酸反应。从从原子经济性的角度考虑，从最大限度地减少废物的排放的角度考虑，方法是最好的。原子经济性的角度考虑，从最大限度地减少废物的排放的角度考虑，方法是最好的。2 2、“绿色商品绿色商品”是指对环境无污染的商品，是指对环境无污染
15、的商品，下列下列商品能称为商品能称为“绿色商品绿色商品”的是的是 A A含铅汽油含铅汽油 B B含磷含磷洗涤剂洗涤剂 C C含氟冰箱含氟冰箱 D D加碘食盐加碘食盐3 3、 以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是 A A乙烯聚合为聚乙烯高分子材料乙烯聚合为聚乙烯高分子材料 B B甲烷与氯气制备一氯甲烷甲烷与氯气制备一氯甲烷 C C乙烯与水作用生成乙醇乙烯与水作用生成乙醇 D D在铁粉的作用下苯与液溴制备溴苯在铁粉的作用下苯与液溴制备溴苯DAC4 4、“绿色化学绿色化学“是指从源头上消除或减少对环境的污染。下列实验或实验过程符合是指从源头上消除或减少对环
16、境的污染。下列实验或实验过程符合化学实验化学实验“绿色化学绿色化学”原则的原则的是是A.A.用过氧化氢溶液代替高锰酸钾制取氧气用过氧化氢溶液代替高锰酸钾制取氧气B.B.用纳米铜粉代替铜丝进行铜和浓硝酸反应的实验用纳米铜粉代替铜丝进行铜和浓硝酸反应的实验C.C.用溴水代替碘水进行萃取实验用溴水代替碘水进行萃取实验D.D.为了让学生更清楚地看到实验现象要用较多量的氯气进行性质为了让学生更清楚地看到实验现象要用较多量的氯气进行性质实验实验5 5、在在“绿色化学工艺绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为即原子
17、利用率为100%100%。下列反应类型能体现。下列反应类型能体现“原子经济性原子经济性”原则的原则的是是置换反应置换反应化合反应化合反应分解反应分解反应取代反应取代反应加成反应加成反应A.A. B B. . C C. . D D. .AB6 6、工业工业上目前使用两种方法制取乙醛上目前使用两种方法制取乙醛“乙炔水化法乙炔水化法”和和“乙烯氧化法乙烯氧化法”。下面。下面两表提供生产过程中原料反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息：两表提供生产过程中原料反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息：表一：原料、反应条件、平衡转化率、日产量表一：原料、反应条件、平衡转化率、日产量 乙炔水化法乙炔水
18、化法乙烯氧化法乙烯氧化法原料原料乙炔、水乙炔、水乙烯、空气乙烯、空气反应条件反应条件HgSO4、100125 PdCl2CuCl2、100125 平衡转化率平衡转化率乙炔平衡转化率乙炔平衡转化率90%左右左右乙烯平衡转化率乙烯平衡转化率80%左右左右日产量日产量2.5吨吨(某设备条件下某设备条件下)3.6吨吨(相同设备条件下相同设备条件下)表二：原料来源生产工艺表二：原料来源生产工艺原料生产工艺过程乙炔乙烯来源于石油裂解气从两表中分析，现代工业上从两表中分析，现代工业上“乙烯氧化法乙烯氧化法”将逐步取代将逐步取代“乙炔水化法乙炔水化法”的的可能原因。可能原因。从产率和产量角度分析从产率和产量角度分析： _。从环境保护和能耗角度分析：从环境保护和能耗角度分析：_。虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法，虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法，但反应快、日产量比其高得多但反应快、日产量比其高得多两者反应条件温度相当，但乙炔水化两者反应条件温度相当，但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂，毒性大；乙炔的制取要经过多步反应制法制乙醛使用的是汞盐催化剂，毒性大；乙炔的制取要经过多步反应制得，且消耗大量的热能、电能；乙烯来源于石油裂解气，消耗的总能量得，且消耗大量的热能、电能；乙烯来源于石油裂解气，消耗的总能量比乙炔少，且较容易获得比乙炔少，且较容易获得
