第8章第3節(jié)環(huán)境保護與綠色化學基礎課時24環(huán)境保護與綠色化學學案測試含答案

基礎課時24環(huán)境保護與綠色化學學習目標1.了解環(huán)境污染的主要因素、危害及防治的方法,認識化學對環(huán)境保護的重要意義。2.了解“綠色化學”“原子經(jīng)濟性反應”的內涵,知道其在利用資源、保護環(huán)境中的重要意義。一、化學與環(huán)境保護(一)知識梳理1.環(huán)境問題:是指由于人類不合理地開發(fā)和利用自然資源而造成的破壞,以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染。工業(yè)“三廢”通常指、和。

2.大氣污染(1)污染來源:除了自然因素外,大氣污染物主要來自的燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢氣及其攜帶的顆粒物。

(2)次生污染:在一定的天氣條件下會造成、、

光化學煙霧等污染現(xiàn)象。3.污水處理方法(1)污水處理方法:物理法、法、生物法。污水處理的常用化學方法:、、等。

(2)污水的“三級”處理4.固體廢物處理(1)原則:遵循無害化、減量化和資源化的原則。(2)目的:減少環(huán)境污染和資源回收利用。(二)互動探究含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物質。為了防治酸雨,工業(yè)上常采用“鈣基固硫”和“活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術”。Ⅰ.鈣基固硫整個“固硫”過程涉及的反應有①SO2+CaOCaSO3②2CaSO3+O22CaSO4。Ⅱ.活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術在較低的溫度下,將廢氣中的SO2、NOx通過一系列反應生成銨鹽,從而變廢為寶,其工作示意圖如下所示:【問題討論】問題1鈣基固硫涉及的反應類型有哪些?

問題2你認為把工廠的煙囪造高能減少酸雨嗎?你認為減少酸雨需要采取哪些措施?

問題3活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術中,a處SO2在活性炭表面被氧化最終生成硫酸,寫出反應的化學方程式。

問題4活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術中,b處吸收塔加入NH3后,主要與廢氣中的NO、NO2反應轉化為無污染氣體,寫出反應的化學方程式。

問題5活性炭聯(lián)合脫硫脫硝技術中,c處主要發(fā)生NH3和a處生成的H2SO4反應轉化為銨鹽,寫出反應的化學方程式?；钚蕴康脑靸r較高,工業(yè)上一般選用活性焦作為吸附劑來脫硫脫硝,活性焦來自煤干餾產(chǎn)品,從煤干餾產(chǎn)品中獲取苯、二甲苯的操作方法是什么?

【探究歸納】1.“七大”環(huán)境問題環(huán)境問題主要污染物主要危害溫室效應CO2造成全球氣候變暖,水位上升,陸地面積減小等酸雨SO2、NOx土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蝕等臭氧層破壞氟氯代烷、NOx到達地球表面的紫外線明顯增多,給人類健康及生態(tài)環(huán)境帶來多方面危害光化學煙霧碳氫化合物、NOx刺激人體器官,特別是人的呼吸系統(tǒng),使人生病甚至死亡白色污染廢棄塑料制品①在土壤中影響農(nóng)作物吸收水分和養(yǎng)分,導致農(nóng)作物減產(chǎn)②混入生活垃圾中難處理、難回收③易被動物當作食物吞入,導致動物死亡赤潮和水華廢水中含N、P元素的營養(yǎng)物質使水體富營養(yǎng)化,導致水中藻類瘋長,消耗水中溶解的氧,使水體變成渾濁綠色,水質惡化PM2.5顆粒物污染空氣,形成霧霾天氣,增加交通事故,危害人體健康2.含硫氧化物的消除(1)工業(yè)廢氣中SO2的消除方案Ⅰ:堿液吸收法發(fā)生反應的化學方程式:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O方案Ⅱ:石灰—石膏法發(fā)生反應的化學方程式:Ca(OH)2+SO2===CaSO3↓+H2O,2CaSO3+O22CaSO4方案Ⅲ:雙堿法發(fā)生反應的化學方程式:2NaOH+SO2===Na2SO3+H2O,Na2SO3+Ca(OH)2===CaSO3↓+2NaOH,2CaSO3+O22CaSO4(2)燃煤脫硫工業(yè)上常利用在煤炭中加入CaCO3進行脫硫,對應的化學反應方程式:CaCO3CaO+CO2↑,CaO+SO2CaSO3,2CaSO3+O22CaSO4。1.以下氧化物的主要來源與其引起的環(huán)境問題對應正確的是()選項氧化物環(huán)境問題主要來源ACO2酸雨化石燃料的燃燒BSO2光化學煙霧汽車尾氣的排放CNO2溫室效應工廠廢氣的排放DCO煤氣中毒煤炭的不完全燃燒2.化學與環(huán)境密切相關,下列有關說法正確的是()A.CO2屬于大氣污染物B.酸雨是pH小于7的雨水C.CO2、NO2或SO2都會導致酸雨的形成D.大氣中CO2含量的增加會導致溫室效應加劇3.工業(yè)廢水中常含有不同類型的污染物,可采用不同的方法處理。以下處理措施和方法類別都正確的是()選項污染物處理措施方法類別A含Cr2O7加FeSO4沉降物理法B含純堿的廢水加石灰水反應化學法C含Cu2+等重金屬離子的廢水加硫酸鹽沉降化學法D含復雜有機物的廢水通過微生物代謝生物法二、綠色化學(一)知識梳理1.核心思想改變“先污染后治理”的觀念和做法,利用和技術手段,減少或消除產(chǎn)品在生產(chǎn)和應用中涉及的有害化學物質,實現(xiàn)從減少或消除環(huán)境污染。

2.綠色化學的原則——原子經(jīng)濟性反應反應物的原子為期望的最終產(chǎn)物,這時原子利用率為。原子利用率=期望產(chǎn)物的總質量生成物的總質量×100%。3.綠色化學示意圖4.開發(fā)和利用自然資源遵循的三原則(3R原則):、和。

(二)互動探究以乙烯制環(huán)氧乙烷,有兩種方法方法一:CH2==CH2+Cl2+H2O—→+Ca(OH)2—→+CaCl2+2H2O總反應為CH2==CH2+Cl2+Ca(OH)2—→+CaCl2+H2O方法二:2CH2==CH2+O2【問題討論】問題1已知原子利用率為期望產(chǎn)物總質量生成物的總質量×100%,你能計算兩種方法的原子利用率嗎

問題2請你從反應物、產(chǎn)物對環(huán)境的影響,生產(chǎn)工藝,原子經(jīng)濟性反應,催化劑選擇性等角度分析兩方法的優(yōu)劣?

問題3我們學過的四種基本反應類型中,最符合綠色化學原子經(jīng)濟性反應的是哪一類型?在有機化學反應中有哪些類型?

【探究歸納】1.綠色化學的含義:綠色化學的目的在于不再使用有毒、有害的物質,不再產(chǎn)生廢物。①從科學觀點看,它是化學科學基礎內容的更新。②從環(huán)境觀點看,它強調從源頭上消除污染。③從經(jīng)濟觀點看,它提倡合理利用資源和能源,降低生產(chǎn)成本。2.綠色化學的核心:利用化學原理從源頭上減少或消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染,即預防污染優(yōu)于治理污染。3.原子經(jīng)濟性反應:按照綠色化學的原則,最理想的原子經(jīng)濟性反應就是反應物的原子全部轉化為期望的最終產(chǎn)物,這時原子利用率為100%。1.綠色化學的核心就是利用化學原理從源頭上減少或消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。下列不符合綠色化學理念的是()A.盡可能使用無毒無害的原材料B.盡可能減少生產(chǎn)過程中的能量消耗C.治理產(chǎn)生的污染優(yōu)于防治污染的產(chǎn)生D.盡可能采用對人類和環(huán)境低毒或無毒的合成路線2.下列生產(chǎn)工藝能體現(xiàn)“綠色化學”或節(jié)能環(huán)保思想的是()A.工業(yè)制氫氣:用天然氣發(fā)電再電解水制得B.工業(yè)制硫酸:提高尾氣排放的煙囪高度C.工業(yè)制膽礬:向稀硫酸中吹空氣并加熱溶解銅D.降低PM2.5:用油改煤技術,推廣優(yōu)質煤的使用范圍3.“綠色化學實驗”已走進課堂,下列做法符合“綠色化學”要求的是()①實驗室收集氨氣采用圖1所示裝置②實驗室做氯氣與鈉的反應實驗時采用圖2所示裝置③實驗室用玻璃棒分別蘸取濃鹽酸和濃氨水做氨氣與酸反應生成銨鹽的實驗④實驗室中采用圖3所示裝置進行銅與稀硝酸的反應A.②③④ B.①②③C.①②④ D.①③④4.綠色化學提倡化工生產(chǎn)應提高原子利用率。原子利用率表示目標產(chǎn)物的質量與生成物總質量之比。在下列制備環(huán)氧乙烷的反應中,原子利用率最高的是()A.CH2==CH2+—→+CH3COOHB.CH2==CH2+Cl2+Ca(OH)2—→+CaCl2+H2OC.2CH2==CH2+O2D.+HOCH2CH2—O—CH2CH2OH+2H2O:課后完成第八章基礎課時24基礎課時24環(huán)境保護與綠色化學一、(一)1.生態(tài)環(huán)境廢氣廢水廢渣2.(1)化石燃料(2)酸雨霧霾3.(1)化學中和法氧化還原法沉淀法(二)問題1化合反應、氧化還原反應、非氧化還原反應。問題2不能減少酸雨,因為燃煤并沒有減少。措施有:少用煤作燃料,開發(fā)新能源等(合理即可)。問題32SO2+O22SO3、SO3+H2OH2SO4(或2SO2+O2+2H2O2H2SO4)。問題44NH3+6NO5N2+6H2O、8NH3+6NO27N2+12H2O。問題52NH3+H2SO4(NH4)2SO4或NH3+H2SO4NH4HSO4。蒸餾(分餾)。對點訓練1.D[化石燃料的燃燒產(chǎn)生的CO2過度排放不會產(chǎn)生酸雨污染,只會形成溫室效應;汽車尾氣主要成分不是SO2,且SO2污染不會產(chǎn)生光化學煙霧污染,應該是汽車尾氣中產(chǎn)生的氮氧化物,引起光化學煙霧;工業(yè)廢氣中的氮氧化物NOx不會造成溫室效應;煤炭的不完全燃燒產(chǎn)生CO,會引起煤氣中毒,即CO中毒。]2.D[二氧化碳不屬于大氣污染物,A錯誤;酸雨是pH小于5.6的降雨,B錯誤;酸雨是由氮的氧化物和硫的氧化物引起的,二氧化碳不會引起酸雨,C錯誤;全球氣溫變暖的溫室效應,城市中的熱島效應,還有海洋中的厄爾尼諾現(xiàn)象和拉尼娜現(xiàn)象等,其產(chǎn)生都和二氧化碳的排放有關系,D正確。]3.D[A項,加FeSO4沉降含Cr2O72-廢水,發(fā)生氧化還原反應,是化學方法;B項,Na2CO3+Ca(OH)2CaCO3↓+2NaOH,溶液堿性更強,污染更嚴重;C項,CuSO4不是沉淀,處理措施錯誤;D項,通過微生物代謝含復雜有機物的廢水,是生物法。二、(一)1.化學原理源頭2.全部轉化100%4.減量化再利用再循環(huán)(二)問題1方法一的原子利用率為m(環(huán)氧乙烷)m方法二的原子利用率為2×442×44×100%=100%問題2方法一反應物Cl2和Ca(OH)2對環(huán)境及設備有很大的污染性和腐蝕性,生產(chǎn)工藝分兩步,產(chǎn)率和原子利用率低,成本高,反應的選擇性低,產(chǎn)物中有大量的非期望物質。方法二反應物中O2無毒無污染、生產(chǎn)工藝簡單,原子利用率為100%,催化劑選擇性高、產(chǎn)率高、成本低,因此方法二更優(yōu)。問題3化合反應加成反應、加聚反應。對點訓練1.C[生產(chǎn)中使用無毒無害的原材料,可有效減少生產(chǎn)過程中對環(huán)境的污染,故A項符合綠色化學理念;減少生產(chǎn)過程中能量損耗,可以減少化石燃料的利用,可有效防止環(huán)境污染,故B項符合綠色化學理念;綠色化學理念應是從源頭上防止或減少污染而不是先污染后治理,故C項不符合綠色化學理念;制造產(chǎn)品時,采用對人類和環(huán)境低毒或無毒的合成路線,可有效減少生產(chǎn)過程對環(huán)境的污染,故D項符合綠色化學理念。]2.C[用天然氣發(fā)電再電解水制氫氣,會造成能量的損耗,故A錯誤;提高尾氣排放的煙囪高度不能減少有害氣體的排放,故B錯誤;加熱銅使之