学年高中化学第4章化学与自然资源的开发利用第二节第2课时环境保护与绿色化学学案新人教版必修2.docx
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学年高中化学第4章化学与自然资源的开发利用第二节第2课时环境保护与绿色化学学案新人教版必修2
第2课时 环境保护与绿色化学
1．了解环境污染的主要因素、危害及防治；环境保护的意义。
2．了解“绿色化学”的有关知识，加强环保意识。
一、环境保护
1．环境保护
通常所说的环境问题，主要是指人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。
2．“三废”污染
大气污染物主要来自化石燃料的燃烧和工业三废即：
废水、废气、废渣的任意排放。
3．化学工作者面临的重要任务
对环境情况监测、三废的治理、寻找源头治理环境污染的生产工艺等，都是当今化学工作者面临的重要任务。
其中对环境情况的监测，就是对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据。
二、绿色化学
1．核心
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，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，原子的利用率为100%。
2．绿色化学的特点
（1）开发绿色反应，将原子利用率提高到100%。
（2）使用无毒、无害、可再生的原料、催化剂、溶剂。
（3）开发安全的生产工艺。
（4）开发和生产环境友好产品（安全、能降解、可再利用）。
（5）提高能源的利用率。
1．下列有关燃料的说法错误的是（ ）
A．燃料燃烧产物CO2是温室气体之一
B．燃料不完全燃烧排放的CO是大气污染物之一
C．化石燃料完全燃烧不会造成大气污染
D．以液化石油气代替燃油可减少大气污染
解析：
A项CO2为形成温室效应的主要气体，正确；B项CO有毒，是大气污染物，正确；C项化石燃料含有S元素，完全燃烧生成SO2，形成酸雨，造成污染，错误；D项液化石油气含杂质少，燃烧产物为CO2、H2O，产生CO少对空气污染少，正确。
答案：
C
2．下列产品的使用不会对环境造成明显污染的是（ ）
A．含磷洗衣粉B．氢氧燃料电池
C．氟利昂D．含汞电池
解析：
A项过量使用会造成赤潮和水华现象；B项产物为H2O，不会对环境造成污染，符合题意；C项大量使用破坏臭氧层，造成臭氧空洞，后果是更多紫外线透过大气层，对环境产生巨大影响；D项Hg被丢弃会污染地下水，人饮用后会造成重金属中毒。
答案：
B
3．（2018·上高县第二中学期末）“绿色化学”要求从技术、经济上设计出可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用。
下列化学反应中，你认为最不符合绿色化学概念的是（ ）
A．除去硝酸工业尾气中的氮氧化物：
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
B．制硫酸铜：
2Cu＋O2
2CuO，CuO＋H2SO4（稀）===CuSO4＋H2O
C．用氨水吸收硫酸厂的尾气：
SO2＋2NH3＋H2O===（NH4）2SO3
D．制硫酸铜：
Cu＋2H2SO4（浓）
CuSO4＋SO2↑＋2H2O
解析：
A项用此法消除制硝酸工业尾气氮的氧化物污染，防止空气污染，避免酸雨的形成，符合绿色环保要求；B项由此法制取硫酸铜，生成硫酸铜和水，不会导致空气污染，符合倡导的绿色化学；C项既消除硫酸厂尾气排放的SO2气体，还能得到（NH4）2SO3这种氮肥，不但方法合理科学，而且避免空气污染，符合绿色环保要求；D项由此法制取硫酸铜，代价太大，且生成SO2气体，既不经济又产生有毒气体污染空气，不符合倡导的绿色化学。
答案：
D
六大环境问题
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
酸雨
SO2、NOx
土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等
臭氧层破坏
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易被动物当做食物吞入，导致动物死亡
赤潮和水华
废水中含N、P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，使水体变得浑浊绿色、水质恶化
1．酸雨中的酸度主要由硫酸和硝酸造成的。
它们占总酸度的90%以上。
我国的酸雨以硫酸型为主，主要是燃烧含硫物向大气中排放SO2等酸性气体导致SO2
H2SO3
H2SO4。
（1）一般把pH小于5.6的雨水称为酸雨，它包括雨、雪、雾、雹等降水过程。
（2）天然降水pH在6左右，这是由于大气中溶有CO2的缘故。
2．赤潮——发生在海水中。
水华——发生在淡水中。
（2018·西安市铁一中期中）化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列措施有利于节能减排、保护环境的是（ ）
①加快化石燃料的开采与使用 ②研发易降解的生物农药 ③应用高效洁净的能源转换技术 ④田间焚烧秸秆 ⑤推广使用节能环保材料
A．①③⑤B．②③⑤
C．①②④D．②④⑤
【解析】 ①加快化石燃料的开采与使用会增加污染物的排放量，不符合题意；②研发易降解的生物农药能减少污染物的排放，符合题意；③应用高效洁净的能源转换技术，可以节约能源，减少二氧化碳的排放，符合题意；④田间焚烧秸秆增加二氧化碳的排放，不符合题意；⑤推广使用节能环保材料可以节约能源，减少二氧化碳的排放，符合题意，即有利于节能减排、保护环境的是②③⑤。
【答案】 B
（2018·重庆市巴蜀中学期中）导致下列环境问题的主要原因与排放SO2有关的是（ ）
A．酸雨B．光化学烟雾
C．臭氧层空洞D．温室效应
解析：
酸雨的形成与氮的氧化物和硫的氧化物有关，A正确；光化学烟雾的形成与氮的氧化物有关，B错误；臭氧空洞的形成与氮的氧化物和卤代烃有关，C错误；温室效应的形成与二氧化碳、氯氟烃（CFC）、甲烷、低空臭氧和氮氧化合物气体有关，D错误。
答案：
A
绿色化学理念
1．核心：
利用化学原理从源头上减少和消除工业生产和日常生活对环境的污染。
2．从环境上：
强调从源头上消除污染，从一开始就避免污染物的产生。
3．从经济上：
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，最高目标是原子利用率为100%，即反应物原子全部转化为期望产物。
绿色化学提出的任务和目标不是被动地治理环境污染，而是主动地防止环境污染，从根本上切断污染源，才能真正做到保护环境。
“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加聚反应 ⑦酯化反应
A．②⑤⑥B．②④⑤
C．只有⑥D．⑤⑥
【解析】 由题干知：
“原子经济性”原则是原子利用率100%。
反应物全部转化为生成物，即生成物只有一种。
据各个反应类型特点判断，②⑤⑥反应的生成物只有一种。
【答案】 A
（2018·贺州市期末）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。
如用CH3CCH合成CH2===C（CH3）COOCH3，欲使原子利用率达到最高，还需要的反应物是（ ）
A．H2和CO2B．CO2和H2O
C．CO和CH3OHD．CH3OH和H2
解析：
原子利用率达到最高，即CH3CCH与选项中的物质化合完全转化成CH2===C（CH3）COOCH3，根据原子守恒可知，只有C项符合题意。
答案：
C
1.（2018·茶陵县第三中学期末）下列情况可引起大气污染的是（ ）
①煤的燃烧 ②工业尾气的任意排放 ③燃放鞭炮
④汽车尾气
A．只有①②B．只有②
C．只有②④D．①②③④
解析：
①煤燃烧产生大气污染物SO2、CO、NO、飘尘等；②工业废气中多含有有害气体；③燃放鞭炮产生噪声污染、产生空气飘尘、硫氧化物等；④汽车尾气中排放出有害气体NOx、CO、CxHy等。
故①②③④都能造成大气污染。
答案：
D
2．自然界酸雨形成的原因主要是（ ）
A．未经处理的工业废水的任意排放
B．大气中二氧化碳含量增多
C．工业上大量燃烧含硫的燃料和金属矿石的冶炼
D．含碳燃料不完全燃烧产生的气体
解析：
未经处理的工业废水任意排放，会造成土壤、水源等的污染，不会形成酸雨，A项错误；CO2是大气的组成成分，CO2过多会引起温室效应，不会造成酸雨，B项错误；工业上大量燃烧含硫的燃料和金属矿石的冶炼会产生SO2、SO3气体，最终能形成酸雨，C项正确；含碳燃料的不完全燃烧，会产生CO气体，CO不会造成酸雨，D项错误。
答案：
C
3．下列有关环境保护与绿色化学的叙述不正确的是（ ）
A．形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物
B．提倡使用太阳能、潮汐能、风能等清洁能源，减少化石燃料的使用
C．绿色化学的核心就是如何对被污染的环境进行无毒无害的治理
D．水华、赤潮等水体污染主要是由含氮、磷的生活污水任意排放造成的
解析：
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的污染，C项不正确。
答案：
C
4．“预防污染”要求我们利用各种手段减少各种污染物的排放，提高资源和能源的利用效率，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．治理污染点
C．减少有毒物排放D．杜绝污染源
解析：
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，而不是污染了又治理污染，故选D项。
答案：
D
5．环境污染已成为人类社会面临的重大问题，各种污染严重破坏生态环境。
下列词语与环境污染无关的是（ ）
①温室效应 ②赤潮 ③酸雨 ④光化学烟雾 ⑤臭氧空洞 ⑥水华 ⑦潮汐 ⑧大脖子病
A．⑦⑧B．②⑧
C．⑥⑦⑧D．②⑥⑧
解析：
潮汐是一种自然现象，大脖子病是缺碘引起的一种病，其余属于六大环境问题的范畴。
答案：
A
1．（2018·无锡市普通高中期末）“十九大”聚焦绿色发展理念“打赢蓝天保卫战，建设美丽中国”。
下列有关做法与这一理念不相符的是
A．将废旧电池进行直接填埋，减少对环境的污染
B．开发核能、太阳能、风能等新能源，减少对矿物能源的依赖
C．将煤进行气化处理，既提高煤的综合利用效率，又可减少酸雨的危害
D．利用微生物发酵技术，将植物秸秆、动物粪便等制成沼气
解析：
废旧电池做填埋处理，电池中的重金属离子会对土壤造成污染，A错误；开发新能源，减少对矿物能源的依赖，符合“促进低碳经济”宗旨，B正确；将煤进行气化处理，可以提高煤的综合利用效率，减少污染性气体的排放，减少酸雨的危害，C正确；利用微生物发酵技术，将植物秸杆、动物粪便等制成沼气以替代液化石油气，减少污染性气体的排放，D正确。
答案：
A
2．绿色交通工具是指在行驶中对环境不发生污染或只发生微量污染的载客工具。
下列不属于绿色交通工具的是（ ）
解析：
柴油是来自于石油的二次能源，石油是不可再生能源，且柴油燃烧可能会产生CO、NOx等气体会污染大气，故柴油汽车不属于绿色交通工具。
答案：
D
3．下列能源的大量使用会导致全球进一步变暖、雾霾天气增多的是（ ）
A．化石能源B．太阳能
C．氢能D．地热能
解析：
太阳能、氢能、地热能都是新能源，安全清洁，不会严重污染环境；化石能源燃烧时排放大量的CO2、SO2、粉尘及其他有害物质，对空气造成污染，故选A项。
答案：
A
4．“环境问题”是当今全球共同关注的焦点，在哥本哈根气候大会上中国发挥了重要的作用。
下列对环境造成危害的一组首要污染物是（ ）
A．CO2、SO2、O2
B．SO2、NO2、可吸入颗粒物
C．CO2、N2、O2
D．NO2、N2、可吸入颗粒物
解析：
凡是属于空气成分的均不属于污染物。
A项中CO2、O2，C项中CO2、N2、O2，D项中N2均不属于污染物；B项中SO2、NO2、可吸入颗粒物均为大气污染物，故选B项。
答案：
B
5．（2018·邢台市期末）下列反应中原子利用率没有达到100%的是（ ）
A．制取乙醇：
CH2===CH2＋H2O
CH3CH2OH
B．制取环氧乙烷：
2CH2===CH2＋O2
C．制取氯乙烯：
4CH2===CH2＋O2＋2Cl2
4CH2===CHCl＋2H2O
D．制取环己烷：
解析：
C项还有H2O生成，原子利用率没有达到100%。
答案：
C
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物，不产生副产物，实现零排放。
下列说法与“节能减排”不相符的是（ ）
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．倡导“绿色化学”理念，逐步实现化工企业零排放
解析：
用电解水法制取H2会消耗大量电能，与“节能减排”不相符，A项符合题意；将石油进行深加工能提高原料的利用率，符合“节能减排”，B项不符合题意；资源是有限的，有效合理地开采煤、石油、天然气等符合“节能减排”，C项不符合题意；实现工业零排放是原子经济性的目的，符合绿色化学理论，D项不符合题意。
答案：
A
7．“温室效应”是全球关注的环境问题之一。
CO2是目前大气中含量最高的一种温室气体。
因此，控制和治理CO2是解决温室效应的有效途径。
（1）下列措施中，有利于降低大气中CO2浓度的有___________。
a．减少化石燃料的使用
b．植树造林、增大植被面积
c．采用节能技术
d．利用太阳能、风能
（2）将CO2转化成有机物可有效实现碳循环。
CO2转化成有机物的例子很多，如：
a．6CO2＋6H2O
C6H12O6＋6O2
b．CO2＋3H2
CH3OH＋H2O
c．CO2＋CH4
CH3COOH
d．2CO2＋6H2
H2C===CH2＋4H2O
以上反应中，最节能的是________，原子利用率最高的是________。
（填字母）
解析：
（1）a、c、d这三项措施都可以减少二氧化碳的排放，b项植物光合作用可消耗CO2，故a、b、c、d均能降低大气中CO2浓度。
（2）最节能的应该为常温常压就可以发生的反应。
原子利用率最高的反应为化合反应，即产物只有一种。
答案：
（1）abcd
（2）a c
8．汽车尾气（含有烃类、CO、SO2与NO等物质）是城市空气的污染源。
治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”。
它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。
（1）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式_____________。
（2）“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度。
其原因是什么？
___________________________________________。
（3）控制城市空气污染源的方法可以有________。
A．开发氢能源B．使用电动车
C．植树造林D．戴上呼吸面具
解析：
（1）由题干知：
CO与NO反应，生成可参与大气生态循环的无毒气体应为CO2和N2，确定出生成物，利用氧化还原反应配平方法配平即可。
（2）该“催化转换器”可促使SO2转化为SO3，与水蒸气形成硫酸酸雾，致使空气酸度提高。
（3）控制城市空气污染源即绿色化学的核心，从源头上控制污染的产生，只有这样才能减少污染物的排放，控制城市空气污染，故C、D不符合题意。
答案：
（1）2CO＋2NO
2CO2＋N2
（2）SO2转化成SO3，产生硫酸酸雾
（3）AB
1．下列各组名词或现象中，三者间没有逐级因果关系的是（ ）
A．汽车尾气的大量排放——光化学污染——咳嗽和气喘者增多
B．含磷洗衣粉的大量使用——水体富营养化——水栖生物大量死亡
C．生活污水任意排放——空气中CO2浓度增大——温室效应
D．氟氯烃的大量使用——臭氧空洞——皮肤癌患者增多
解析：
生活污水任意排放不会造成空气中CO2浓度增大，故选C。
答案：
C
2．环境保护正日益受到政府和社会公众的重视，下列污染源中，已成为我国必须治理的有（ ）
①废弃塑料制品造成的“白色污染” ②排放含有机物和含磷（Na5P3O10）洗衣粉污水造成的“水质污染” ③机动车辆排放的尾气（含NOx、CO、烃等）引起的“光化学烟雾” ④燃烧煤、石油等化石燃料排放出的二氧化硫和粉尘造成的空气污染和“酸雨” ⑤冰箱、空调等泄漏出的制冷剂（如氟利昂CF2Cl2）破坏臭氧层
A．①②③④⑤B．只有①②③
C．只有①②D．只有①
解析：
环境治理是国策，白色污染，水体富营养化、光化学烟雾、酸雨、臭氧层空洞、温室效应这六大环境问题都是治理的内容。
答案：
A
3．我国禁止汽车使用含铅汽油，其主要原因是（ ）
A．提高汽油燃烧效率B．降低汽油成本
C．避免铅污染大气D．铅资源短缺
解析：
禁止汽车使用含铅汽油，其主要原因是铅会污染大气，故选C项。
答案：
C
4．（2018·北京顺义区期末）下图为某城市某日空气质量报告，下列叙述与报告内容不相符的是（ ）
A．该日空气首要污染物是PM10
B．该日空气质量等级属于中度污染
C．污染物NO2、CO可能主要来源于机动车尾气
D．PM2.5、PM10指的是悬浮颗粒物，会影响人体健康
解析：
首要污染物是指污染最重的污染物，根据空气质量报告，PM10数值最大，所以该日空气首要污染物是PM10，A正确；首要污染物的污染指数即为空气污染指数，该日空气污染指数为79，空气质量等级属于良，B错误；机动车尾气中含有NO2、CO，C正确；PM2.5指的是大气中的细悬浮颗粒物，它的直径仅有2.5微米，PM10指的是环境空气中尘埃在10微米以下的颗粒物，PM2.5、PM10会影响人体健康，D正确。
答案：
B
5．酸雨形成的原理之一可简示如下：
含硫燃料
A
B
硫酸
请回答下列问题：
（1）A物质的化学式为________，B物质的化学式为________。
（2）三个反应中，不属于氧化还原反应的是________（填序号）。
（3）SO2中硫元素显＋4价，它可以降低到0价，利用这一性质可在工厂的烟道气中通入合适的________（填“氧化剂”或“还原剂”）除去SO2，达到减少污染的目的。
（4）从环境保护的角度认为：
雨水的pH<5.6时，就判断为酸雨。
已知pH＝－lgc（H＋），经测定某次雨水只含硫酸，且其浓度为5×10－5mol·L－1，则这次降雨________（填“是”或“不是”）酸雨。
（5）火力发电厂燃烧的煤中含有大量的硫，其排出的废气中往往含有SO2、O2、N2、CO2等。
为了除去有害的SO2气体，在英国已进行了一个研究，结果表明：
高烟囱可以有效降低地面SO2的浓度。
在20世纪60年代到70年代的10年间，由发电厂排放的SO2增加了35%，但由于高烟囱的建造，地面SO2浓度降低了30%之多。
①你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是________。
A．少用煤作燃料B．把工厂的烟囱建高
C．燃料脱硫D．把工厂迁移到农村
E．开发新能源
②请从全球环境保护的角度，分析这种建高烟囱的方法是否可取？
________，理由是______________。
解析：
由转化关系知：
SO2
SO3
H2SO4。
（1）A为SO2，B为SO3。
（2）反应①②均为含硫物质被氧化的过程，③为化合反应即SO3＋H2O===H2SO4。
（3）SO2中S为＋4价，它降到0价，该过程化合价降低，得电子，作氧化剂，故需加入还原剂方可实现该转化。
（4）由H2SO4===2H＋＋SO
知c（H＋）＝2c（H2SO4）＝2×5×10－5mol·L－1＝1×10－4mol·L－1，此时溶液的pH＝－lgc（H＋）＝－lg1×10－4＝4<5.6故此次降雨是酸雨。
（5）减少酸雨产生的途径，应为“绿色化学\”思想，从源头上控制SO2的排放量，故选A、C、E。
建高烟囱不会减少SO2的总量，只是减少了地面SO2的浓度，仍不可避免产生酸雨，并没有减小对环境的污染，故不可取。
答案：
（1）SO2 SO3
（2）③ （3）还原剂 （4）是
（5）①ACE ②不可取 未减少二氧化硫的总排放量
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