第三节环境保护与绿色化学
【课程标准要求】
1．了解环境污染的主要因素、危害及防治的方法，认识化学对环境保护的重要意义。
2．了解“绿色化学”“原子经济性反应”的内涵，知道其在利用资源、保护环境中的重要意义。
一、化学与环境保护
1．环境问题与环保任务
(1)环境问题
主要是指由于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)环境保护的任务
①环境质量监测：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。
②环境污染治理：杜绝污染物的排放，能从根本上解决环境问题。例如，治理工业“三废”(废气、废水、废渣)。
2．大气污染物来源及次生污染物的形成
3．污水的处理
(1)常用的污水处理方法：物理法、化学法和生物法等。
(2)污水处理的常用化学方法：中和法、氧化还原法、沉淀法等。
4.固体废弃物的处理
(1)原则：无害化、减量化和资源化。
(2)目的：减少环境污染和资源回收利用。
【微自测】
1．下列描述中正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)化石燃料燃烧产生的CO、NOx、SO2为次生污染(×)
(2)酸雨、雾霾、光化学烟雾等污染现象为次生污染物(√)
(3)“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量(√)
(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(×)
二、绿色化学
1．绿色化学核心思想
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，实现从源头减少或消除环境污染。
2．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100%。
原子利用率＝eq\f(期望产物的总质量,生成物的总质量)×100%
3．绿色化学示意图
4．开发和利用自然资源的原则
遵循减量化、再利用和再循环的原则，践行绿色发展理念，保护生态环境。
【微自测】
2．下列描述中正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)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%(√)
(2)从反应类型看，化合反应能体现“原子经济性”原则(√)
(3)绿色化学的核心思想是“先污染后治理”(×)
(4)绿色化学要求实现从源头减少或消除环境污染(√)
(5)绿色化学是以绿色植物为原料，以生物催化剂实现化工生产过程的化学(×)
环境问题与绿色化学
素材1
含硫氧化物和含氮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反应加以控制、消除和回收利用。
素材2
含氮、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊和近海水域，会出现水华、赤潮等水体污染问题。
素材3
水华：水中氮、磷元素过多，造成藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变成浑浊的绿色，水质恶化。
1．二氧化碳能造成温室效应，它是大气污染物吗？
提示：CO2不属于大气污染物。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，它们主要来源于燃料燃烧和大规模的工矿企业。包括颗粒物、硫氧化物、一氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物、其他有害物质等。
2．含硫氧化物和含氮氧化物是形成酸雨的主要物质。工业上消除和回收利用它们所依据的化学反应有哪些？分别属于什么反应类型？
提示：①可用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、氨水等吸收SO2。
CaO＋SO2eq\o(=====,\s\up7(△))CaSO3(化合反应)、
2CaSO3＋O2eq\o(=====,\s\up7(△))2CaSO4(化合反应、氧化还原反应)、
SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3(化合反应)。
②一般采用CH4、H2、NH3等在催化剂作用下使NO2还原生成N2、CO2、H2O等无害气体。
CH4＋2NO2eq\o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))N2＋CO2＋2H2O(氧化还原反应)
2NO2＋4H2eq\o(=====,\s\up7(△))N2＋4H2O(置换反应、氧化还原反应)
8NH3＋6NO2eq\o(=====,\s\up7(催化剂),\s\do5(△))7N2＋12H2O(氧化还原反应)
3．在汽车的排气管上安装“催化转化器”(用铂、钯合金作催化剂)，可以把汽车尾气中的有害气体CO与NO催化生成可参与大气生态循环的无毒气体CO2和N2，这种尾气处理的方法符合绿色化学的理念吗？
提示：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。而此处理污染方式是被动地治理污染，不符合绿色化学的理念。
1．常见八大污染问题
环境污染
形成原因
主要危害
温室效应
大气中CO2含量不断增加
全球气候变暖，两极冰雪融化，海平面上升
酸雨
(pH5.6)
SO2和氮氧化物的排放
土