資源簡介

(共23張PPT)
化學品的合理使用
第八章 化學與可持續發展
1.能列舉常見的大氣、水體和土壤的污染物及其危害，說明常見污染的成因和防治措施的化學原理，樹立“綠水青山就是金山銀山”的理念
2.以酸雨防治和污水處理為例，設計簡單的防治方案，體會化學原理的應用對環境保護的作用，說明化學科學在生產、生活中的應用價值
3.通過環氧乙烷兩種制備方法的討論，樹立“綠色化學”的觀念，并能運用“綠色化學”思想分析和討論化工生產的相關問題，形成節約和循環利用的可持續發展意識
一、環境保護
1．環境問題：主要是指由于人類不合理開發和利用自然資源而造成的生態環境破壞，以及工農業生產和人類生活所造成的環境污染。
2．環境保護的任務
（1）環境質量監測：對污染物的存在形態、含量等進行分析和測定，為控制和消除污染提供可靠的數據。
（2）治理工業“三廢”（廢水、廢氣、廢渣）。
（3）杜絕污染物的排放，從根本上解決環境問題。
二、大氣污染及其治理
1．污染物主要來源：化石燃料的燃燒和工業生產過程產生的廢氣及其攜帶的顆粒物。
2．污染物主要成分：CO、SO2、氮氧化物、揮發性有機物、煙塵等。
3．大氣污染問題
大氣污染物在太陽輻射等因素作用下，經過復雜變化形成次生污染物，具體形成過程如下：
次生污染物可造成酸雨、霧霾、光化學煙霧、臭氧空洞等污染現象。
4．大氣污染的治理措施
限制和減少污染物的排放，吸收和處理大氣污染物。
（1）通過改善燃料質量、改進燃燒裝置和燃燒技術、改進排煙設備、發展潔凈煤技術降低燃煤在能源結構中的比例等措施，減少煤等化石燃料燃燒產生的污染；
（2）通過推廣使用無鉛汽油、在汽車尾氣系統中安裝催化轉化器、使用燃料電池、乙醇汽油作為汽油代用品、發展電動車等措施，減少汽車等機動車尾氣污染；
（3）停止氟氯代烷的生產和使用以保護臭氧層；
（4）通過合理使用煤氣、石油氣或天然氣等家用燃料、使用合格的環保型建筑材料和裝飾材料、禁止在公共場所吸煙等措施降低CO、CO2、NO、NO2、SO2、尼古丁、甲醛、苯及其同系物、氡等污染物含量，改善室內空氣質量等。
酸雨是怎么形成的？
三、酸雨的形成及治理
1．硫酸型酸雨及治理
（1）形成原理：______________________________________________________________。
（2）治理：可在煤中添加生石灰、熟石灰、石灰石，或氨水作為脫硫劑。反應原理如下：
①生石灰：___________________________________________________________________。
②熟石灰：___________________________________________________________________。
③石灰石：___________________________________________________________________。
④氨水：_____________________________________________________________________。
2．硝酸型酸雨及治理
（1）形成原理：__________________________________________________________。
（2）治理：工業尾氣中的NOx一般用燒堿吸收，汽車尾氣一般進行催化轉化。
①堿液吸收：2NO2＋2NaOH===NaNO3＋NaNO2＋H2O
NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O
②催化轉化：2NO2＋4CO N2＋4CO2
2NO＋O2===2NO2 3NO2＋H2O===HNO3＋NO
四、水污染及其治理
1．水污染的基本概念
排放的污染物使水體的物理性質、化學性質發生變化，或使生物群落組成發生變化，從而降低了水體的使用價值。
（1）主要污染物：①重金屬、酸、堿、鹽等無機化合物；②耗氧物質、石油和難降解的有機物以及含磷洗滌劑等；③農藥等。
（2）水污染現象：水的自凈能力下降，水質渾濁、發黑、臭；赤潮、水華、水俁病等。
資料卡片——水華、赤潮
將含、磷元素的大量污水任意排入河流、湖泊，造成水體富營養化，導致藻類瘋長，消耗水中溶解的氧，使水體變成渾濁的綠色、水質惡化的水污染現象稱為水華；將污水排入近海水域而引起的水污染現象稱為赤潮（常使水體呈現紅色、磚紅色、黃色、褐色等不同顏色）。
2．污水的處理方法：物理法、化學法、和生物法等。
常用的化學方法包括混凝法、中和法、氧化還原法、沉淀法等
化學方法 添加試劑 反應原理
混凝法 明礬、硫酸亞鐵等 Al3+＋3H2O Al(OH)3(膠體)＋3H+，生成的膠體吸附水中懸浮物
中和法 熟石灰、硫酸 加堿中和酸，或加酸中和堿，如Ca(OH)2+H2SO4 === CaSO4↓+2H2O
沉淀法 Na2S、H2S等 加沉淀劑使金屬離子形成沉淀而除去，如除Hg2+：
Hg2++S2- === HgS↓
氧化還原法 氧化劑或還原劑 如用Cl2處理電鍍廢水
3．污水處理流程
（1）一級處理：通常采用物理法（如格柵間、沉淀池等）除去污水中不溶解的污染物，廢水的凈化程度不高，一般不能直接排放，通常作為預處理。
如加入FeSO4、Al2(SO4)3等混凝劑，使污水中的細小懸浮物聚集成較大的顆粒，然后經沉淀、過濾除去。
3．污水處理流程
（2）二級處理：采用生物方法（又稱微生物法）及某些化學法（如曝氣池），除去廢水中的可降解有機物等污染物，二級處理后的污水一般可達到國家規定的排放標準。
（3）三級處理：主要采用化學沉淀法、氧化還原法、離子交換法和反滲透等，對污水進行深度處理和凈化，進一步除去二級處理未能去除的污染物，包括微生物未能降解的有機物、可溶性無機物等。經過三級處理后的水可用于綠化和景觀用水等。
五、固體廢物污染及治理
1．常見的固體廢物污染：主要是指生活垃圾、工業廢料隨意堆放造成的污染。
2．治理原則：無害化、減量化、資源化的原則，從而達到減少環境污染和資源回收利用這兩個重要目的。
資料卡片——常見的環境污染問題
環境污染 形成原因 主要危害
溫室效應 大氣中CO2含量不斷增加 全球氣候變暖，海平面上升，陸地面積減小
酸雨(pH<5.6) SO2和氮氧化物的排放 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蝕等
光化學煙霧 氮氧化物和碳氫化合物 刺激人體器官，特別是人的呼吸系統，使人生病甚至死亡
臭氧空洞 氮氧化物和氟氯代烴的排放 到達地球表面的紫外線明顯增多，給人類健康及生態環境帶來多方面危害
赤潮（海水） 水華（淡水） 含氮、磷等營養成分的生活污水和工農業廢水的任意排放 水體富營養化，導致水中藻類瘋長，消耗水中溶解的氧，使水質腐敗變質、變臭，水生生物因缺氧而死亡
白色污染 聚乙烯塑料等的大量使用，任意丟棄 在土壤中影響農作物吸收養分和水分，導致農作物減產；易被動物當成食物吞入，導致動物死亡；混入生活垃圾中難處理、難降解
霧霾 SO2和氮氧化物、可吸入顆粒的排放 大氣細粒子能吸附大量有致癌物質和基因毒性誘變物質，使慢性病加劇、使呼吸系統及心臟系統疾病惡化、改變肺功能及結構、影響生殖能力、改變人體的免疫結構
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
【例1】以下非金屬氧化物與其引起的環境問題及主要來源對應正確的是（ ）
C
選項 氧化物 環境問題 主要來源
A CO2 破壞臭氧層 化石燃料的燃燒
B SO2 溫室效應 汽車尾氣的排放
C NO2 光化學煙霧 工廠廢氣、汽車尾氣的排放
D CO 酸雨 汽車尾氣和化石燃料的不完全燃燒
【例2】化學與生活息息相關，下列關于生活中的化學說法錯誤的是（ ）
A．近期全球爆發了新型冠狀病毒，從化學角度，可用含氯的消毒劑、75%酒精、過氧化氫進行病毒的殺滅
B．汽車的排氣管上裝有“催化轉化器”，使有毒的CO 和 NO 反應生成N2和CO2
C．大量燃燒化石燃料排放的廢氣中含大量CO2、SO2，造成大氣污染，從而使雨水 pH=5.6
D．推廣使用燃煤脫硫技術，主要是為了防治酸雨
C
一、綠色化學的核心思想
綠色化學也稱環境友好化學，其核心思想就是改變“先污染后治理”的觀念和做法，利用化學原理和技術手段，減少或消除在生產和應用中涉及的有害化學物質，實現從源頭減少或消除環境污染。
二、原子利用率
1．定義：原子利用率＝ ×100%
2．“原子經濟性反應”：按照綠色化學的思想，最理想的“原子經濟性反應”就是反應物的原子全部轉化為期望的最終產物，這時原子利用率為100%。
三、綠色化學示意圖
25.4%　100%
44
▁ ×100%=25.4%
173
【例3】最近，國際上提出的綠色化學是指化學工業生產中（ ）
A．對廢水、廢氣、廢渣進行嚴格處理
B．不排放任何有害物質
C．在化工廠周圍種草、種樹、種花，使化工廠成為花園式工廠
D．以綠色植物為原料，以生物催化劑實現化工生產過程的化學
B
【例4】原子利用率＝期望產物的總質量與生成物的總質量之比，原子利用率越高對環境污染越小。在下列制備環氧乙烷的反應中，原子利用率最高的是（ ）
D

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