高中化学新教材《环境保护与绿色化学》导学案+课时作业.docx

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高中化学新教材《环境保护与绿色化学》导学案+课时作业

第三节　环境保护与绿色化学

[明确学习目标]　1.了解化学在环境保护中的重要作用。

2.了解节约能源和防止污染的重要性。

3.了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性。

学生自主学习

1．环境保护

（1）环境问题：

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）环境污染的来源：

主要来自

化石燃料的燃烧和工业三废，即

废气、

废水、

废渣的任意排放。

（3）化学工作者面临的重要任务

对环境情况的监测、三废的治理、寻找源头治理环境污染的生产工艺等。

2．绿色化学

防止环境污染，用化学方法处理“工业三废”是一种重要的手段。

这种措施是否符合绿色化学的理念？

提示：

不符合。

绿色化学的核心是利用化学原理从源头上消除或减少对环境的污染，即不产生或少产生污染物，而不是产生污染后再治理。

课堂互动探究

1．环境问题

2．绿色化学

（1）含义

“绿色化学”可以诠释为环境友好化学，它的核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。

它研究对环境没有任何副作用的化学试剂、化学制品和化学工艺。

（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开发绿色工艺。

④开发和生产绿色产品。

（3）原子经济

原子经济要求反应物的原子全部转变成期望的最终产物，原子利用率达到100%，也就是说在化学反应过程中不产生任何废物。

化学反应的原子经济好坏用原子利用率来衡量。

原子利用率＝

×100%。

　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．只有⑥⑦

[批注点拨]　

[解析]　据四种基本反应类型的定义即可判断出只有化合反应产物唯一。

在有机反应类型中，取代反应、酯化反应的产物均不唯一，而加成产物、加聚产物唯一，反应物中的原子全部转化成期望的最终产物，即原子利用率为100%。

[答案]　A

[练1]　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．大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程产生的废气

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

答案　C

解析　绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头减少或消除污染，不是对被污染环境进行无毒无害的治理，故C错误。

[练2]　“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。

在“绿色化学”工艺中，理想状态是反应中原子全部转化为欲制的产物，即原子利用率为100%。

以下反应最符合绿色化学原子经济要求的是（　　）

A．乙烯发生加聚反应制得聚乙烯高分子材料

B．用乙烷与氯气制备一氯乙烷

C．用苯和液溴为原料发生取代反应制取溴苯

D．用石灰石和稀盐酸反应制得二氧化碳

答案　A

解析　当反应物中的原子全部转化为产物，原子利用率为100%。

A项乙烯发生加聚反应制得聚乙烯，符合要求；B项乙烷与氯气发生取代反应制得一氯乙烷的同时还有大量副产物产生；C项反应物制得溴苯的同时还生成溴化氢；D项反应物制得CO2的同时还生成CaCl2和H2O，因此选A。

学习效果检测

1．保护环境，就是保护人类自己。

目前，在我国的城市环境中最主要的大气污染物是（　　）

A．CO2、Br2、Cl2、酸雨B．NH3、CO2、NO2、雾

C．HCl、SO2、N2、粉尘D．SO2、NO2、CO、烟尘

答案　D

解析　A项，CO2不是污染物，Br2、Cl2、酸雨不是大气主要污染物，错误；B项，CO2、雾不是污染物，NH3不是大气主要污染物，NO2是大气主要污染物，错误；C项，N2不是污染物，HCl不是大气主要污染物，错误；D项，SO2、NO2、CO、烟尘都是大气主要污染物，正确。

2．下列措施不符合节能减排的是（　　）

A．大力发展火力发电，解决电力紧张问题

B．在屋顶安装太阳能热水器为居民提供热水

C．用石灰对煤燃烧后形成的烟气进行脱硫，并回收石膏

D．用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生的沼气作家庭燃气

答案　A

解析　火力发电是通过燃煤实现的，煤在燃烧过程中会产生SO2等对大气有污染的气体，不符合题意。

3．以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。

下列做法违背发展低碳经济的是（　　）

A．发展氢能和太阳能

B．限制塑料制品的使用

C．提高原子利用率，发展绿色化学

D．尽量用纯液态有机物代替水作溶剂

答案　D

解析　所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到社会经济发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。

发展氢能和太阳能、限制塑料的使用和发展绿色化学，都符合低碳经济。

4．下列有关环境问题的说法中正确的是（　　）

A．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的含量

B．臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康

C．pH在5.6～7.0的降水通常称为酸雨

D．含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染

答案　A

解析　A项，燃煤时加入的CaCO3分解为CaO，与生成的SO2反应生成CaSO3，CaSO3遇O2转化为CaSO4，可减少SO2污染；B项，当空气中臭氧的含量超过10－5%（体积分数）时，就会对人体、动植物及暴露在空气中的物质造成危害；C项，pH小于5.6的雨水称为酸雨；D项，含磷合成洗涤剂易造成水体富营养化，形成“水华”“赤潮”等水体污染问题。

5．绿色化学的核心是反应过程的绿色化，即要求原料物质中的所有原子完全被利用且全部转入期望的产品中，下列过程不符合这一思想的是（　　）

A．甲烷与氯气反应制氯仿：

CH4＋3Cl2

CHCl3＋3HCl

B．烯烃与水煤气发生的羰基合成反应：

RCH===CH2＋CO＋H2

RCH2CH2CHO

C．甲烷、CO合成乙酸乙酯：

2CH4＋2CO

CH3COOCH2CH3

D．乙烯合成聚乙烯：

nCH2===CH2

CH2—CH2

答案　A

解析　甲烷与氯气反应制得氯仿的同时还有氯化氢生成，不符合绿色化学思想，A错误；烯烃与水煤气发生的羰基合成反应中，生成物只有一种；甲烷、CO合成乙酸乙酯的反应中，生成物只有一种；乙烯合成聚乙烯的反应中，生成物只有一种，均符合绿色化学思想，BCD正确。

6．入冬以来，雾霾天气已经严重影响了我国多数人的正常出行和生活节奏。

为改善空气质量而启动“蓝天工程”得到了全民的支持。

下列措施不利于“蓝天工程”建设的是（　　）

A．加高工厂的烟囱，使烟尘和废气远离地表

B．推广使用燃煤脱硫技术，防止SO2污染

C．研制新型高效可充电电池，发展纯电动汽车

D．开发利用绿色能源（例如太阳能）替代化石燃料

答案　A

解析　加高工厂的烟囱，并不能减少有害气体的排放，也不可能使烟尘和废气远离地表，A错误；推广使用燃煤脱硫技术，防止SO2污染；研制新型高效可充电电池，发展纯电动汽车，可以减少化石燃料的使用；开发利用绿色能源（例如太阳能）替代化石燃料，可以减少化石燃料的使用，均有利于“蓝天工程”建设，BCD正确。

课时作业

A篇·知识对点训练

1．以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主要来源对应正确的是（　　）

选项

氧化物

环境问题

主要来源

A

CO2

酸雨

化石燃料的燃烧

B

SO2

光化学烟雾

汽车尾气的排放

C

NO2

温室效应

工厂废气的排放

D

CO

CO中毒

燃料的不完全燃烧

答案　D

解析　A中，CO2对应的环境问题是温室效应；B中，SO2对应的环境问题是酸雨，主要来源于煤的燃烧和硫酸厂排放的废气；C中，NO2对应的环境问题是酸雨及光化学烟雾，主要来源于汽车尾气的排放。

2．下列关于化学与生产、生活的认识中不正确的是（　　）

A．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体

B．使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一

C．节能减排符合低碳经济的要求

D．合理开发利用可燃冰（固态甲烷水合物）有助于缓解能源紧缺

答案　A

解析　A项中N2不是造成温室效应的气体，故不正确；使用清洁能源、节能减排、合理开发利用能源都符合可持续发展的要求，故B、C、D都正确。

3．“绿色化学”提倡化工生产应尽可能将反应物的原子全部利用，从根本上解决环境污染问题。

在下列制备环氧乙烷的反应中，最符合“绿色化学”思想的是（　　）

答案　C

解析　观察各选项可知，只有C中反应物全部转化为生成物。

4．用金属铜制取硝酸铜，从节约原料和防止环境污染方面考虑，最好的方法是（　　）

A．铜

硝酸铜

B．铜

硝酸铜

C．Cu

CuCl2

Cu（NO3）2

D．Cu

CuO

Cu（NO3）2

答案　D

解析　A项所发生的反应为Cu＋4HNO3（浓）===Cu（NO3）2＋2NO2↑＋2H2O，B项所发生的反应为3Cu＋8HNO3（稀）===3Cu（NO3）2＋2NO↑＋4H2O，两个反应都既浪费原料（HNO3），又污染大气（有NO2和NO气体放出）。

C项，Cu在Cl2中燃烧会造成大气污染，用AgNO3作反应物不经济。

D项所发生的反应为2Cu＋O2

2CuO，CuO＋2HNO3===Cu（NO3）2＋H2O，符合题目要求。

5．当今环境污染已成为人类面临的重大威胁，下列对应关系不完全正确的是（　　）

A．酸雨——SO2、NO2、CO2等

B．光化学烟雾——NO2、CxHy等

C．温室效应——CO2、CH4等

D．白色污染——各种颜色的难降解的塑料膜、塑料袋等

答案　A

解析　CO2是引起温室效应的主要物质，但不是造成酸雨的物质。

6．（双选）绿色化学工艺的特点可以用原子经济化、原料绿色化、催化剂绿色化、溶剂绿色化、产品绿色化等来形象地概括。

下列做法符合绿色化学理念的是（　　）

A．无机化工生产中使用H2O2代替KClO3作氧化剂

B．生产过程中选用催化剂只需考虑能加快反应速率即可

C．物质合成中使用无毒、无害的原料或可再生资源

D．有机化工生产中所需溶剂尽量选择苯、氯仿等有机物

答案　AC

解析　无机化工生产中使用H2O2代替KClO3作氧化剂，由于还原产物是H2O，所以不会产生有害的物质，符合原料绿色化理论，A正确；生产过程中选用催化剂时若只考虑能加快反应速率，可能会产生有害的物质及导致反应的成本相对高的情况，因此可能不符合产品绿色化等要求，B错误；物质合成中使用无毒、无害的原料或可再生资源，符合原料绿色化理论，C正确；有机化工生产中若所需溶剂尽量选择苯、氯仿等有机物，会对环境及操作人员的安全造成危害，不符合溶剂绿色化理论，D错误。

7．“绿色化学实验”已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”要求的是（　　）

①实验室收集氨气采用图1所示装置　②实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图2所示装置　③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验　④实验室中采用图3所示装置进行铜与稀硝酸的反应

A．②③④B．①②③

C．①②④D．①③④

答案　C

解析　①实验室收集氨气采用图1所示装置，在制备的过程中用带有酚酞的水吸收多余的氨气防止污染环境，故符合绿色化学的要求；②实验室中做氯气与钠的反应