第二节　资源综合利用　环境保护教学设计和教学实录

化学与环境保护

[教学目标] 1．了解造成环境污染的原因及危害，认识环境保护的重要性和必要性。 2．了解化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。

[要点精析] 一、环境及环境保护

环境是我们人类赖以生存的空间，由于人口的不断增加，科技的进步，不仅提高了生产能力和生活质量，同时也给环境带来了破坏，使得组成环境的大气、水体、土壤等发生了变化，人类活动导致的环境污染超出了环境的自净能力，使环境质量下降并造成有害于人类或其它生物的正常生长和发展。因此，保护环境治理环境是每个人义不容辞的责任。

二、环境污染

全球面临的十大环境问题

1.酸雨污染

酸雨——通常指pH值低于5.6的降水。但现在泛指酸性物质以湿沉降或干沉降的形式从大气转移到地面上。湿沉降是指酸性物质以雨、雪形式降落地面干沉降是指酸性颗粒物以重力沉降、微粒碰撞和气体吸附等形式由大气转移到地面。pH值低于4.5的酸雨叫重酸雨。

来源：SO2 、NOx

成分：H2SO3、H2SO4、HNO3

形成原因：SO2+H2O= H2SO3

2H2SO3+O2=2H2SO4

3NO2+H2O=2HNO3+NO

危害：毁坏森林、湖泊和土壤，导致渔业和粮食农作物减产。腐蚀文物、工厂设备和建筑物。

防治：1、改善能源结构，大力提倡民用石油气、天然气。2、减少用煤量。

3、对煤进行脱硫处理：将生石灰跟煤均匀混合，煤燃烧时防除的SO2跟生石灰放映生成CaSO3,CaSO3再被空气氧化成CaSO4（石膏）而被“固化”，从而减少SO2向大气的排放。

SO2+CaO = CaO3

2CaSO3+O2

= 2CaSO4

来源:Z|xx|k.Com]4、加强对工厂废气排放的监测：硫酸厂通常用氨水吸收二氧化硫

SO2+2NH3+H2O = (NH4)2SO3

(NH4)2SO3+SO2+H2O

= 2NH4HSO3

5、加强对汽车尾气排放的控制：用铂、钯合金催化转化法消除汽车尾气的污染。

2NO+2NO2===3O2+2N2

2NO2+4CO===N2+4CO2

来源:Z,xx,k.Com]6、积极开发新型的清洁能源

2.温室效应或气候变暖

温室效应——由于大气层中某些气体对地球辐射的红外线有很强的吸收作用，进而导致地球温度不断上升，类似温室大棚的一种吸热效应。

原因：

CO2、CxHy 危害：使环境温度升高，冰川融化，海平面上升，引发酷热、旱涝等。

防治：1. 改变以煤油、天然气等为主要能源的现状，减少二氧化碳的排放量，大力发展太阳能、风能等绿色能源

2. 绿色植物是自然的调节师，我们应该多进行植树，不胡乱砍伐树木。

3.臭氧层破坏

臭氧层破坏——臭氧层是地球最好的保护伞，它吸收了来自太阳的大部分紫外线。某些大气污染物的排放使得臭氧层密度降低形成空洞的现象。

原因：氟氯烃、NOx 危害：过量的紫外线照射，会破坏植物的生长，使农作物减产。会引起皮肤癌和白内障等。防治：（1）禁止或限制使用氟利昂

（2）汽车尾气安装净化装置

4.

土地沙漠化

5.

森林面积减少

6.

水环境污染与水资源危机

水体污染——指人类在生产、生活过程中产生的有毒有害物质进入水体，其容量超过了水体的自净能力，引起水质恶化，降低了水的使用价值，造成对环境、人体和其它生物的危害现象。水体污染物的主要来源：⑴生活废水排放；⑵含有机农药的废水排放；⑶来自化学、电镀、煤气、炼焦等工业废水的排放

7.

水土流失

8.

城市垃圾成灾

随着生产的发展和消费的增加，堆放垃圾和工矿企业固体废弃物占用了大量土地。这些废弃物不仅占用土地，损伤地表，而且会污染土壤、水体、大气。固体废弃物经日晒雨淋，它们的渗出液中所含有毒物质渗入土壤后，会改变土壤结构，影响土壤中微生物的活动，妨碍植物根系生长或在植物机体内积累。垃圾堆放地往往也是蚊、蝇孳生地和老鼠猖狂活动地区，这与很多传染病的发生有关。但是工矿企业固体废弃物中含有各种资源，可合理利用：①利用矿物废料作建筑材料、道路工程材料、填垫材料及冶金、化工、轻工等工业原料；

②含碳、油类或其他有机物质的废物，从中回收燃料；

③含有土壤、植物所需元素的废物，作土壤改良剂和肥料；

④垃圾焚化回收热能，可供热水和发电等；

⑤日本采用高压压缩垃圾，制成垃圾块，用作填海造地材料。

9.

大气环境污染

大气污染——当大气中污染物质的浓度达到有害程度，以至破坏生态系统和人类正常生存和发展的条件，对人或物造成危害的现象叫做大气污染。

凡是能使空气质量变坏的物质都是大气污染物。大气污染物目前已知约有１００多种。按其存在状态可分为两大类。一种是气溶胶状态污染物。另一种是气体状态污染物。气溶胶状态污染物主要有粉尘、烟液滴、雾、降尘、飘尘、悬浮物等。气体状态污染物主要有以二氧化硫为主的硫氧化合物，以二氧化氮为主的氮氧化合物，以二氧化碳为主的碳氧化合物以及碳、氢结合的碳氢化合物。大气中不仅含无机污染物，而且含有机污染物。随着人类不断开发新的物质，大气污染物的种类和数量也在不断变化着。

大气污染物的主要来源：

金属冶炼时产生的废气。氮

2/3来自煤炭及石油产品燃烧以及生产氮肥有机中间体、约1/3来自汽车的尾气,少量是由于自然界的火山爆发、雷击电闪等使大气中的氮氧

和氧化合生成的：

化

N2+O2===2NO

2NO+O2===2NO2

物

（NOx）

来源学科网ZXXK]2/3来自煤炭燃烧，1/5来自石油的燃烧、火力发电厂、石化厂、硫酸厂、有色SO2

金属冶炼厂、焦化厂、造纸厂

碳氧化物主要来自煤炭和石油的燃烧，如：焦化厂、炼铁厂、化工厂、石灰厂、砖瓦厂、（COx）

汽车尾气、火力发电厂

飘尘

空气质量报告中涉及的污染物主要是：SO2、NO2和可吸入颗粒物。

（1）光化学烟雾——是一种淡蓝色的烟雾，汽车尾气和工厂废气里含大量氮氧化物和碳氢化合物，这些气体在阳光和紫外线作用下，会发生光热化学反应，产生光化学烟雾。它的毒性很大，对人体有强烈的刺激作用，严重时会使人出现呼吸困难，视力衰退，手足抽搐等症。

光化学烟雾的来源：NOx、CxHy

如下图：

污染物

光化学烟雾的成分：臭氧、醛类、酮等

光化学烟雾的防治：省环保局指出，首先要加强机动车污染防治工作，主要是提高机动车排放标准；其次是加强燃煤电厂烟气脱硝工作。相关人士还提出，可建立一个臭氧超标预警系统，当臭氧浓度达到预警浓度时，将建议公众尽量少出门，减少私车使用。

10.

物种灭绝与生物多样性锐减

练习：思考与交流

请把左侧的化学物质与右侧的环境问题联系起来

三、环境保护与绿色化学

自主学习：带着三个问题，阅读教材

1.

绿色化学的核心--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。

2.

原子经济--反应物的原子全部转化为期望的最终产物，也就是原子利用率为100%。

3.

原子利用率＝（预期产物的分子量／全部生成物的分子量总和）×100％

教材思考与交流

计算两种方法的原子利用率，得出结论：用银作催化剂，原子利用率为100%的方法更佳。

练习1：下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是

（反应均在一定条件下进行）（

）

练习2：某工厂利用铜屑制硝酸铜。从原子经济性的角度考虑，你认为可以用哪些方法？哪种最好？

利用铜屑制硝酸铜可以采用以下三种方法：

①铜与浓硝酸反应；

②铜与稀硝酸反应；

③铜与氧气反应后，再与硝酸反应。

从原子经济性的角度考虑，从最大限度地减少废物的排放的角度考虑，采用方法③是最好的。