第2课时 环境保护和绿色化学
思维激活 环保问题越来越受到人们的广泛关注，你知道洛杉矶和伦敦的烟雾事件吗？你了解绿色化学吗？
自学导引 环境保护与绿色化学 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。全球性和区域性环境问题包括：气候变暖、臭氧层破坏、酸雨和赤潮等。
2．工业“三废”问题：“三废”是指废气、废水、废渣。除了自然因素外，大气污染主要来自化石燃料的燃烧和工业生产过程中产生的废气及其携带的颗粒物；工业生产中废水的任意排放会导致土壤、水源的污染；废渣等固体废弃物的处理兼有减少环境污染和资源回收利用两个重要目的。
3．绿色化学：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。按照绿色化学的原则，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，即原子利用率为100%。
思考题 “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上，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( )
→HCCH＋CH3COOH A．CH2＝CH2＋H3CCOOH (过氧乙酸)―22O→HCB．CH2＝CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―2催化剂
OCH2＋CaCl2＋H2O
OCH2
―→2HCC．2 CH2＝CH2＋O2―2催化剂
OCH2＋H2O
D．H2C答案 C
―→HCCH2―2OHOHO名师解惑 一、三大环境问题 酸雨 臭氧层的破坏 温室效应 危 害 破坏农作物、森林、草原；使湖泊酸化、鱼类死亡；使皮肤发生癌变 加速建筑物的腐蚀 两极冰川融化，海平面升高，陆地减少，地表气温升高，气候干旱，土地沙漠化，农业减产 成 因 含硫燃料的大量燃烧产生SO2 汽车尾气、氟氯烃的大量排放 CCl2F2――→Cl 光 防 治 减少SO2的排放，燃料脱硫 2O3=====3O2 Cl大量CO2气体的排放，导致大气中CO2浓度不断上升，CO2能阻碍由地面反射回高空的红外辐射，使地表气温增高 减少化石燃料的使用；开发利用新能源；大力植树造林 此外，还应了解光化学烟雾主要是由氮氧化物、碳氢化合物等造成的，白色污染即聚乙烯(或聚苯乙烯)塑料的大量使用所造成的污染，赤潮是由含磷洗衣粉的大量使用及废水的任意排放造成的等等。
二、中学常见的污染环境的气体及其防治
SO2：工业上用浓氨水吸收，实验室用NaOH溶液吸收。 NOx：用NaOH溶液吸收。 H2S：用NaOH溶液吸收。
Cl2、Br2、HCl：用碱液吸收，Cl2、Br2还可用Na2SO3溶液吸收。 CO：用燃烧的方法除去。 三、原子经济和绿色化学 1．原子经济：原子经济要求反应物的原子全部转化为目标产物，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弃物。
化学反应的原子经济性好坏是用原子利用率来衡量的。
期望产物的总质量
原子利用率＝×100%
生成物的总质量
其特点是：①最大限度地利用原料； ②最大限度地减少废物排放。 2．绿色化学
“绿色化学”研究的是对环境没有任何副作用的化学试剂、化学制品和化学工艺。其特点是：
①开发绿色反应，将原子利用率提高到100%； ②使用无毒无害的原料； ③选用无毒无害的催化剂； ④使用无毒无害的溶剂； ⑤发展“绿色工艺”； ⑥开发和生产绿色产品。
停止氟氯烃的生产和使用 [特别提醒]
无机反应中的化合反应和有机反应中的加成、加聚反应的原子利用率均为100%。
典例导析 知识点1：与环境污染有关的常识
例1 环境污染已成为人类社会所面临的重大威胁，各种污染数不胜数。下列八个名词中与环境污染无关的是( ) ．．①温室效应 ②赤潮 ③酸雨 ④光化学污染
⑤臭氧层空洞 ⑥水俣病 ⑦潮汐 ⑧大脖子病 A．②③ B．⑦⑧ C．⑥⑦⑧ D．②⑤⑦
解析 温室效应：人类活动使空气中CO2的含量大幅度提高，造成全球气候变暖，导致一些自然灾害。
赤潮和水华：大量含氮、磷肥料的生产和使用以及含磷洗涤剂产生的污水未经处理即进行排放，使海水、湖水中富含N、P等植物所需的营养物质，致使水体生态平衡被破坏，水中的含O2量急剧减少，水生动植物大量死亡。此现象发生在淡水中称作“水华”，发生在海水中称作“赤潮”。
酸雨：空气中硫的氧化物和氮的氧化物随雨水降下而形成了酸雨。
光化学污染：氮的氧化物(NO、NO2)在光照条件下与氧气发生一系列复杂反应，产生有毒烟雾。
臭氧层空洞：人类大量使用的制冷剂氟利昂及空气中的氮氧化物会破坏臭氧层，使臭氧层变稀薄或局部出现空洞，威胁生物的生命。
水俣病：含汞的工业废水污染水体，使鱼中毒，人食毒鱼后会造成人体汞中毒。此病发生于1953～1956年日本熊本县水俣市。1973年又爆发此病。
潮汐：一种自然现象。
大脖子病：人类由于摄取碘量太少而得的一种缺碘疾病。 答案 B
跟踪练习1 德国科学家利用卫星数据和先进的仪器，绘制了一幅地球上空二氧化氮的分布图。从图中可以看出欧洲和北美洲的一些大城市上空的二氧化氮密度很高。其主要原因是这些地区的( )
A．硝酸工业发达 B．雷雨天气较多 C．机动车辆过多 D．燃料以煤炭为主 答案 C
知识点2：绿色化学理念的考查
例2 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得的产物，即原子利用率为100%。在用CH3C≡CH合成CH2＝C(CH3)COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，在催化剂作用下还需要的其他反应物是( )
A．CO和CH3OH B．CO2和H2O
C．H2和CO2 D．CH3OH和H2
解析 比较反应前后原子的个数可知，生成物比反应物多2个C原子、2个O原子和4个H原子，答案A符合要求。其他如果能满足C∶O∶H＝1∶1∶2的也符合要求，如CO和H2等。
答案 A
跟踪练习2 在“绿色化学”工艺中，理想的状态是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。下列反应类型中能体现“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 A．①②⑤ B．②⑤⑥ C．③④ D．只有⑥ 答案 B
同步测控 小试牛刀
1．对固体废弃物实现资源化，首先必须对其进行分类收集、处理。其中织物、玻璃、易拉罐、纸类、废金属等固体垃圾都可回收利用，下列标志中应选用( )
答案 B
2．在以“绿色”为主题的今天，下列对秸秆的处理方法中，不符合“绿色”要求的是．．．( )
A．就地焚烧 B．发酵后做农家肥 C．加工成精饲料 D．制造沼气 答案 A
3．为了消除对大气的污染，有科学家提出利用太阳能促使燃料循环使用的构想(示意图如下)。下列物质可做此循环中的燃料的是( )
A．CO2 B．CH3OH C．N2 D．H2O 答案 B
4.1838年3月纽卡斯尔市的一些园艺家访问大物理学家法拉第，向他请教一个奇特而有趣的问题：为什么别处生长的紫罗兰都是紫色的，而生长在纽卡斯尔市的紫罗兰却是白色的？法拉第经过一番研究，得出结论，后来被化学家证实并在工业上得到广泛的应用。法拉第的结论是( )
A．遗传变异
B．纽卡斯尔市民用自来水浇花 C．施肥不当
D．纽卡斯尔市空气中SO2含量较高 答案 D
5．中国科学家研制的“人造太阳”成功地进行了一次放电。所谓“人造太阳”是指把
4从海水中提取出来的氘(21H )受控核聚变成氦(2He )，产生能量，这种技术对解决能源问题有
着十分广阔的发展前景。下列有关说法中正确的是( )
A．21H原子核外有2个电子
4B．21H和2He互为同位素
C．42He的中子数为4
D．“人造太阳”发电实现了核能向电能的转化 答案 D
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中的原子全部转变成目标产物，不产生副产物，实现零排放。下列几种生产乙苯(C2H5)的方法中，原子经济性最好的是(反应均在一定条件下进行)( )
A．
＋C2H5Cl―→
C2H5＋HCl C2H5＋H2O C2H5
C2H5＋2NaBr
B．＋C2H5OH―→
C．＋CH2CH2―→
D．
→Br＋C2H5Br＋2Na―
答案 C
7．近年来，在我国部分海域中出现了大面积的赤潮，给当地渔业造成了重大损失，赤潮直接威胁着人类生存的环境，已经成为我国目前最主要的海洋灾害之一。下列关于赤潮发生原因的叙述中正确的是( )
A．含氯化合物直接排入大海，引起赤潮的发生
B．赤潮发生的根本原因是含氟制冷剂的大量使用导致臭氧层破坏
C．含氮、磷的大量污水直接排入大海，导致某些浮游生物爆发性繁殖是赤潮发生的直接原因
D．空气中二氧化碳浓度升高，导致海洋温度升高，引发了赤潮 答案 C
8．用甲烷制备乙酸乙酯，欲使其原子利用率达到最高，还需要消耗的其他反应物是( )
A．CO B．CO2和H2O C．H2O和O2 D．CH3OH 答案 A
9．用石油和煤可以得到有机化工生产中需要的众多原料。例如，从石油中得到的乙烯和从煤中得到的苯可用来制取聚苯乙烯，生产过程如下：
CH2①CH2＝CH2＋
―→
CH3
CH2②
CH3――→
－H2
CH2CH22
CH2CH2
③n―→
下列有关说法中不正确的是( ) ．．．
第四章 第二节资源综合利用 环境保护 第2课时环境保护和绿色化学
