《環(huán)境保護與綠色化學》講義環(huán)境保護與綠色化學講義一、教材版本與章節(jié)信息我們今天要講的內容來自人教版（2019）高中化學必修第二冊第八章第三節(jié)，這部分內容是環(huán)境保護與綠色化學。二、課程導入同學們，咱們先來講個小故事。大家都知道咱們現在生活的地球吧，那可是個超級美麗的星球?？墒悄?，最近地球有點“生病”了。就像咱班有個同學，之前身體倍兒棒，吃嘛嘛香，可突然就不舒服了。地球也是這樣，以前藍天白云，綠水青山的，現在呢，有時候天空灰蒙蒙的，河流也不再清澈了。為啥呢？這就跟咱們今天要學的化學與環(huán)境保護有關系啦。三、化學與環(huán)境保護（一）環(huán)境質量監(jiān)測的意義1、地球的“健康檢查”同學們可以把環(huán)境質量監(jiān)測想象成給地球做一次超級全面的“健康檢查”。咱們得知道污染物在環(huán)境里是啥樣的存在形態(tài)，含量有多少。這就好比醫(yī)生給咱檢查身體，得知道血液里各項指標是多少，是一個道理。這些監(jiān)測的數據可重要了，它是我們控制和消除污染的可靠依據，就像醫(yī)生根據檢查結果開藥治病一樣。沒有這些數據，咱們就像在黑暗里摸索，不知道怎么去保護環(huán)境。2、實際例子比如說，咱們附近有個工廠，如果我們想知道這個工廠有沒有對周圍環(huán)境造成污染，那我們就得通過環(huán)境質量監(jiān)測來看看空氣中是不是二氧化硫（SO?）、氮氧化物（NO?）這些污染物超標了，附近的河流里有沒有重金屬超標之類的。要是不監(jiān)測，咱們就不知道這個工廠是不是個“壞家伙”，在偷偷污染環(huán)境呢。（二）化學與“三廢”污染1、“三廢”是啥？同學們，“三廢”可不是什么神秘的東西，就是工業(yè)生產里產生的廢氣、廢水和廢渣。這“三廢”就像三個調皮搗蛋的小怪獸，對咱們的環(huán)境搞破壞呢。2、大氣污染物與次生污染物（1）大氣污染物的“真面目”咱們先來說說大氣污染物。大氣里的污染物有很多種，像我們剛剛提到的SO?、NO?，還有一氧化碳（CO）這些，它們可都是一次污染物。啥叫一次污染物呢？就是直接從污染源排出來的污染物。這些一次污染物在大氣里可不安分，它們會發(fā)生各種化學反應，然后就變成了次生污染物。（2）次生污染物的“惡作劇”比如說，SO?和NO?排到大氣里后，經過一些復雜的化學反應，就可能變成酸雨。酸雨這東西可壞了，它就像個調皮的小鬼，落到森林里，會讓樹木生病，葉子變黃，甚至死亡；落到湖泊里，湖水會變酸，里面的小魚小蝦可就遭了殃，生存環(huán)境被破壞，數量就會減少。還有光化學煙霧，也是由這些污染物變來的，它會讓空氣變得灰蒙蒙的，咱們呼吸起來就不那么舒服，對咱們的眼睛、呼吸道都有刺激。3、化學與“污水”處理（1）污水處理的“魔法棒”污水也是個大問題啊。不過別怕，咱們有很多辦法來處理污水呢，就像擁有魔法棒一樣。常見的污水處理方法有物理法、化學法和生物法。（2）物理法的“小妙招”物理法就像是用一些簡單的工具來處理污水。比如說，用格柵間把污水里比較大的固體雜質，像樹枝、塑料片這些東西先攔住，就像咱們用濾網過濾豆?jié){一樣，把豆渣過濾掉。然后再把污水放到沉淀池里，讓那些比較小的固體顆粒慢慢沉淀到池底。這就好比沙子在水里會慢慢沉下去一樣的道理。（3）化學法的“神奇藥水”化學法就更厲害了，就像給污水加一些神奇的藥水。比如說，如果污水里含有重金屬離子，我們可以加一些化學試劑，讓這些重金屬離子變成沉淀，然后就可以把它們從污水里分離出來。就像孫悟空用定身法定住妖怪一樣，把這些有害的重金屬離子定住，不讓它們在水里亂跑。（4）生物法的“小助手”生物法呢，是利用微生物這個小助手來處理污水。微生物就像一群勤勞的小螞蟻，它們會吃掉污水里的有機物，把它們分解成無害的物質。比如說，一些細菌可以把污水里的有機物分解成二氧化碳和水，這樣污水就變得干凈多了。（5）污水的“三級”處理污水的處理還有“三級”呢。一級處理剛剛咱們說過了，就是用物理法去除不溶解的污染物。二級處理就更高級一點了，采用生物法（也叫活性污泥法）以及某些化學方法，把污水里的有機物進一步分解和去除。三級處理就更嚴格了，要把污水里的氮、磷這些營養(yǎng)物質去除掉，讓污水變得更加干凈，可以達到回用的標準。比如說，經過三級處理后的水，可以用來澆花、沖廁所之類的，實現水資源的再利用。4、化學與“廢渣”及生活垃圾（1）處理的原則廢渣和生活垃圾的處理也有原則的，那就是無害化、減量化和資源化。無害化就是要讓這些廢渣和垃圾不對環(huán)境造成危害，就像把垃圾里的病菌都消滅掉一樣。減量化就是盡量減少廢渣和垃圾的產生量，就像我們少用一次性塑料制品，就能減少垃圾的產生。資源化就是要把這些廢渣和垃圾變成有用的資源，比如說，把廢舊的金屬回收再利用，把廢紙重新制成紙張。（2）生活中的例子咱們生活中就有很多這樣的例子。比如說，咱們家里的舊電池，要是隨便扔掉，里面的重金屬會污染土壤和地下水，這就不符合無害化原則。但是如果我們把它送到專門的回收點，就可以把里面的有用金屬回收出來，這就是資源化。再比如說，咱們平時買菜可以自己帶個布袋子，少用塑料袋，這樣就能減少垃圾的產生，這就是減量化。四、綠色化學（一）綠色化學的內涵1、綠色化學的“理念”同學們，綠色化學可不是簡單地在化學前面加個“綠色”這么簡單。它是一種全新的理念，就像一種時尚又環(huán)保的生活方式。綠色化學的核心就是要從源頭上減少或者消除化學工業(yè)生產對環(huán)境的污染。2、原子經濟性反應的“奧秘”這里面還有個很重要的概念叫原子經濟性反應。簡單來說呢，就是在化學反應中，要讓反應物的原子盡可能多地轉化成目標產物的原子，這樣就可以減少廢棄物的產生。比如說，咱們合成一個化合物，如果按照傳統(tǒng)的方法，可能會產生很多副產物，就像做飯的時候除了做出一道好菜，還產生了很多不能吃的邊角料一樣。但是如果是原子經濟性反應，就像一個超級厲害的廚師，能把所有的食材都用到菜品里，幾乎沒有什么浪費。（二）綠色化學在資源利用和環(huán)境保護中的重要意義1、資源的“精打細算”綠色化學對于資源利用可是有著超級重要的意義。咱們地球上的資源可不是無限的，像石油、煤炭這些能源，用一點就少一點。如果我們能按照綠色化學的理念來進行工業(yè)生產，就可以更加充分地利用資源。比如說，在化工生產中，如果采用原子經濟性反應，原料的利用率就會大大提高，就像把一塊布料裁剪得恰到好處，沒有什么浪費。2、環(huán)境的“保護神”綠色化學也是環(huán)境的“保護神”。通過減少廢棄物的產生，就可以減少對環(huán)境的污染。比如說，那些沒有被利用的原料和產生的副產物，如果隨便排放到環(huán)境里，就會對土壤、水、空氣造成污染。但是如果按照綠色化學的要求，就可以避免這種情況的發(fā)生，讓我們的地球環(huán)境變得更加美好。五、課堂互動環(huán)節(jié)（一）問題解答1、老師提問：同學們，誰能舉個生活中的例子來說明化學與環(huán)境保護的關系呢？學生回答：老師，我來說。咱們汽車用的汽油，如果里面加了一些清潔劑，可以讓汽車燃燒更充分，減少尾氣里有害物質的排放，這就是化學在環(huán)境保護方面的應用。老師點評：非常好，這位同學舉的例子很貼切。汽油里加清潔劑確實可以通過化學作用來減少污染。2、老師提問：那誰能說一說綠色化學在咱們日常生活中的體現呢？學生回答：老師，我覺得咱們用的無磷洗衣粉就是綠色化學的體現。因為普通洗衣粉里的磷會導致水體富營養(yǎng)化，無磷洗衣粉就避免了這個問題。老師點評：很棒，這位同學觀察得很仔細。無磷洗衣粉就是符合綠色化學理念，減少了對環(huán)境的危害。（二）小組討論1、討論話題：如何在我們學校推廣綠色化學理念？第一小組觀點：我們可以在學校的宣傳欄里張貼關于綠色化學的海報，介紹綠色化學的知識和它在生活中的應用，讓同學們更加了解綠色化學。第二小組觀點：我們可以組織一些關于綠色化學的小實驗，比如用廢舊物品制作一些小化學用品，讓同學們在實踐中感受綠色化學的樂趣。第三小組觀點：還可以在學校里設置一些分類垃圾桶，鼓勵同學們對垃圾進行分類，這樣有利于資源的回收利用，也是綠色化學理念的一種體現。2、老師總結老師：同學們的想法都非常好。通過張貼海報可以讓更多的同學了解綠色化學；組織小實驗可以讓大家親身體驗綠色化學的魅力；設置分類垃圾桶也是在日常生活中踐行綠色化學理念的好方法。希望大家以后都能成為綠色化學理念的傳播者和踐行者。六、要點歸納（一）化學與環(huán)境保護1、環(huán)境質量監(jiān)測是控制和消除污染的基礎，為環(huán)境質量評價和污染治理提供數據。2、“三廢”（廢氣、廢水、廢渣）是工業(yè)生產中的主要污染源。大氣污染物中的一次污染物（如SO?、NO?、CO等）可產生次生污染物（如酸雨、光化學煙霧）。污水處理方法有物理法、化學法和生物法，污水有“三級”處理。廢渣和生活垃圾處理遵循無害化、減量化和資源化原則。（二）綠色化學1、綠色化學理念是從源頭上減少或消除污染。2、原子經濟性反應可提高原子利用率，減少廢棄物產生。3、綠色化學對資源利用和環(huán)境保護有重要意義。七、課后作業(yè)（一）基礎題1、以下哪種氣體屬于大氣中的一次污染物（）A.酸雨B.光化學煙霧C.一氧化碳（CO）D.硫酸（H?SO?）答案：C。因為一氧化碳是直接從污染源排放出來的，而酸雨和光化學煙霧是一次污染物經過化學反應形成的次生污染物，硫酸不是大氣中的一次污染物。2、污水處理的物理法不包括以下哪種操作（）A.格柵間攔截固體雜質B.利用微生物分解有機物C.沉淀池沉淀固體顆粒D.以上都不是答案：B。利用微生物分解有機物是生物法，格柵間攔截固體雜質和沉淀池沉淀固體顆粒都屬于物理法。（二）拓展題1、請舉例說明綠色化學理念在化工生產中的應用（至少兩個例子）。答案：例如在環(huán)氧丙烷的生產中，傳統(tǒng)的氯醇法會產生大量的氯化鈣廢水，而現在采用的過氧化氫直接氧化法，原子利用率高，減少了廢棄物的產生，符合綠色化學理念；還有在制備乙酸乙酯時，采用固體酸催化劑代替?zhèn)鹘y(tǒng)的濃硫酸催化劑，減少了對設備的腐蝕和對環(huán)境的污染，也是綠色化學理念的體現。2、假設你是一個環(huán)保志愿者，你如何向社區(qū)居民宣傳化學與環(huán)境保護以及綠色化學的知識？請寫一篇300~500字的宣傳稿。答案：《化學與環(huán)境保護宣傳稿》親愛的社區(qū)居民們：大家好！今天我想跟大家聊聊化學與環(huán)境保護以及綠色化學的知識。大家都知道，我們的環(huán)境現在面臨著很多挑戰(zhàn)，而化學在其中有著重要的作用。工業(yè)生產中的廢氣、廢水、廢渣如果不處理好，就會污染我們的空氣、水和土壤。比如說，廢氣中的二氧化硫會導致酸雨，損害我們的森林和建筑。但是，化學也