《環境保護與綠色化學》講義環境保護與綠色化學講義一、教材版本與章節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，這部分內容是環境保護與綠色化學。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。可是呢，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境保護有關系啦。三、化學與環境保護（一）環境質量監測的意義1、地球的“健康檢查”同學們可以把環境質量監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境里是啥樣的存在形態，含量有多少。這就好比醫生給咱檢查身體，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境造成污染，那我們就得通過環境質量監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。要是不監測，咱們就不知道這個工廠是不是個“壞家伙”，在偷偷污染環境呢。（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漿一樣，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生產對環境的污染。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、環境的“保護神”綠色化學也是環境的“保護神”。通過減少廢棄物的產生，就可以減少對環境的污染。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生，讓我們的地球環境變得更加美好。五、課堂互動環節（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）化學與環境保護1、環境質量監測是控制和消除污染的基礎，為環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境保護有重要意義。七、課后作業（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：例如在環氧丙烷的生產中，傳統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傳統的濃硫酸催化劑，減少了對設備的腐蝕和對環境的污染，也是綠色化學理念的體現。2、假設你是一個環保志愿者，你如何向社區居民宣傳化學與環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：《化學與環境保護宣傳稿》親愛的社區居民們：大家好！今天我想跟大家聊聊化學與環境保護以及綠色化學的知識。大家都知道，我們的環境現在面臨著很多挑戰，而化學在其中有著重要的作用。工業生產中的廢氣、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