《化学是社会可持续发展的基础》课件1

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1、第二单元 化学是社会可持续发展的基础,1.认识化学是现代科技发展的基础和技术支持。 2.认识绿色化学的基本要求及其对社会可持续发展的重要意义。 3.认识化学是社会可持续发展的基础。 4.了解温室效应、光化学烟雾、酸雨、臭氧空洞等产生的原因、危害及改善措施。,一、现代科学技术的发展离不开化学 1.化学与人类的密切关系： (1)化学与人们的生活有着密切的联系。 (2)化学与信息、生命、_、_、_、地球、空间和 核科学等新兴学科有密切的联系。 (3)化学_技术为其他技术的发明提供了不可缺少的 物质基础。,材料,环境,能源,合成和分离,2.化学科学发展的贡献： (1)解决工农业生产中的技术问题。 如：

2、制作印刷电路板的反应原理为 _。,2FeCl3+Cu=2FeCl2+CuCl2,(2)创造和合成具有特定性能的材料。 如以石英砂为原料制备高纯硅的流程图为 写出图中的反应的化学方程式： _ _ _ (3)开发高效洁净能源。 (4)合成高新材料。,二、解决环境问题需要化学科学 1.工业“三废”：_、_和_。,废气,废液,废渣,2.化学对环境保护的贡献： (1)燃煤烟气的脱硫： 石灰石石膏法脱硫，化学方程式为 _， _。,SO2+Ca(OH)2=CaSO3+H2O,2CaSO3+O2=2CaSO4,氨水法脱硫，化学方程式为 _， _， _。 通过以上过程，在消除烟气中的SO2的同时还可以得到副产品

3、 _和化肥硫酸铵。,SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3,SO2+NH3+H2O=NH4HSO3,2(NH4)2SO3+O2=2(NH4)2SO4,石膏,(2)消除汽车尾气对环境的污染： 汽车尾气的成分有_、NO、_、碳氢化合物、_ 等。 消除方法主要有： a.在石油炼制过程中进行_。 b.安装汽车尾气处理装置，将尾气转化成_、_等排出。 c.用新的无害的汽油添加剂代替能产生污染的四乙基铅抗震 剂。 d.使用_、_代替部分或全部燃油。 (3)回收二氧化碳，如制造_。,CO,NO2,颗粒物,石油脱硫,N2,CO2,酒精,天然气,全降解塑料,(4)绿色化学：,源头,零排放,【思考辨析】 1

4、.判断正误： (1)制作印刷电路板的反应原理为3Cu+2Fe3+=2Fe+3Cu2+。 ( ) 分析：该反应不符合事实，不活泼Cu不能置换出活泼的Fe。 (2)向煤中添加生石灰可防止大气污染。( ) 分析：向煤中添加生石灰能减少SO2的排放，反应为 S+O2 SO2，SO2+CaO=CaSO3， 2CaSO3+O2 2CaSO4。,(3)制取粗硅的反应为SiO2+C Si+CO2。( ) 分析：SiO2具有弱氧化性，它只能将C氧化成CO。 (4)加成反应或加聚反应中，反应物原子利用率达到100%。 ( ) 分析：两种反应中，只有目标产物生成，没有副产物生成。,2.问题思考： (1)二氧化碳和环

5、氧乙烷在催化剂作用下，可以生成一种可降解的共聚物： 该反应对环境保护有什么意义?,分析：可以反应掉二氧化碳，缓解温室效应;可以用产物制造全降解塑料，避免造成“白色污染”。,(2)国际上认为“氢气将是21世纪中后期最理想的能源”，其根据是什么?也有人认为氢气作为能源是不现实的，他的理由是什么? 分析：氢气来源丰富;单位质量的氢燃烧时放出的热量多;燃烧后不产生污染。现有的制取氢气方法耗能大，制取的成本太高，另外氢气的熔沸点太低，给储存和运输带来困难。,【知识链接】 脱硫 以降低氧含量、高碱度渣的方式除去液态金属与合金中的硫的方法。将煤中的硫元素用钙基等方法固定成为固体防止燃烧时生成SO2，目前脱硫

6、方法一般可划分为燃烧前脱硫、燃烧中脱硫和燃烧后脱硫(烟气脱硫)等3类。,硫酸铵 无色结晶或白色颗粒。无气味。高温易分解，易溶于水，不溶于乙醇和丙酮。低毒，有刺激性。其主要用作肥料，适用于一般土壤和作物，能使枝叶生长旺盛，提高果实品质和产量，增强作物对灾害的抵抗能力，可作基肥、追肥和种肥，但是长期使用可能导致土壤板结。还可用于纺织、皮革、医药等方面。,一、环境保护的热点问题,【知识备选】其他常见的环境问题 (1)城市大气中的铅污染主要来源是含铅汽油的汽车尾气。 (2)氰化物：CN-(电镀液中常含有)有剧毒，含CN-的污水、废气 会严重污染环境。 (3)强烈致癌物质、食品污染物为二噁英(一种有机物

7、)。 (4)工业污水中含有重金属盐汞、镉等，会污染水源和土壤。 (5)NaNO2：有毒，外观类似食盐，易误食，NaNO2进入血液，可把亚铁血红蛋白氧化为高铁血红蛋白，使血液失去携氧功能， 造成组织缺氧。 (6)从能源利用条件看，我国主要的大气污染物是烟煤、二氧化 硫。,【学而后思】 (1)氟利昂(如CCl2F2)在光作用下分解，产生Cl，Cl会对臭氧层产生长久的破坏作用，反应如下：O3O2+O，O3+ClClO+O2，ClO+OCl+O2，总反应：2O33O2，在上述O3变成O2的反应过程中，Cl的作用是什么? 提示：从后两个反应式可知：Cl是第一个反应的反应物，又是第二个反应的生成物，并且物

8、质的量保持不变，所以Cl是总反应的催化剂，起反复分解O3的作用。,(2)空气中硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物质。若用NOx表示氮氧化物，请写出空气中氮氧化物形成酸雨的化学方程式。 提示：在空气中氮氧化物被氧气氧化成HNO3，根据质量守恒定律可以判断反应物中还有H2O，据此可以写出如下配平的化学方程式： 4NOx+(5-2x)O2+2H2O=4HNO3。,二、绿色化学 1.绿色化学的目标：“绿色化学”是人类和自然和谐相处的化学。它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原料，最大限度地节约能源，在化学生产各个环节都实现净化和无污染的反应途径。,2.绿色化学的特点： (1)“绿色化学”的最大特点

9、是在于它在起始端就实现“预防污染”的科学手段，因而，过程和终端为零排放或零污染。绿色化学示意图如下：,(2)在化学转化获取新物质的过程中充分利用每种原料的原 子，具有“原子经济性”。要求反应物的原子全部转变成最终 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(%)=,3.绿色化学的研究对象： “绿色化学”的研究包括化学反应过程的四个基本因素： (1)设计对人类健康和环境危害小的反应起始物，淘汰有毒的反应起始物; (2)选择最佳的反应条件，以实现最大限度的节能和零排放; (3)研究最佳的转换反应和良性试剂; (4)

10、设计对人类健康和环境更安全的目标化合物。,【学而后思】 (1)CO2和H2在一定条件下能够发生反应生成甲醇(CH3OH)，该反应的原子利用率是否为100%? 提示：根据信息可以写出如下方程式：CO2+3H2CH3OH+H2O，CO2转化为CH3OH时，还有水产生，反应物没有全部转化为产物，所以原子利用率不是100%。,(2)以CO2和H2为原料合成乙烯的反应为2CO2+6H2 CH2CH2+4H2O，该反应的原子利用率为多少? 提示：原子利用率=,类型 一 常见的环境污染及保护 【典例】利用石灰乳和硝酸工业的尾气(含NO、NO2)反应，既能净化尾气，又能获得应用广泛的Ca(NO2)2，其部分工

11、艺流程如下：,已知：NO+NO2+2NaOH=2NaNO2+H2O， 2NO2+2NaOH=NaNO2+NaNO3+H2O，NO不能和NaOH溶液反应。 (1)上述工艺中采用气液逆流接触吸收(尾气从吸收塔底部进入，石灰乳从吸收塔顶部喷淋)，其目的是 ; 滤渣可循环利用，滤渣的主要成分是 (填化学式)。 (2)该工艺需控制NO和NO2物质的量之比接近11。若n(NO)n(NO2)11，则会导致 ; 若n(NO)n(NO2)11，则会导致 。,(3)生产中溶液需保持弱碱性，在酸性溶液中Ca(NO2)2会发生分解，产物之一是NO，其反应的离子方程式为_ 。,【解题指南】解答本题时要明确如下两点： (

12、1)NO2能被NaOH溶液完全吸收，而NO必须与NO2按物质的量之比11混合才能被NaOH溶液完全吸收，NO不能被NaOH溶液吸收。 (2)书写离子方程式时必须遵循：质量守恒定律、电子守恒和电荷守恒。,【解析】(1)逆流有利于气体的吸收;滤渣应为没有溶解的物质，结合流程中涉及的相关物质可知滤渣主要成分为氢氧化钙; (2)根据化合价，当NO和NO2物质的量之比为11，刚好转化为Ca(NO2)2，当NO多时，一氧化氮将过剩，当NO2多时，将会有高价氮氧化物生成; (3)Ca(NO2)2转化为NO，氮化合价降低，其他产物中定有元素化合价升高，结合质量守恒、电荷守衡和电子守恒书写反应方程式，注意酸性条

13、件。,答案：(1)使尾气中NO、NO2被充分吸收 Ca(OH)2 (2)排放的气体中NO含量升高产品Ca(NO2)2中Ca(NO3)2含量升高 (3) +2H+= +2NO+H2O,【变式训练】化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是( ) A.CO2属于大气污染物 B.酸雨是pH小于7的雨水 C.CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成 D.大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧,【解析】选D。常见的大气污染物有：颗粒物、二氧化硫、三氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、碳氢化合物等。二氧化碳不属于大气污染物，A项错误;酸雨是pH小于5.6降雨，B项错误;酸雨是由氮的氧化物和硫的氧化物引起

14、的，二氧化碳不会引起酸雨，C项错误;导致全球气温变暖的温室效应，城市中的热岛效应，还有海洋中的厄尔尼诺现象和拉尼娜现象等，都和二氧化碳的排放有关系，D项正确。,【变式备选】下列关于环境污染的说法不正确的是( ) A.重金属、农药和许多有机物等会造成水体污染 B.氟氯烃、氮氧化物等物质的大量排放会破坏臭氧层 C.使用无磷洗衣粉，可彻底解决水体富营养化问题 D.CO2和甲烷等物质的大量排放会造成温室效应的加剧 【解析】选C。使用无磷洗衣粉只能减少水体营养化的问题，不能彻底解决，C项错误。,类型 二 绿色化学原理及应用 【典例】绿色：环境保护也是我们的生活理念。下列实验符合“绿色环保”思想的是( )

15、,【解题指南】解答本题要明确如下两点： (1)绿色环保的思想是减少环境污染物的排放。 (2)有毒气体必须有尾气处理装置。,【解析】选B。氯气微溶于水，将氯气直接通入烧杯制取氯水，会使部分氯气逸出，从而引起大气污染，应将氯气通入带有双孔橡胶塞的集气瓶中制备，并有尾气处理装置，故A错;浓硫酸与铜在加热的条件下生成二氧化硫气体，二氧化硫有毒，用浸有碱液的棉花可以起到尾气吸收的目的，故B正确;HCl有强烈刺激性，用图中装置收集，容易使部分HCl逸出，造成污染，应用带有双孔橡胶塞的集气瓶收集，并有尾气处理装置，故C错误;CO有毒，不能直接排入空气，本实验缺少尾气吸收装置，应该用点燃法除去，故D错误。,【名师点评】讲解本题时应注意以下两点： (1)补充常见的尾气处理方法及防倒吸装置。 (2)引导学生用绿色化学的原理设计实验。,【方法规律】工业尾气的主要成分及处理方法 (1)硫