第三节 环境保护与绿色化学
[核心素养发展目标] 1.了解环境污染的主要因素、危害及防治的方法，认识化学对环境保护
的重要意义，培养保护环境的科学态度和社会责任。2.了解“绿色化学”“原子经济性反应”
的内涵，知道它们在对利用资源、保护环境中的重要意义，加强环境保护意识并培养绿色化
学的理念。
一、化学与环境保护
1．环境保护
(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。
(2)环境保护的任务
①环境监测：对污染物的存在形态、含量等进行分析和测定，为控制和消除污染提供可靠的
数据。
②治理工业“三废”(废气、废水、废渣)。
③寻找源头治理环境污染的生产工艺：杜绝污染物的排放，能从根本上解决环境问题。
2．大气污染物来源及次生污染物的形成
3．污水的处理
(1)常用的污水处理方法：物理法、化学法和生物法等。
(2)污水处理的常用化学方法：中和法、氧化还原法、沉淀法等。
(3)污水处理的流程
①一级处理：通常采用物理方法，即用格栅间、沉淀池等除去污水中不溶解的污染物。经一
级处理后的水一般达不到排放标准，一级处理作为预处理。
②二级处理：采用生物方法(又称微生物法)及某些化学方法，除去水中的可降解有机物等污
染物。经二级处理后的水一般可以达到国家规定的排放标准。
③三级处理：主要采用化学沉淀法、氧化还原法、离子交换法和反渗透法等，对污水进行深
度处理和净化。经三级处理后水可用于绿化和景观用水等。
4．固体废弃物的处理
(1)处理原则：无害化、减量化和资源化。
(2)目的：减少环境污染和资源回收利用。
(1)化学工作者进行的环境质量监测工作可有可无，有污染治理就行( × )
提示 环境质量监测工作是进行环境质量评价和污染治理的基础，非常必要。
(2)化石燃料燃烧产生的 CO、NOx、SO2 为次生污染物( × )
提示 CO、NOx、SO2 为一次污染物，其形成的酸雨、光化学烟雾等为次生污染物。
(3)“燃煤固硫”“汽车尾气催化净化”都能提高空气质量( √ )
提示 “燃煤固硫”可以减少 SO2 的污染，汽车尾气催化净化可以减少 CO、NOx 及某些有
机物的污染。
(4)工业废渣和生活垃圾等固体废弃物对环境影响不大，可不必处理( × )
提示 处理固体废弃物要遵循无害化、减量化和资源化原则，达到减少环境污染和资源回收
利用两个重要目的。
(5)污水的一级处理通常采用化学法和生物法将难溶解的污染物除去( × )
提示 一级处理通常采用物理方法，用格栅间、沉淀池等去除不溶性污染物。
活性炭联合脱硫脱硝技术(AC)是一种比较成熟的脱硫脱硝技术，可以在较低的温度下，将废
气中的 SO2、NOx 通过一系列反应生成铵盐，从而变废为宝，其工作示意图如下所示：
(1)SO2 在活性炭表面被氧化最终生成硫酸，反应方程式为：_____________________________
_______________________________________________________________________________。
(2)吸收塔加入 NH3 后，可脱除废气中的 NO、NO2，写出 NO 和 NO2 分别和 NH3 反应的化学
方程式：______________________、_______________________________________________。
(3)NH3 和吸收塔中生成的 H2SO4 反应，会生成铵盐，写出反应的化学方程式：_____________
_______________________________________________________________________________。
(4)活性炭的造价较高，工业上一般选用活性焦作为吸附剂来脱硫脱硝，活性炭来自煤干馏产
品，煤的干馏为________(填“物理”或“化学”)变化，从煤干馏产品中获取苯、二甲苯的
操作方法为：_____________________________________________________________。
答案 (1)2SO2＋O2
催化剂
△ 2SO3、SO3＋H2O===H2SO4(或 2SO2＋O2＋2H2O===2H2SO4)
(2)4NH3＋6NO===5N2＋6H2O 8NH3＋6NO2===7N2＋12H2O
(3)2NH3＋H2SO4===(NH4)2SO4(或 NH3＋H2SO4===NH4HSO4)
(4)化学 蒸馏(或分馏)
解析 (1)在反应中，SO2 可以在活性炭表面被 O2 氧化为 SO3，进而和 H2O 生成 H2SO4。
(2)NH3 和 NO、NO2 反应时，NH3 为还原剂，NO、NO2 为氧化剂最终生成 N2 和 H2O。
(3)NH3 和生成的 H2SO4 反应可生成(NH4)2SO4 或 NH4HSO4。
(4)煤的干馏为化学变化，从煤焦油中获取苯及二甲苯等原料应采取蒸馏(或分馏)的方法。
二、绿色化学
1．绿色化学也称环境友好化学。
2．核心思想：改变“先污染后治理”的观念和做法，利用化学原理和技术手段，减少或消除
产品在生产和应用中涉及的有害化学物质，实现从源头减少或消除环境污染。
3．原子经济性反应：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，原子利用率达到 100%。
原子利用率＝期望产物的总质量
生成物的总质量
×100%
4．绿色化学对化学反应的要求
(1)“绿色化学”就是污染后有效治理的化学思想( × )
提示 “绿色化学”思想是从源头上减少或消除污染的化学，不是“先污染后治理”的化学
思想。
(2)“绿色化学”就是指在化工生产中不排放任何有害物质( √ )
(3)在汽车排气管上安装“催化转化器”把 CO、NO 催化生成 N2 和 CO2，符合绿色化学的理
念( × )
提示 “绿色化学”理念是从源头上减少或消除污染。
(4)“3R”原则(减量化、再利用和再循环)是开发和利用自然资源的基本原则( √ )
(5)植物秸秆含大量钾元素，焚烧后作钾肥符合“绿色化学”的思想( × )
提示 植物秸秆燃烧会产生大量的污染物，不符合“绿色化学”的思想。
(6)利用阳光发电，光解水制氢气是解决能源危机，实现可持续发展的有效途径( √ )
(2020·北京门头沟区校级检测)乙烯大量用来生产环氧乙烷，生产工艺主要有两种。
工艺一：CH2==CH2＋Cl2＋Ca(OH)2―→ ＋CaCl2＋H2O
工艺二：2CH2==CH2＋O2――→Ag 2
试回答下列问题：
(1)根据绿色化学原则，理想的生产工艺是原子经济性好的反应，上述工艺一的原子利用率
________(填“高”或“低”，下同)；工艺二的原子利用率__________，因此，在实际生产
中，应采用工艺________更环保、更经济。
(2)下列有机反应中最符合“绿色化学”思想的为________(填序号)。
①CH2==CH2＋ ―→ ＋CH3COOH
②3 ――→催化剂 ＋ ＋2H2O
③nCH2==CH2――→催化剂
CH2—CH2
④CH3CH2OH＋CH3COOH
浓 H2SO4
△ CH3COOCH2CH3＋H2O
⑤CH3—C≡CH＋CO＋CH3OH―→
答案 (1)低 高 二 (2)③⑤
解析 (2)最符合“绿色化学”思想的反应为满足原子经济性反应，原子利用率为 100%的反
应，因此选择③⑤。
1．(2020·淮安月考)习总书记在十九大报告中提出“我们要建设的现代化是人与自然和谐共生
的现代化”，下列说法正确的是( )
A．在田间焚烧秸秆，以增加草木灰肥料从而减少化肥的使用
B．推广使用可降解塑料及布袋购物，以减少“白色污染”
C．用氯气处理水中的 Cu2＋、Hg2＋等重金属离子
D．燃煤中加入 CaO 可以减少酸雨的形成及温室气体的排放
答案 B
解析 在田间焚烧秸秆会产生大量的烟和粉尘颗粒造成空气污染，对环境不利，故 A 错误；
“白色垃圾”是难降解的塑料制品，大量使用会造成土壤的污染，推广使用可降解塑料及布
袋购物，可以减少“白色污染”，故 B 正确；氯气是有毒气体，大量使用会污染空气，重金
属离子一般采用加硫化物沉淀的方法处理，故 C 错误；燃煤产生大量二氧化碳，同时有二氧
化硫，氧化钙可以与二氧化硫反应产生亚硫酸钙最终被氧化成硫酸钙，可以减少酸雨形成，
但是氧化钙与二氧化碳的反应产生的碳酸钙受热又分解成氧化钙和二氧化碳，并不能减少二
氧化碳的排放，故 D 错误。
考点 化学与环境保护
题点 常见的生活环境的污染及治理
2．(2020·温州期中)下列有关环境保护与绿色化学的叙述不正确的是( )
A．形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物
B．大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程产生的废气
C．绿色化学的核心就是如何对被污染的环境进行无毒无害的治理
D．燃煤烟气脱硫的石灰石—石膏法，可将烟气中的二氧化硫转化为硫酸钙
答案 C
解析 酸雨一般是硫酸型和硝酸型两种，硫的氧化物二氧化硫排放到空气中最终被氧气氧化
成三氧化硫，再与水结合形成硫酸，而氮的氧化物二氧化氮与水结合产生硝酸，故 A 正确；
大气污染物主要是粉尘颗粒和有害气体的排放导致，而化石燃料燃烧时会有粉尘和二氧化硫，
再比如硫酸工业尾气中含有二氧化硫，硝酸工业尾气中含有氮的氧化物均是大气污染物，故
B 正确；绿色化学的核心是从源头上杜绝污染产生，而不是先污染后治理，故 C 错误；石灰
石高温时分解成生石灰与煤燃烧时产生的二氧化硫反应生成亚硫酸钙，最终被氧气氧化成硫
酸钙起到处理硫的目的，故 D 正确。
考点 化学与环境保护
题点 常见的生活环境的污染及治理
3．(2020·天津和平区校级期中)“绿色化学“是指从源头上消除或减少对环境的污染。下列实
验或实验过程符合化学实验“绿色化学”原则的是( )
A．用过氧化氢溶液代替高锰酸钾制取氧气
B．用纳米铜粉代替铜丝进行铜和浓硝酸反应的实验
C．用溴水代替碘水进行萃取实验
D．为了让学生更清楚地看到实验现象要用较多量的氯气进行性质实验
答案 A
解析 2H2O2=====MnO2 2H2O＋O2↑，2KMnO4=====
△
K2MnO4＋MnO2＋O2↑，用过氧化氢和二氧
化锰制取氧气，与用高锰酸钾在加热下制取氧气相比，不需加热，节约能源，并且生成物是
水，没有污染，转化成了期望中的产品，实现了绿色化学的理念，故 A 正确；用纳米铜粉代
替铜丝进行铜和浓硝酸反应的实验，Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O，仍会产
生二氧化氮等污染，不符合绿色化学的理念，故 B 错误；溴水易挥发、溴蒸气有毒，故不符
合绿色化学理念，故 C 错误；Cl2 是有毒气体之一，故不符合绿色化学理念，故 D 错误。
考点 绿色化学
题点 实验中的绿色化学理念
4．(2020·宁波市北仑区校级期中)在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转
化为欲制得的产物，即原子利用率为 100%。下列反应类型能体现“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
A．①② B．②⑤ C．②④ D．①③
答案 B
解析 上述反应中，②化合反应、⑤加成反应中反应产物只有一种，原子的利用率达到 100%，
而置换反应、分解反应、取代反应生成物不止一种，不能满足原子利用率为 100%，故选 B。
考点 绿色化学
题点 绿色化学理念与化学反应
5．(2019·宿迁模拟)中国“十九大”规划纲要提出节能减排(指的是减少能源浪费和降低废气
排放)，这是贯彻落实科学发展观、构建社会主义和谐社会的重大举措；是建设资源节约型、
环境友好型社会的必然选择；是推进经济结构调整，转变增长方式的必由之路；是维护中华
民族长远利益的必然要求。请你分析并回答下列问题：
(1)“绿色化学”的最大特点在于它是在始端就采用预防实际污染的科学手段，因而过程和终
端均为零排放和零污染，具有“原子经济性”，下列化学反应不符合“绿色化学”思想的是
________(填字母)。
A．制备环氧乙烷：2CH2==CH2＋O2――→催化剂
B．制备硫酸铜：Cu＋2H2SO4(浓)=====
加热
CuSO4＋SO2↑＋2H2O
C．制备甲醇：2CH4＋O2――――→催化剂
加热、加压 2CH3OH
D．制备硝酸铜：3Cu＋8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O
(2)工业上目前使用两种方法制取乙醛——“乙炔水化法”和“乙烯氧化法”。下面两表提供
生产过程中原料反应条件、原料平衡转化率和产量等的有关信息：
表一：原料、反应条件、平衡转化率、日产量
乙炔水化法 乙烯氧化法
原料 乙炔、水 乙烯、空气
反应条件 HgSO4、100～125 ℃ PdCl2－CuCl2、100～125 ℃
平衡转化率 乙炔平衡转化率 90%左右 乙烯平衡转化率 80%左右
日产量 2.5 吨(某设备条件下) 3.6 吨(相同设备条件下)
表二：原料来源生产工艺
原料生产工艺过程
乙炔 CaCO3――――――→①850～1 100 ℃
CaO―――――→②＋C、电炉
1 100 ℃ CaC2――――――→③饱和食盐水
C2H2
乙烯 来源于石油裂解气
从两表中分析，现代工业上“乙烯氧化法”将逐步取代“乙炔水化法”的可能原因。
①从产率和产量角度分析：_____________________________________________________。
②从环境保护和能耗角度分析：_________________________________________________。
答案 (1)BD (2)①虽然乙烯氧化法的转化率略小于乙炔水化法，但反应快、日产量比其高
得多 ②两者反应条件温度相当，但乙炔水化法制乙醛使用的是汞盐催化剂，毒性大；乙炔
的制取要经过多步反应制得，且消耗大量的热能、电能；乙烯来源于石油裂解气，消耗的总
能量比乙炔少，且较容易获得
解析 (1)反应属于化合反应，原子利用率高达 100%，且产物无污染，故 A 符合；制备硫酸
铜的过程中硫酸的利用率低，且生成的二氧化硫是有毒的气体，故 B 不符合；反应属于化合
反应，原子利用率高达 100%，且产物无污染，故 C 符合；铜与稀硝酸反应制备硝酸铜的过
程中硝酸的利用率低，且生成的一氧化氮是有毒的气体，故 D 不符合。
考点 绿色化学
题点 生产中的绿色化学理念
A 组 基础对点练
题组一 化学与环境保护
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