第八章化學與可持續發展

第三節環境保護與綠色化學

考綱要求

1.了解常見的環境問題，認識保護自然環境對人類可持續發展的重要性。

2.了解綠色化學和原子經濟的有關知識，加強環境保護意識并培養綠色化學的理念。

0新知預習

一.環境保護

i.環境問題：主要是指由于人類不合理地開發和利用自然資源而造成的生態環境破壞，以及工農業生產和

人類生活所造成的環境污染。全球性和區域性環境問題包括：酸雨、臭氧層破壞、溫室

效應等。

此外，還應了解光化學煙霧主要是由碳氫化合物、氮氧化物等造成的,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，水華、赤潮是由含磷洗衣粉的大量使用及廢水的

任意排放造成的等等。

2.工業“三廢”問題：“三廢”是指廢氣、廢水、廢渣。除了自然因素外，大氣污染主要

來自化石燃料的燃燒和工業生產過程中產生的廢氣及其攜帶的顆粒物:工業生產中廢水的任意排放

會導致土壤、水源的污染；廢渣等固體廢棄物的處理兼有減少環境污染和資源回收利用兩個重要目的。

中學常見的污染環境的氣體及其防治

S02：工業上用石灰乳吸收,實驗室用氫氧化鈉溶液吸收。

NOX：用氫氧化鈉溶液吸收。

H2S：用氫氧化鈉溶液吸收。

Cb、Br2>HC1：用氫氧化鈉溶液吸收,CL、Bn還可用二氧化硫水溶液吸收。

CO：用搜集燃燒的方法除去。

二.原子經濟和綠色化學

1.原子經濟：原子經濟要求反應物的原子全部轉化為目標產物,原子利用率達到100%,也就

是說在化學反應過程中不產生任何廢棄物。化學反應的原子經濟性好壞是用原子利用率來衡量的。

期望產物的總質量

原子利用率=X100%

生成物的總質量

其特點是：①最大限度地利用原料；②最大限度地減少廢物排放。

2.綠色化學

“綠色化學”的核心就是利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染

其特點是：

①開發綠色反應，將原子利用率提高到100%；②使用無毒無害的原料；③選用無毒無害的催化劑；④使用

無毒無害的溶劑；⑤發展“綠色工藝”；⑥開發和生產綠色產品。

綠色化學原則示意圖

【特別提醒】

無機反應中的化合反應和有機反應中的加成反應、加聚反應的原子利用率均為100%。

綠色化學：綠色化學的核心是利用化學原理從上減少和消除工業生產對環境的污染。

按照綠色化學的原則，最理想的“原子經濟”就是反應物的原子全部轉化為期望的最終產物，即原子利用率

為100%。

【七大環境問題】

環境問題主要污染物主要危害

溫室效應造成全球氣候變暖，水位上升，陸地面積減小等

co2

酸雨SO2、NOx土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蝕等

臭氧層破壞氟氯代烷、NOx到達地球表面的紫外線明顯增多，給人類健康及生態環境帶來多方面危害

光化學煙霧碳氫化合物、NOx刺激人體器官，特別是人的呼吸系統，使人生病甚至死亡

①在土壤中影響農作物吸收水分和養分，導致農作物減產。

白色污染廢棄塑料制品②混入生活垃圾中難處理、難回收。

③易被動物當作食物吞入,導致動物死亡

廢水中含氮、磷元使水體富營養化，導致水中藻類瘋長，消耗水中溶解的氧，使水體變得渾濁、

赤潮和水華

素的營養物質水質惡化

PM2.5顆粒物污染空氣,形成霧霾天氣，增加交通事故,危害人體健康

窗效果檢測

1.下列有關化學與生活、生產的敘述錯誤的是（）

A.推廣“低碳經濟”，減少溫室氣體的排放

B.利用晶體硅制作的太陽能電池將太陽能直接轉化為電能

C.采用催化設施，將汽車尾氣中CO和NO轉化為無害氣體

D.推進小火力發電站的興建，緩解地方用電困難，促進地方經濟的快速發展

【答案】D

【解析】A.推廣“低碳經濟”，節約化石能源，合理的開發新能源，推廣清潔能源，促進人與自然環境的和

諧，故A正確；B.硅屬于半導體材料，利用晶體硅制作的太陽能電池能將太陽能直接轉化為電能，故B

正確；C.安裝有汽車尾氣催化光解設施，它能將汽車尾氣中CO和NO反應2co+2NO催學"N2+2CO2

生成可參與大氣生態環境循環的無毒氣體氮氣和二氧化碳，有利于節能減排、保護環境，故C正確；D.火

力發電是將煤的化學能轉化為水的內能，水蒸氣膨脹做功轉化為汽輪機的機械能，汽輪機帶動發電機轉動

將機械能轉化為電能，煤的主要成分中含有碳元素，另外還含有少量硫、氮元素，在燃燒過程中，煤中的

硫、氮元素會轉化成二氧化硫、二氧化氮，釋放到大氣中，形成酸雨，同時產生粉塵和其它有害氣體，造

成環境污染，所以小火力發電站不應推進，故D錯誤；答案選D。

2.“可持續發展問題對科學的挑戰一綠色化學”是目前化學發展的主題之一。下列不屬于綠色化學科技內

容的是（）

A.在廠房周邊多種草、種樹、種花

B.以綠色意識為指導，采用對環境無污染的、經濟上可行的化學生產過程

C.利用無毒原料，在生產的各個環節都實現無環境污染的生產工藝

D.生產過程中，充分利用原料的全部原子，實現零排放和零污染

【答案】A

【解析】A.在廠房周邊多種草、種樹、種花可美化環境、凈化空氣，但與“綠色化學”無關，A符合題意；

B.以綠色意識為指導，采用對環境無污染的、經濟上可行的化學生產過程，就可以減少對環境的污染和破

壞，符合“綠色化學”要求，B不符合題意；C.利用無毒原料，在生產的各個環節都實現無環境污染的生產工

藝，就可以在生產各個環境減少對環境的污染，符合“綠色化學”要求，C不符合題意；D.生產過程中，充分

利用原料的全部原子，實現零排放和零污染，杜絕了環境污染，符合“綠色化學”要求，D不符合題意；故合

理選項是A。

3.由氯乙烯（CH2=CHCD制得的聚氯乙烯（土國一儼士）可用來制造多種包裝材料，下列有關說法

a

錯誤的是（）

A.聚氯乙烯屬于高分子化合物

B.氯乙烯可由乙烯與氯化氫加成制得

C.由氯乙烯制得聚氯乙烯符合“原子經濟”

D.大量使用聚氯乙烯塑料可造成白色污染

【答案】B

【解析】A.聚氯乙烯的分子式為(C2H3Cl)n,其相對分子質量一般很大，其本身就屬于高分子化合物，A正

確；B.乙烯和氯化氫加成得到的是氯乙烷，氯乙烯是由乙快和氯化氫加成制得，B錯誤；C.氯乙烯制得聚氯

乙烯的過程中，沒有其他產物生成，所有原子都構成了目標產物，所以這個過程符合“原子經濟”，C正確；

D正確；故合理選項為B。

4.2017年4月22日是第48個“世界地球日”，我國的宣傳主題為：“珍惜地球資源，轉變發展方式，倡導

低碳生活下列有關活動或行為不符合這一主題的是()

地球在“哭泣”

A.采用綠色化學工藝，使原料盡可能轉化為產品B.大量開采煤和石油，以滿足生產和生活的要求

C.對燃料進行脫硫處理，對工業廢氣進行凈化后再排放D.節約能源，提高能源利用率

【答案】B

【解析】A.采用綠色化學工藝，使原料盡可能轉化為產品，符合綠色環保要求，A正確；B.大量開采煤和石

油，就會造成化石能源浪費，同時會造成環境污染，不符合綠色環保要求，B錯誤；C.對燃料進行脫硫處理,

對工業廢氣進行凈化后再排放，不僅保護了環境，同時也使廢物資源化，符合綠色環保要求，C正確；D.

節約能源，提高能源利用率，既滿足了人們對資源的利用，同時也保護了環境，D合理；故合理選項是B。

5.十九大報告指出:建設生態文明是中華民族永續發展的千年大計。必須樹立和踐行綠水青山就是金山銀山

的理念..…，實行最嚴格的生態環境保護制度，形成綠色發展方式和生活方式。則下列說法不正確的是

A.PM2.5是指粒徑不大于2.5pm的可吸入懸浮顆粒物

B.以液化石油氣代替燃油可減少大氣污染

C.生活污水可灌溉莊稼，所以能排放到自然界水體中

D.創新生產工藝，實現電動機車替代燃油機車符合綠色發展方式

【答案】C

【解析】A.PM2.5是指空氣中直徑等于或小于2.5國”的懸浮顆粒物，它能較長時間懸浮于空氣中，其在空

氣中含量濃度越高，就代表空氣污染越嚴重，選項A正確；B.液化石油氣含有雜質少，燃燒更充分，燃

燒時產生的一氧化碳少，對空氣污染小，減少大氣污染，選項B正確；C.生活污水可導致水體污染，若是

含磷污水會造成水體富營養化，導致水華、赤潮等，選項C不正確；D、燃油中含有碳元素，燃燒會釋放

出大量的二氧化碳，因此實現電動機車替代燃油機車符合綠色發展方式，選項D正確。答案選C。

6.光化學煙霧的形成機理如圖所示。下列敘述錯誤的是（）

A.光化學煙霧的分散劑是空氣

B.氧原子是產生光化學煙霧的催化劑

O

Z

c.PAN（H3C—C）屬于有機物

（K）NO2

D.光化學煙霧與氮氧化物和碳氫化合物大量排放有關

【答案】B

【解析】A.光化學煙霧的二次污染物。3、醛類、PAN及硝酸分散在空氣中，分散劑為空氣，故A正確；

O

B.根據示意圖，氧原子是中間體，不是產生光化學煙霧的催化劑，故B錯誤；C.PAN（H式）

（X）NO2

中含有碳元素，屬于有機物，故C正確；D.由圖示知光化學煙霧的形成與氮氧化合物和碳氫化合物的大

量排放有關，故D正確；答案選B。

7.下列有關生活和生產中的化學知識描述正確的是（）

A.合成纖維和光導纖維都是有機高分子化合物

B.鋁合金的大量使用歸功于人們能使用焦炭等還原劑從氧化鋁中獲得鋁

C.發電廠的燃煤在燃燒時加入適量石灰石，有利于環境保護

D.因為食鹽能使細菌等蛋白質發生變性，所以用食鹽腌制過的食品能較長時間不變質

【答案】C

【解析】A.合成纖維是有機高分子化合物，光導纖維的成分是二氧化硅，不是有機高分子化合物，故A

錯誤；B.一般來說，活潑金屬用電解法；鋁是活潑金屬，所以采用電解法冶煉，故B錯誤；C.CaC03分

解生成CaO和C02,CaO與S02反應生成的是CaSCh,亞硫酸鈣，亞硫酸鈣再進一步氧化才會生成硫酸鈣,

可以減少S02的排放，故C正確；D.食鹽不能使蛋白質發生變性，故D錯誤。故選C。

8.下列措施不符合節能減排的是（）

A.大力發展火力發電，解決電力緊張問題

B.在屋頂安裝太陽能熱水器為居民提供生活用熱水

C.用石灰對煤燃燒后形成的煙氣脫硫，并回收石膏

D.用雜草、生活垃圾等有機廢棄物在沼氣池中發酵產生沼氣，作家庭燃氣

【答案】A

【解析】A、火力發電不能減少有害物質的排放，不符合節能減排，選項A錯誤；B、太陽能熱水器是將太

陽能轉化為熱能，不會產生環境污染，選項B正確；C、用石灰對煤燃燒后形成的煙氣脫硫，可以將有害氣

體二氧化硫轉化為硫酸鈣，減少環境污染，選項C正確；D、沼氣的主要成分是甲烷，甲烷燃燒后產生水

和二氧化碳，對空氣無污染，選項D正確。答案選A。

9.下列說法正確的是（）

A.白色污染是指橡膠造成的污染

B.硫和氮的氧化物是形成酸雨的主要物質

C.汽車尾氣的排放是造成溫室效應的主要原因

D.含磷洗滌劑的使用是造成水體富營養化的主要原因

【答案】B

【解析】A、白色污染是指難降解的塑料垃圾（多指塑料袋）所造成的污染，故A錯誤；B、硫和氮的氧化物,

與水反應可生成H2sCU和HNCh,是形成酸雨的主要物質，故B正確；C、CO2的排放是造成溫室效應的主

要原因，故C錯誤；D、大量的氮、磷、鉀等元素大量進入水中，造成水體富營養化，故D錯誤。故選B。

10.化學與能源開發、環境保護、資源利用等密切相關。下列說法正確的是（）

A,為提高農作物的產量和質量，應大量使用化肥和農藥

B.綠色化學的核心是應用化學原理對環境污染進行治理

C.實現化石燃料清潔利用，就無需開發新能源

D.垃圾是放錯地方的資源，應分類回收利用

【答案】D

【解析】A.化肥和農藥雖然能提高農作物產量和質量，但會污染環境、影響人體健康，不能大量使用，A

錯誤；B.綠色化學的核心是利用化學原理從源頭上減少和消除對環境的污染，B錯誤；C.化石燃料屬于不可

再生能源，故仍需開發新能源緩解能源缺乏的問題，C錯誤；D.垃圾可分類回收利用，節約能源，D正確。

答案選D。

11.環境污染已成為人類社會面臨的重大威脅，各種污染數不勝數。下列名詞與環境污染無關的是（）

①溫室效應②赤潮③酸雨④光化學污染⑤臭氧層空洞⑥水俁病⑦潮汐⑧大脖子病

A.①②③B.⑦⑧C.①④⑥D.②⑤⑦

【答案】B

【解析】①溫室效應：人類活動使空氣中CO2含量大幅度提高，造成全球氣候變暖，發生自然災害，與環

境污染有關；②赤潮和水華：大量含氮、磷肥料的生產和使用，含磷洗滌劑產生的污水未經處理即行排放,

使海水、湖水中富含N、P等植物所需的營養物質，致使水體生態平衡被破壞，水中含氧量急劇減少，水生

動、植物大量死亡。若發生在淡水中稱“水華”，發生在海水中稱“赤潮”，與環境污染有關；③酸雨：空氣中

硫的氧化物和氮的氧化物隨雨水降下形成了酸雨，與環境污染有關；④光化學污染：氮的氧化物（NO、NO2）

和碳氫化合物在光照下發生一系列復雜反應，產生有毒煙霧，與環境污染有關；⑤臭氧空洞：人類大量使

用的制冷劑氟利昂等氟氯代燒，破壞臭氧層，使臭氧層變薄或局部出現空洞，威脅生物的安全，與環境污

染有關；⑥水俁病：含汞的工業廢水污染水體，使魚中毒，人食用有毒的魚后造成汞中毒，與環境污染有

關；⑦潮汐：一種自然現象，與環境污染無關；⑧大脖子病：人類由于攝取碘量太少而得的一種缺碘性疾

病，與環境污染無關。故選B。

12.化學與科技、社會、環境密切相關。下列有關說法正確的是（）

A.pH小于7的雨水被稱為酸雨

B.明研溶于水可產生具有吸附性的膠體粒子，常用于飲用水的殺菌消毒

C.推廣使用燃煤脫硫技術，主要是為了防治SO2污染

D.PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米（2.5xl（r6m）的細小可吸入顆粒物，其與空氣形成的分散系屬

于膠體

【答案】C

【解析】A.pH小于5.6的雨水被稱為酸雨，故A錯誤；B.明研常用于飲用水的凈化，不能消毒，故B錯誤；

C.推廣使用燃煤脫硫技術，減少S02的排放，故C正確；D.PM2.5的直徑大于膠體的直徑，不屬于膠體，

故D錯誤；答案選C。

13.化學與生活、社會密切相關。下列說法不正確的是（）

A.利用太陽能等清潔能源代替化石燃料，有利于節約資源、保護環境

B.凡含有食品添加劑的食物對人體健康均有害，不可食用

C.為防止電池中的重金屬等污染土壤和水體，應積極開發廢電池的綜合利用技術

D.提倡人們購物時不用塑料袋，是為了防止白色污染

【答案】B

【解析】A.用太陽能等清潔能源代替化石燃料，有利于節約能源，減少污染物的排放，有利于環境保護，

所以A選項是正確的；B.食品添加劑不全對人體有害，但對人體有害的應嚴格控制用量，并不是一蓋杜絕,

故B錯誤；C.廢舊電池中含有汞、鎘和鉛等重金屬元素，對人體有害，應積極開發廢電池的綜合利用技術,

充分回收利用，所以C選項是正確的；D.塑料袋的主要分成為聚乙烯，難以降解，易導致白色污染，應控

制使用，所以D選項是正確的。

答案選B。

14.為減輕大氣污染，必須要加強對工業廢氣和汽車尾氣的治理，根據所學知識回答下列問題：

（1）化石燃料包括煤、石油和。

（2）酸雨是指pH—（填“或"="）5.6的降水，煤的燃燒是導致酸雨形成的主要原因，而正常雨水的pH

約為5.6,原因是（用化學方程式表示）。

（3）煤的氣化是高效、清潔利用煤的重要途徑，可將煤煉成焦炭，再將焦炭在高溫下與水蒸氣反應生成一氧

化碳和氫氣的化學方程式為,該反應的基本類型是。

（4）在汽車尾氣排放口加裝“三效催化凈化器”，在不消耗其他物質的情況下，可將尾氣中的一氧化碳、一氧

化氮轉化為參與大氣循環的氣體和無毒的氣體，該反應的化學方程式為O

(5)在新能源汽車未普及時，如圖所示為一種“節能減排”的有效措施，以下對乙醇作汽車燃料的描述錯誤的

是(填字母)。

在汽油中的適狀

乙醇，珂減少有

害氣體的播放

A.原料來源豐富B.是可再生能源C.燃燒完全沒有污染

【答案】天然氣<CO2+H2O=H2cO3C+H2O(g)jt溫C0+H2置換反應

2CO+2NO濯化匚2cC，+N，C

【解析】煤、石油、天然氣屬于化石燃料；二氧化碳能和水反應生成碳酸，碳酸顯酸性；置換反應是指由

一種單質和一種化合物反應，生成另外一種單質和一種化合物的反應；根據反應物和生成物及其質量守恒

定律可以寫出化學方程式，結合乙醇的產生及燃燒產物分析判斷。

(1)化石燃料包括煤、石油和天然氣；(2)酸雨是指pH<5.6的降水，煤的燃燒是導致酸雨形成的主要原因，而

正常雨水的pH約為5.6,原因是空氣中的二氧化碳溶于水生成碳酸，反應方程式為CO2+H2OH2co3；(3)

H2,

焦炭在高溫下與水蒸氣反應，得到CO和反應方程式為：C+H2Q(g)jt^CQ+H20在該反應中，反應

物和生成物都是一種單質和一種化合物，因此反應類型屬于置換反應；(4)一氧化碳和一氧化氮反應能生成

二氧化碳和氮氣，該化學反應的方程式為：2cO+2NO建絲2c