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化學與 STSE 突破——化學與生活（背誦材料）
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化學與 STSE——綠色化學與環境
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化學與 STSE 突破——綠色化學與環境（背誦材料）
綠色化學與環境
【第一部分：常考點歸納】
1.綠色化學的核心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
2.碳捕集和封存技術是將 CO2收集和封存的技術，可以減少大氣中的 CO2的含量
燃煤中添加石灰石，以消除 SO2對環境的污染，碳酸鈣受熱分解生成氧化鈣和二
氧化碳、氧化鈣和二氧化硫生成亞硫酸鈣、亞硫酸鈣被氧氣氧化生成硫酸鈣，因
此燃煤中添加石灰石能起“固硫”作用、消除 SO2對環境的污染
3.碳中和”概念是：“對于那些在所有減少或避免排放的努力都窮盡之后仍然存
在的排放額進行碳抵償”，“碳中和”就是現代人為減緩全球變暖所作的努力之
一，氫氣燃燒產物為 H2O，不污染環境
4.將重質油裂解為輕質油并不能減少二氧化碳的排放量，達不到碳中和的目的
可燃冰的主要成分為甲烷，甲烷燃燒會生成二氧化碳
5.“靜電除塵”是指含塵氣體經過高壓靜電場時被電分離，塵粒(膠體)與負離子
結合帶上負電后，趨向陽極表面放電而沉積，該過程屬于物理變化
6.“燃煤固硫”主要是指把氧化鈣或碳酸鈣和含硫的煤混合后燃燒，涉及化學變
化，
7.“汽車尾氣催化凈化”是指CO與NOx 在催化劑的作用下反應生成無毒的CO2
和N2 ，屬于化學變化
8.水溶性漆是以水作稀釋劑、不含有機溶劑的涂料，不含苯、甲苯等有機物，油
性油漆是以有機物為稀釋劑且含苯、甲苯等物質，苯、甲苯等有機物污染環境，
所以家庭裝修時用水性漆替代傳統的油性漆，有利于健康及環境
9.工業生產中得到產品的同時常產生廢氣、廢水和廢渣（簡稱“三廢”），常涉
及化學方法進行處理，如石膏法脫硫、氧化還原法和沉淀法等處理廢水，廢渣資
源回收利用等過程均有新物質生成，涉及化學變化
10.垃圾分類、不但能回收利用很多資源、還能減少環境污染
11.珊瑚礁主要成分為CaCO3，海水酸化能促進CaCO3的溶解，導致珊瑚礁減少
12.含磷洗滌劑的排放，使水中磷過多，造成水中藻類瘋長，消耗水中溶解的氧，
水體變渾濁
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【第二部分：知識點詳解】
一、一碳化學（C1化學）
化學反應過程中反應物只含一個碳原子的反應統稱為一碳化學。一碳化學的
主要目的是節約煤炭和石油資源，用少的碳原料生成多的燃料，提供給人類。
如：甲醇和一氧化碳之醋酸、醋酸酐。合成氣（CO 和 H2）一步制二甲醚，合成
氣制烴類，乙醇，二氧化碳的固定等。
二、工業“三廢”
工業三廢是指工業生產過程中排出的廢氣、廢水、廢渣的簡稱。工業廢氣是
指工業生產過程中排放出的各種不再使用的氣體，包括煙塵、臭氣、刺激性氣體
及其他有害氣體。工業廢水是指工業生產過程中排放出的，經過使用而退出循環
系統的、含有各種有機物、無機物、有毒物的污水。工業廢渣是指工業生產過程
中排出的固體廢棄物，其中包括礦業廢渣、冶煉廢渣、煤灰渣及工業垃圾等。
處理辦法：高爐礦渣、鋼渣、粉煤灰、硫鐵灰、電石渣、赤泥、白泥、洗煤
泥、硅錳渣、鉻渣等，必須納入工藝設計、基本建設與產品生產計劃，實行"一
業為主，多種經營"，不得任意丟棄。"廢渣"堆放場所，要盡量少占農田，不占
良田。要有防止揚散、流失等措施，以防止對大氣、水源和土壤的污染。工業"
三廢"排放對環境的影響常是地區工業布局和廠址選擇需考慮的重要因素。如工
業企業一般避免布置在城鎮居民區的上風向和水源上游;一些污染較大的工業如
冶金、化工、造紙要遠離城市中心;大工業企業與生活區間要有適當的隔離帶以
減少環境污染的影響等。大力采用無污染或少污染的新工藝、新技術、新產品，
開展"三廢"綜合治理，是防治工業"三廢"污染，搞好環境保護的重要途徑之一。
三、綠色化學簡介
1.綠色化學又稱環境友好化學
2.主要特點是:
（1）充分利用資源和能源，采用無毒、無害的原料;
（2）在無毒、無害的條件下進行反應，以減少廢物向環境排放;
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（3）提高原子的利用率，力圖使所有作為原料的原子都被產品所消納，實現"
零排放";
（4）生產出有利于環境保護、社區安全和人體健康的環境友好的產品。
3.其 12 項原則有：
（1）防止廢物：設計化學合成方法防止廢物的產生，從而無需進行廢物的處理。
（2）設計更安全的化合物和產物：設計更有效，而且低毒或無毒的化合物。
（3）降低化學合成方法的危險性：降低或消除生成產物的合成方法對人類及環
境的毒性。
（4）使用可再生的原料：使用可再生的原料而非消耗型原料；可再生的原料一
般來源于農產品或是其他過程產生的廢物；消耗型原料一般來源于，石油天然氣
煤礦物等。
（5）使用催化劑而非當量試劑：通過催化反應將廢物的量降到最低。催化劑是
指少量而可以多次催化反應進行的試劑，而當量試劑一般過量且只能反應一次。
（6）避免化合物的衍生物：避免使用保護基或其他暫時的修飾，衍生物的產生
將使用額外的試劑，并產生廢物。
（7）使原子經濟最大化：最大比例的利用起始反應物的原子。
（8）使用更安全的溶劑和反應條件：避免使用溶劑，混合物分離試劑，和其他
的輔助化合物。如果必須使用這些化合物，選擇無害的物質。如果需要使用溶劑，
盡量選擇水。
（9）提高能源效率：可能的話，在常溫常壓下進行反應。
（10）設計可降解的產物：產物在使用后，應可降解，而不會在環境累積。
（11）全程分析并防止污染：在生產過程中進行全程監控，以減少或消除副產物
的生成。
（12）使事故的可能性降到最低：設計化合物及其狀態（固態，液態，氣態），
以降低爆炸，火災，泄漏發生的可能性。
4.原子利用率又稱原子經濟性，其計算公式如下：原理利用率為 100%的有加成
反應和化合反應。
5.解決辦法
(1)開發綠色實驗。
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(2)防止實驗過程中尾氣、廢物等環境的污染，實驗中有危害性氣體產生時要加
強尾氣吸收，對實驗產物盡可能再利用等。
(3)在保證實驗效果的前提下，盡量減少實驗試劑的用量，使實驗小型化、微型
化。
(4)對于危險或反映條件苛刻，污染嚴重或儀器、試劑價格昂貴的實驗，可采用
計算機模擬化學實驗或觀看實驗錄像等辦法。
(5)妥善處置實驗產生的廢物，防止環境污染。
四、污染
【霧霾】成因為：化石能源的大規模使用。
SO2、NOx和可吸入固體顆粒物(如 PM2.5)與霧氣結合的混合物。
防治方法為：節能減排。
【酸雨】成因為：化石燃料的過量使用、硫酸廠等。
pH<5.6 的降水，硫的氧化物和氮的氧化物是形成酸雨的主要原因。
硫酸型酸雨的形成：SO2＋H2O H2SO3，2H2SO3＋O2═══2H2SO4；
硝酸型酸雨的形成：2NO＋O2═══2NO2，3NO2＋H2O═══2HNO3＋NO
防治方法為：燃料的脫硫。
【光化學煙霧】汽車、工廠等污染源排入大氣的碳氫化合物(CxHy)和氮氧化物(NOx)
等一次污染物在太陽光作用下發生光化學反應產生的二次污染。
防治方法為：限制汽車使用，使用高效催化劑。
【臭氧空洞】成因為：氟氯代烴類制冷劑的使用。
氟氯代烴、NOx等與 O3發生作用，導致臭氧層被破壞。
防治方法為：使用其它制冷劑代替。
【溫室效應】成因為：燃料的過量使用。
溫室氣體主要有 CO2、CH4等；化石燃料的大量使用，大氣中 CO2氣體大量增加，
導致地表溫度升高。
防治方法為：植樹造林。
【白色污染】各種廢棄塑料制品對環境所造成的污染，很難降解，會破壞土壤結
構
【水體污染】化肥、農藥的過度使用，工業“三廢”和生活污水的隨意排放；水
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體中氮、磷含量過高，會使水體富營養化，水華(淡水)或赤潮(近海)
五、碳中和、碳達峰
碳中和是指國家、企業、產品、活動或個人在一定時間內直接或間接產生的
二氧化碳或溫室氣體排放總量，通過植樹造林、節能減排等形式，以抵消自身產
生的二氧化碳或溫室氣體排放量，實現正負抵消，達到相對"零排放"。
碳達峰就是指在某一個時點，二氧化碳的排放不再增長達到峰值，之后逐步
回落 。碳達峰是二氧化碳排放量由增轉降的歷史拐點，標志著碳排放與經濟發
展實現脫鉤，達峰目標包括達峰年份和峰值。
碳達峰與碳中和一起，簡稱“雙碳”。中國承諾在 2030 年前，二氧化碳的
排放不再增長，達到峰值之后再慢慢減下去。
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