高一化学资源综合利用3

1、高一年级高一年级 化学必修化学必修2湖 南 广 益 卫 星 远 程 学 校湖 南 广 益 卫 星 远 程 学 校当前地球正面临的严重问题： 化石能源越来越少化石能源越来越少 环境问题越来越严重环境问题越来越严重 保护环境已成为实现人类社会保护环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题可持续发展的重要课题 煤、石油和天然气煤、石油和天然气仍然是人类仍然是人类使用的使用的主要能源主要能源，也是三种重要的，也是三种重要的化石燃料化石燃料优点优点: : 提供能量、化工原料提供能量、化工原料缺点缺点: : 不可再生、环境污染不可再生、环境污染1 1）煤的主要成分？）煤的主要成分？2）煤综合利用的途径有哪

2、些？相应的产物又有哪些？）煤综合利用的途径有哪些？相应的产物又有哪些？1、煤的综合利用煤的综合利用(一一)从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料阅读阅读P95-96煤炭的主要组成煤炭的主要组成 煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物，含有合物，含有C、 H、 O 、N、S等元素。等元素。煤的综合利用煤的综合利用煤的干馏煤的干馏煤的气化煤的气化煤的液化煤的液化煤的综合利用煤的综合利用 干馏：干馏： 液化：液化： 气化：气化： 煤隔绝空气加强热使之煤隔绝空气加强热使之分解分解的过程。的过程。 产品：产品：焦炭、煤焦油、焦炉

3、煤气焦炭、煤焦油、焦炉煤气C(s)H2O(g) CO(g)H2(g)高温高温直接液化：煤与氢气生成液体燃料直接液化：煤与氢气生成液体燃料间接液化：煤间接液化：煤CO + H2甲醇甲醇水水 煤煤 气气化学变化化学变化将其转化成可燃性气体的过程将其转化成可燃性气体的过程 1、煤的组成及其综合利用、煤的组成及其综合利用阅读教材阅读教材P96资料卡片资料卡片甲烷水合物。甲烷水合物。用途：用途：（1）化石燃料）化石燃料 （2）化工原料：合成氨、生产甲）化工原料：合成氨、生产甲醇、合成醇、合成多个碳原子多个碳原子的有机化合物的有机化合物 （3）可燃冰可燃冰CH4nH2OCH4H2O CO 3H2催化剂催化

4、剂高温高温（2）实验室根据石油各组分沸点的不同用分馏的）实验室根据石油各组分沸点的不同用分馏的方法分离原油，思考分馏和蒸馏的异同方法分离原油，思考分馏和蒸馏的异同?（1）石油的组分主要有哪些？）石油的组分主要有哪些？分馏：分馏：利用原油中各组分利用原油中各组分沸点沸点的不同，将复杂的混的不同，将复杂的混合物分离成简单和更有用的混合物的过程合物分离成简单和更有用的混合物的过程结合结合P96图图46思考：思考：石油分石油分馏的产馏的产品有哪品有哪些及其些及其用途？用途？石石油油常压常压分馏分馏石油气（液化）：家用、车用燃料石油气（液化）：家用、车用燃料汽油（汽油发动机燃料）汽油（汽油发动机燃料）煤

5、油（飞机和煤油炉燃料）煤油（飞机和煤油炉燃料）柴油（柴油发动机燃料）柴油（柴油发动机燃料）重油重油减压减压分馏分馏柴油柴油燃料油（轮船、火力发电燃料）燃料油（轮船、火力发电燃料）石蜡（化工原料）石蜡（化工原料）沥青（铺路原料）沥青（铺路原料）润滑油（用作机油）润滑油（用作机油）直镏汽油直镏汽油（2 2）石油的裂化和裂解：石油的裂化和裂解都是）石油的裂化和裂解：石油的裂化和裂解都是将将碳原子数碳原子数较多较多、沸点沸点较高较高的烃断裂为的烃断裂为碳原子数碳原子数较少较少、沸点沸点较低较低的汽油的过程。的汽油的过程。 裂化的目的裂化的目的:裂解裂解(深度裂化深度裂化)的目的的目的:提高轻质液体燃料

6、的产量提高轻质液体燃料的产量获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料C16H34C8H18+C8H16C4H10C2H4+C2H6C4H10CH4+C3H6直馏汽油：饱和烷烃直馏汽油：饱和烷烃裂化汽油：含有不饱和烃裂化汽油：含有不饱和烃分馏是分离提纯沸点相近的混合液体的一种方分馏是分离提纯沸点相近的混合液体的一种方法，它实质上就是多次蒸馏。如石油的分馏。法，它实质上就是多次蒸馏。如石油的分馏。干馏、分馏和蒸馏的区别干馏、分馏和蒸馏的区别： 干馏是固态物质隔绝空气加强热发生分解反应干馏是固态物质隔绝空气加强热发生分解反应的过程，属于化学反应。如：煤的干馏。的过

7、程，属于化学反应。如：煤的干馏。 蒸馏是液态混合物在不需要隔绝空气情况下加蒸馏是液态混合物在不需要隔绝空气情况下加热发生的液体气化再冷凝的过程。属于物理变化。热发生的液体气化再冷凝的过程。属于物理变化。方法：将方法：将双键双键改为改为单键单键，将原来连在不饱和碳原子，将原来连在不饱和碳原子上的其它原子（或原子团）写在链节的上方或下方。上的其它原子（或原子团）写在链节的上方或下方。聚乙烯聚乙烯nCH2CH2 CH2CH2 n 催化剂催化剂（二）以煤、石油和天然气为原料生产合成材料（二）以煤、石油和天然气为原料生产合成材料在聚乙烯中，在聚乙烯中，n称为称为聚合度聚合度，表示高分子化合物，表示高分子

8、化合物中的数目，中的数目，n有的相同，有的不同，所以它是有的相同，有的不同，所以它是混混合合物。单体为物。单体为 CH2CH2 ,链节为链节为-CH2CH2- 。 加聚反应 聚合反应：由相对分子质量小的化合物聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。子的反应。 此反应属于乙烯的加成反应，所以这种此反应属于乙烯的加成反应，所以这种聚合反应又叫加成聚合反应，简称加聚聚合反应又叫加成聚合反应，简称加聚反应。反应。塑料、合成橡胶、合成纤维塑料、合成橡胶、合成纤维聚氯乙烯塑料聚氯乙烯塑料聚乙烯塑料聚乙烯塑料聚丙烯塑料聚丙烯塑料聚苯乙烯

9、塑料聚苯乙烯塑料聚聚四四氟氟乙乙烯烯聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯有机玻璃有机玻璃酚酚醛醛塑塑料料合合成成纤纤维维第二课时第二课时 “三废三废”污染及其防治（废气废水废渣）污染及其防治（废气废水废渣）二、环境保护与绿色化学二、环境保护与绿色化学大气污染物主要来自大气污染物主要来自化石燃料燃烧化石燃料燃烧和工业生和工业生产过程中产生的产过程中产生的废气废气及其携带的及其携带的颗粒物颗粒物。工。工业生产中的废水往往含有复杂的成分，任意业生产中的废水往往含有复杂的成分，任意排放会导致土壤、水源的污染，需要经过多排放会导致土壤、水源的污染，需要经过多步处理才能达到排放标准。废渣等固体废弃步处理才能达

10、到排放标准。废渣等固体废弃物的处理兼有物的处理兼有减少环境污染减少环境污染和和资源回收利用资源回收利用两个重要目的。两个重要目的。 绿色食品是指绿色食品是指无污染、无公害无污染、无公害的食品，的食品，白色污染是指白色污染是指塑料垃圾塑料垃圾。P101思考与交流思考与交流酸雨是指酸雨是指PH5.6的酸性降水，其主要成的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，属于严重的大气污染分是硫酸和硝酸，属于严重的大气污染现象，会区域性或随风漂移形成对土壤现象，会区域性或随风漂移形成对土壤肥力、森林、水生动植物和建筑物等的肥力、森林、水生动植物和建筑物等的大范围危害。酸雨主要是由化石燃料的大范围危害。酸雨主要是由化

11、石燃料的燃烧、金属矿物的冶炼、生产和使用硫燃烧、金属矿物的冶炼、生产和使用硫酸、硝酸的工厂等排放的硫氧化物和氮酸、硝酸的工厂等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。氧化物所造成的。“空中的死神 ”酸雨 酸雨是怎样形成的？酸雨是怎样形成的？为防治酸雨,降低煤燃烧时向大气中排放二氧化硫,工业上将生石灰和硫煤混合燃烧,请写出此法“固硫”的化学方程式: SO2+CaO=CaSO3 2CaSO3+O2=2CaSO4再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制，再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制，其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因，其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因，它比硫氧化物的消除难度大，一般采用它

12、比硫氧化物的消除难度大，一般采用CH4、H2、NH3等在等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物还原，等催化作用下是氮氧化物还原，转化为转化为N2、CO2、H2O等无害气体。等无害气体。CH4+4NO2=4NO+CO2+2H2OCH4+4NO=2N2+CO2+2H2OPt400500 Pt400500水华是水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养化引起藻类化引起藻类 （如蓝藻（如蓝藻 、绿藻、硅藻等）的迅猛生长，、绿藻、硅藻等）的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。水一般呈蓝色或绿色。淡水中淡水中“水华水华”造成的最大造成的最大危害是：危害是：饮用水源受

13、到威胁，饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华水华”的次的次生代谢产物生代谢产物MCRSTMCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。人类的健康和生存。赤潮是赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是聚集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜色。不同颜色。 返回返回 绿色化

14、学绿色化学 二、环境保护与绿色化学二、环境保护与绿色化学绿色化学的核心就是利用绿色化学的核心就是利用化学原理化学原理从从源头上源头上减少和消除减少和消除工业生产对环境的污染。工业生产对环境的污染。 原子经济：反应物的原子原子经济：反应物的原子全部全部转化为期望的最终转化为期望的最终产物，也就是原子利用率为产物，也就是原子利用率为100%100%。 原子利用率（预期产物的分子量全部生成原子利用率（预期产物的分子量全部生成物的分子量总和）物的分子量总和）100100原子利用率原子利用率=25.4%原子利用率原子利用率=100%P101注释注释1 绿色化学特点绿色化学特点 P101绿色化学示意图绿色

15、化学示意图 二、环境保护与绿色化学二、环境保护与绿色化学1充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；2在无毒、无害的条件下进行反应，以减少向环境排放废物；3提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；4生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。 课堂练习课堂练习 1 1、某工厂利用铜屑制硝酸铜。你认为可以用哪、某工厂利用铜屑制硝酸铜。你认为可以用哪些方法？哪种最好？些方法？哪种最好？A、铜与浓硝酸反应；、铜与浓硝酸反应；B、铜与稀硝酸反应；、铜与稀硝酸反应；C、铜与氧气反应后，再与硝酸反应。、铜与氧气反应后，再与硝酸反应。解析：从原子经济性的角度考

16、虑，从最大限度地减少解析：从原子经济性的角度考虑，从最大限度地减少废物的排放的角度考虑，采用铜与氧气反应后，再废物的排放的角度考虑，采用铜与氧气反应后，再与硝酸反应的方法是最好的。与硝酸反应的方法是最好的。2 2、汽车尾气（含有烃类、汽车尾气（含有烃类、COCO、SOSO2 2与与NONO等物质）是城市等物质）是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个一个“催化转换器催化转换器”（用铂、钯合金作催化剂）。它的（用铂、钯合金作催化剂）。它的特点是使特点是使COCO与与NONO反应，生成可参与大气生态环境循环的反应，生成可参与大气生态

17、环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SOSO2 2的转化。的转化。（1 1）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式 ： （2 2）“催化转换器催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的缺点是在一定程度上提高空气的酸度，其原因（的酸度，其原因（ ） （3 3）控制城市空气污染源的方法可以有）控制城市空气污染源的方法可以有 a a 开发氢能源开发氢能源 b b 使用电动车使用电动车 c c 植树造林植树造林 d d 戴上呼吸面具戴上呼吸面具 abSO2转化为转化为SO3，产生硫酸酸雾，产生硫酸酸雾 3、1moL 某直链烷烃某

18、直链烷烃A可以直接裂解成可以直接裂解成1moL 气气态烷烃态烷烃 B 和和 1moL气态烯烃气态烯烃 C，经测定，裂解后，经测定，裂解后混合气体的密度是同温同压下氢气的混合气体的密度是同温同压下氢气的 14.5倍，试倍，试回答：回答：(1)A的式量为的式量为 ，结构简式为，结构简式为 .(2)B可能是可能是 ,C可能是可能是 .(3)如果将如果将1moL B完全燃烧需要完全燃烧需要 2moL 氧气，则氧气，则C 就是就是 。该烯烃发生加聚反应的化学方程。该烯烃发生加聚反应的化学方程式为式为 。 58CH3CH2CH2CH3甲烷或乙烷甲烷或乙烷丙烯或乙烯丙烯或乙烯丙烯丙烯nCH2=CHCH3 CH2 CH n 催化剂催化剂CH31998摩洛哥干旱羊上树请看以下数据： 1全世界每年消耗的化石燃料，20世纪初不足15亿吨，70年代初达7080亿吨 人类每年都在制造成千上万种新化学品，有毒化学品已达400万吨南极企鹅体内也检验出滴滴涕南极企鹅体内也检验出滴滴涕,北极附近冰北极附近冰盖层盖层,铅汞含量不断上升铅汞含量不断上升.污染到处存在污染到处存在,世界已无净土世界已无净土1986年4月,乌克兰基辅北部切尔诺贝利核电站4号反应堆爆炸,