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第二节 化学与资源综合利用、环境保护说课本节教材从资源利用和环境保护这一视角,进一步阐明化学和人类可持续发展的关系,与上节内容相辅相成。纵观历史,从使用火到水、木材、煤、石油、天然气等资源,人类能源的来源全部都是从自然界中得到,其中的大多数资源属于不可再生的有限资源。仅仅注重资源开发是远远不够的,人类要实现可持续发展,就必须做到合理开发资源、最大限度地利用好资源,还要保护好环境。而化学不仅在资源开发上能发挥重要作用,在资源的综合利用以及环境保护方面同样大有用武之地。因此,在学习第一节内容之后,教材又安排本节内容,让学生充分认识综合利用和开发新能源的重要意义。了解化石燃料对环境的影响。在课堂教学中渗透环保法制教育,是实施素质教育的要求。课堂是向学生传授法律知识的好场所,但根据化学科课堂教学的目标要求,课上又不能专门讲解法律知识,只能是结合教学内容适时适度地渗透一些相关法律知识,以教育学生增强法律意识。一般的渗透方法是讲解某类物质或操作方法对环境的危害相关的法律条款防治方法。例如学习SO2时介绍煤和石油的燃烧、金属矿石冶炼等产生SO2污染大气产生酸雨酸雨危害引入大气污染防治法中关于禁止向大气中排放有毒气体介绍防治方法。这样学生不仅学习了化学知识和环保知识,更进一步了解了环保法制知识,增强了环保法制观念。使学生知法、懂法,为了将来更好地守法,这也是课堂中对学生进行德育教育的重要内容,也是完成教学大纲的思想教育的要求。 本节教学重点:认识化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。本节教学难点:了解化石燃料燃烧对环境的影响,懂得选择对环境污染较小的燃料。 课时安排: 2 课时(第1课时)知识与技能1、知道化石燃料是重要的自然资源。 2、了解化石燃料燃烧对环境的影响,懂得选择对环境污染较小的燃料。3、认识化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。教学重点:化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。教学难点:化石燃料的综合利用教具准备:多媒体、投影仪、焦炭、氨水、苯、甲苯教学过程新课引入我们知道人类的生活和社会的发展离不开能源,它为人类从事各种活动提供动力,对社会发展起着积极的作用。你们知道生产、生活中常用到哪些能源吗?【煤、石油、天然气】师:煤、石油、天然气是重要的三种化石燃料,是非常重要的自然资源。但是,大量燃料的使用,在得到产品的同时产生了大量废气、废水、废渣。处理不当就会造成环境污染。气候变暖、臭氧层破坏、酸雨和赤潮等全球性和区域性环境问题,正在威胁着人类的生存和发展。另一方面,自然资源的过度开采和利用,人类很快面临资源枯竭的难题。因此,保护自然环境,合理开发利用自然资源,已成为实现人类社会可持续发展的重要课题。今天我们学习几种重要的能源和环境保护的有关内容。 板书: 第二节 化学与资源综合利用、环境保护一、煤、石油和天然气的综合利用师:现在我们首先学习有关煤的综合利用的相关知识。板书:1、煤的综合利用师:煤是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物,主要含有碳元素,此外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质。板书:(1)煤成分:复杂的混合物;含有:碳、氢、氮、硫、氧等元素。投影师:煤的综合利用主要是通过煤的干馏、煤的液化和汽化获得洁净的燃料和化工原料。板书:(2)煤的综合利用:干馏、液化和汽化师:干馏是把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。在煤干馏的过程中,可以生成焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等。 投影表4-2 煤干馏的主要产品和用途师:其中焦炭是冶金工业的重要原料;煤焦油中含有各种烃的同系物和酚类,是重要的化工原料,焦炉气中含有甲烷、乙烯、一氧化碳等气体燃料,是重要的燃料;粗氨水可以生产化肥。这样,煤就可以得到综合利用。板书: 煤的干馏:把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。产品:焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气。师:煤的汽化原理:有机物转化为可燃气体。板书:煤的汽化:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)师:煤的液化原理:直接液化、间接液化。板书: 师:天然气主要成分?【甲烷】板书:2、天然气的综合利用一边讲述一边板书:(1)化石燃料(2)化工原料:合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物。阅读资料卡片-甲烷水合物例题最近,新华社的一条消息中披露:我国南海海底发现巨大的“可燃冰”带,能源总量估计相当于中国石油总量的一半;而我国东海“可燃冰”的蕴藏量也很可观“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体(CH4H2O)请结合初中化学知识回答下列问题:(1)下列说法中正确的是(填序号)_ACH4H2O晶体中水是溶剂BCH4H2O的组成元素有3种CCH4H2O中CH4和H2O的质量比为1:1D可燃冰能燃烧,说明水具有可燃性(2)可燃冰的发现为我国在新世纪使用高效新能源开辟了广阔的前景你认为能开发利用的新能源还有(至少填写二种)_,_讲解 (1)溶剂是能够溶解其他物质的物质,溶剂与溶质间没有固定的组成,而CH4H2O的组成固定故A不正确CH4中含C、H二元素,H2O中含H、O二元素,故CH4H2O由C、H、O三元素,组成B正确CH4H2O分子中CH4与H2O的物质的量之比为1:1,而其式量不等则C不正确CH4H2O可燃是由于分解产生CH4的原因,故D不正确(2)新能源是指以新技术为基础,系统开发利用的能源包括太阳能、生物能、风能、地热能、氢能源等师: 石油主要是由哪些物质组成?【各种烷烃、环烷烃和芳香烃以及无机盐、水所组成的复杂混合物。】师:对,石油的大部分是液态烃,同时在液态烃里溶有少量的气态烃和固态烃。那么石油含有哪些元素?【石油主要含有碳和氢两种元素,同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。石油的化学成分随产地不同而不同。】板书:3、石油的综合利用(1)石油的成分:碳氢化合物混合物;含碳、氢、硫、氧、氮等元素。师:原油成分复杂,需要先进行炼制才能使用。板书:(2)石油的炼制【投影P96-4-6】师讲述:原油成分复杂,还含有水和氯化钙、氯化镁等盐类。原油必须先经过脱水、脱盐等处理过程,才能进行炼制。经过脱水、脱盐的石油主要是烃类的混合物,因此没有固定的沸点。给石油加热时,低沸点的烃先气化,经过冷凝先分离出来。随着温度升高,较高沸点的烃再气化,经过冷凝也分离出来。这样继续加热和冷凝,就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。这种方法叫做石油的分馏。分馏又分为常压分馏和减压分馏,常压分馏可将石油分离成汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料以及重油,减压分馏是在降低沸点的条件下将重油进一步分离成少量柴油和润滑油、燃料油、石蜡、沥青。工业上分馏石油是在分馏塔中进行。 板书:分馏分馏所得轻质油的产量不高,仅占石油总质量的25左右。为了提高轻质液体燃料的产量,特别是提高汽油的产量,在石油工业上采用了裂化的方法。裂化就是在催化剂、加热、加压的条件下,把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。在石油化工生产过程里,常用石油分馏产品(包括石油气)作原料,采用比裂化更高的温度(700800,有时甚至高达1000以上),使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃,以提供有机化工原料。工业上把这种方法叫做石油的裂解。所以说裂解就是深度裂化,以获得以乙烯为代表的短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程。 板书:裂化 裂解另外,石油在加热、催化剂条件下可以实现结构的重新调整,从而使链状烃转化为环状烃,如苯、甲苯等。这一过程叫做重整。 板书:裂解投影 元素组成:C、H、O、S、N等 组成 物质组成:烷烃、环烷烃、芳香烃 原理:利用原油中各成分沸点不同,将复杂的混合物分离成较简单更有用的混合物 分馏 目的:将复杂的混合物分离成较简单更有用的混合物,获得轻质燃料石 原理:在一定条件下,把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃油 裂化 目的:提高轻质液体燃料的产量,特别是提高汽油的产量 炼制 原理:在催化剂、更高温度下,使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃 裂解 目的:提供乙烯等有机化工原料和气体燃料。 原理:在加热和催化剂作用下,链状烃转化为环状烃。 重整 目的:获得苯、甲苯等环烃规律:生成等量的烷烃与烯烃。 师:塑料、合成橡胶、合成纤维被称为三合成材料,它们都是以石油、煤、天然气为原料生产的。请同学们快速阅读P97第四段-P98板书:4、以煤、石油、天然气为原料生产合成材料(1)聚乙烯的生成原理:在适当温度、压强和有催化剂存在的情况下,乙烯双键里的一个键会断裂,分子里的碳原子能互相结合成为很长的链。CH2=CH2+CH2=CH2+CH2=CH2+-CH2-CH2-+-CH2-CH2-+-CH2-CH2-+-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2- 单体 链节 聚合度 加聚反应(2)聚合反应 缩聚反应OOOnHOC COH + nHOCH2CH2OHHOC COCH2CH2OH + (2n-1)H2OOn指定学生说出上述反应的单体、聚合物的链节、聚合度 天然高分子化合物:淀粉、纤维素、蛋白质等(3)高分子化合物 合成高分子化合物:三大合成材料投影P97图-4-7:聚乙烯颗粒:讲述聚乙烯及聚丙烯与白色污染关系,提醒同学们爱护环境,不乱丢塑料垃圾。投影P99-图4-9-塑料制品的回收与利用 思考与交流11、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑料快餐盒,还是回收利用?请用必要资料和数据作为论据进行讨论或辩论。【正方观点】生产和使用合成材料可以更加合理地开发和利用自然资源;生产和使用合成材料可以使利用太阳能变得方便、经济和实用;用合成材料代替木材、棉花、天然橡胶等,有利于生态环境的保护。【反方观点】生产和使用合成材料等自然界原本没有的物质,超出环境的自然消化能力,这不是科技的进步,而是异化和倒退;废旧合成材料的回收和利用并不容易,甚至有些材料的回收再生产成本大大高于制造成本,从经济上考虑根本不合算;天然的东西是最好的,我们应该提倡“回归自然”的绿色生活方式,拒绝生产和使用合成材料。2、目前,回收利用废旧合成材料有很多途径,请查阅资料了解有哪些途径?并度着从环境保护和经济成本等方面作出评价。物理方法熔融再生改性再生简单再生复合再生化学方法热能再生高温裂解催化裂解加氢裂解溶剂法超临界流体法燃料化:垃圾固型燃料高炉喷吹、水泥回转窖喷吹发酵法氧化发酵热解发酵制取化工原料制取燃料油(气)废塑料回收利用废旧合成材料主要有三种途径:一是通过熔融再生重新做成多种有用的材料;二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解,用于制备多种化工原料;三是将废旧合成材料作为燃料使用。太阳光叶绿体3、根据P99-碳循环图(图-4-10),举出一些化学实例,说明了循环过程中碳及其化合物之间的转化,讨论这些过程对人类生存、发展的意义和作用。 (1)nCO2 + nH2O (CH2O)n + nO2光合作用产生的糖类化合物是生物所利用的重要能源,这一过程也是氧循环的重要环节。(2)由化石燃料中获得的基本化工原料,可以通过化学变化,为人类提供必要的物质基础。 生阅读:P100-科学视野壁虎的脚与胶粘剂壁虎能在光滑的墙壁上行走自如,甚至能贴在天花板上。这表明,壁虎的“脚”底与物体表面之间必定存在很强的特殊黏着力,但这种力量究竟从何而来呢?科学家对壁虎进行了研究,发现它的每只“脚”底部长着大约50万根极细的刚毛,而每根刚毛末端又有约4001000根更细的分支。这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间的距离非常近,从而产生“范德瓦尔斯力”。据计算,一只大壁虎的4只“脚”产生的总作用力压强相当于10个大气压。而这种力的产生靠的是分子间的范德华力人们从壁虎脚的附着力得到的启示今后有可能派上用场,如用于研制爬墙机器人,或研制世界上第一种乾性粘合剂。课堂小结本节课我们学习了煤、石油、天然气等资源,,其中的大多数资源属于不可再生的有限资源。仅仅注重资源开发是远远不够的,人类要实现可持续发展,就必须做到合理开发资源、最大限度地利用好资源,还要保护好环境。而化学不仅在资源开发上能发挥重要作用,在资源的综合利用以及环境保护方面同样大有用武之地。化学知识可以帮助我们认识、了解世界,我们更可以用学过的化学知识进行发明、创造,造福人类。 作业:P1、2、9、10板书计划: 第二节 化学与资源综合利用、环境保护一、煤、石油和天然气的综合利用1、煤的综合利用(1)煤成分:复杂的混合物;含有:碳、氢、氮、硫、氧等元素。(2)煤的综合利用:干馏、液化和汽化。煤的干馏:把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。产品:焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气。煤的汽化:C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 2、天然气的综合利用(1)化石燃料(2)化工原料:合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物。3、石油的综合利用(1)石油的成分:碳氢化合物混合物;元素碳、硫、氧、氮等。(2)石油的炼制:分馏 裂化:规律:生成等量的烷烃与烯烃,目的:主要是提高汽油的产量裂解 重整4、以煤、石油、天然气为原料生产合成材料(1)聚乙烯的生产原理: 加聚反应(2)聚合反应 缩聚反应 天然高分子化合物:淀粉、纤维素、蛋白质(3)高分子化合物 合成高分子化合物:三大合成材料参考练习1.下列说法错误的是:A石油中含有C5C11的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油;B含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油;C煤是有机物和无机物组成的复杂混合物;D煤中含有苯和甲苯,可以用先干馏后分馏的方法把它们分开。2在温热(3060)条件下,萘可用浓硝酸和浓硫酸的混酸进行硝化,生成的硝基的一元取代物有:A一种B两种C三种D四种3下列叙述错误的是:A煤的干馏必须在隔绝空气的条件下进行B煤焦油在170以下主要分馏出苯及苯的同系物C冶金用的焦炭可通过煤的低温干馏获得 D为增强橡胶的稳定性,在加工橡胶是要加入硫42005年我国即将完成“西气东输”工程。天然气是一种清洁能源,其主要成份是( ),有报道说,使用天然气提高人们的生活质量有以下好处:A.可有效减少空气污染,提高空气质量。 B.可大大减轻水陆运输压力。C.可以控制温室气体排放,减少温室效应。 D天然气无毒,泄露不具有危险性。你认为其中不适合的宣传有( ),理由是( ) 5据报道,我国推广使用车用乙醇汽油的工作将全面启动。车用乙醇(C2H6O)汽油是在汽油中加入适量的乙醇形成的 混合燃料。使用这种汽油不但不影响汽车的行驶,而且可以减少有害气体的排放是一种清洁能源。根据以上报道回答:(1)、乙醇能代替汽油作为燃料,是因为乙醇中含有( )元素。(2)、燃烧乙醇比燃烧汽油减少了大气污染,是因为乙醇中不含有( )元素。6乙醇是由淀粉转化而来的,淀粉是由植物光合作用转化而来的 ,水+二氧化碳 淀粉+氧气,由此判断:淀粉中一定含有( )元素。7分子量为128的某烃,完全燃烧后生成的二氧化碳是同物质的量的乙烯燃烧生成二氧化碳的5倍,该烃的分子式为_;另一种烃的分子量也是128,充分燃烧生成的水是同物质的量的乙烯燃烧生成的水的5倍,这种烃的分子式为_。8化合物A的分子式为C10H16。已知在催化加氢时A可吸收1mol氢气得B;A经催化脱氢可得一芳香烃C;C经高锰酸钾氧化未见苯甲酸生成。A的结构式为_,B的结构式为_,C的结构式为_,A及其同分异构体共有_种。9在沥青中存在一系列稠环化合物,它们虽然彼此不是同系物,但其组成和结构却是有规律变化的:(1)从萘开始,这一系列化合物中的第25个分子式是_;(2)随着相对分子质量的增大,这一系列化合物的含碳量增加,在最大极限情况下,含碳量为_。参考练习答案:1、D 2、B 3、C 4、CH4 、D 泄露的天然气遇火可能发生爆炸 5、C Pb 6、 C、H7C10H8;C9H20; 8; 49(1)由结构求得分子式为: 发现碳原子和氢原子分别成等差,所以得出第 项是 第25项为 (2)当 趋于无限大时,合碳量为 第二课时【复习】:煤的干馏及石油的炼制原理【新课引入】俗话说:“明枪易躲,暗箭难防”。隐藏在我们身边的无形健康杀手究竟是什么?【存在于土壤、水、空气、居室以及食物中的各种各样的污染物。】投影:师:自然资源的不合理开发利用、各种污染物的任意排放及一些不合理的工程建设等原因造成了越来越严重的环境灾难,人类生存的地球已经严重生病了,如何给地球治病,解决环境问题?显然离不开化学知识以及化学工作者和所有地球公民的不懈努力。板书:二、环境保护与绿色化学师:环境问题是指工农业生产和人类生活造成的环境污染以及由于人类不合理开发和利用自然资源而造成对生态环境的破坏。 不合理开发和利用自然资源 生态环境破坏板书1、环境问题: 土壤污染 环境污染 水体污染大气污染师:环境污染包括哪些方面? 【土壤污染、水体污染、大气污染】板书:(见上)师:导致环境污染的主要因素有那些?【除自然因素外,环境污染物主要来自工业“三废”、农业生产中大量使用农药和化肥、城市生活垃圾和生活污水等。】板书:2、导致环境污染的主要因素工业“三废”、农药化肥、生活垃圾和污水师:要注意的是人类不合理开发和利用自然资源,即使不排放污染物,也可能造成环境灾难。例如,我们一般认为水利发电是有益无害的,但实际上也存在弊端,请同学们想想主要是哪些方面?生:讨论。师:屏幕显示讲述水库建造的过程与建成之后,对环境的影响主要包括以下几个方面:自然方面:巨大的水库可能引起地表的活动,甚至有可能诱发地震此外,还会引起水位改变如下游水位降低或来自上游的泥沙减少等水库建成后,由于蒸发量大,气候凉爽,炎热天气减少生物方面:对陆生动物而言,水库建成后,可能会造成大量的野生动植物被淹没死亡灭绝对水生动物而言,由于上游生态环境的改变,会使鱼类受到影响,导致灭绝或种群数量减少由于上游水域面积的扩大,使某些生物(如钉螺)的栖息地点增加,为一些地区性疾病的传播、蔓延创造了条件物理化学性质方面:流入和流出水库的水在颜色和气味等物理化学性质方面发生改变,深层水的密度、温度,甚至溶解氧等有所不同,深层水的水温低,而且沉积库底的有机物由于厌氧分解,水体的二氧化碳含量明显增加社会经济方面:修建水库可以防洪、发电,也可以改善水的供应和管理,增加农田的产量不利之处,如受淹地区城市搬迁、农村移民安置会对社会结构、地区经济发展等产生影响,若大局计划不周,社会生产和人民生活安排不当,还会引起一系列的社会问题另外,自然景观的淹没与破坏,更是文化和经济上的一大损失应当事先制定保护规划和落实保护措施 P101-思考与交流.1硫氧化物(SOX)和氮氧化物(NOX)是酸雨形成的主要元凶,工业上常利用一些廉价易得的化学物质反应加以控制、消除或回收利用。请举例说明这些方法的原理和类型。【利用化学方法可以控制硫和氮氧化物,进而控制酸雨等危害。例如,针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点,主要采取燃料预脱硫、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施,用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3水等吸收脱硫。CaO(s)+SO2(g)CaSO3(s) 2CaSO3(s)+O2(g)2CaSO4(s)SO2 + 2NH3+H2O=(NH4)2SO3再如:机动车辆的尾气也同样需要求控制,其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因,硫氧化物的消除难度大,一般采用CH4、H2、NH3等在催化剂作用下使氮氧化物还原,转化为N2、CO2、H2O等无害气体。 Pt400500 CH4 + 4NO2 4NO +CO2 + 2H2O Pt400500CH4 + 4NO 2N2 + CO2 + 2H2O】板书:3.酸雨的成因及控制P101-思考与交流.2 含有大量氮、磷的污水排向湖泊、水库和近海海域,造成了水体的富营养化,出现藻类大量繁殖形成赤潮、水华等严重污染问题。你认为在农村和城市造成的这种水体污染各有什么特点,查阅资料了解有关污染和治理的情况。【工业生产废水和污水的不适当排放、化肥的不合理使用以及生活污水任意排放会造成严重水体和水源污染。例如,含有大量氮、磷的污水排向湖泊、水库和近海海域,造成了水体的富营养化,出现大量藻类繁殖形成赤潮、水华等严重污染问题。我们日常使用的合成洗涤剂常用多聚磷酸盐作为助洗剂,在水体中经藻类的微生物催化后,容易水解为磷酸盐,成为引起水体富营养化的污染物。】P101-思考与交流.3(组织讨论化学实验中的固体、液体和气体废弃物产生的原因及处理方法)板书:4.水体富营养化污染物:氮、磷化合物。投影(P101-图-4-12):(讲解:水华的形成原理、水华与赤潮的关系。)讲解:为尽最大限度避免污染,我们应首先实行清洁生产及采用绿色化学原理。板书:5.清洁生产师:清洁生产可以概括为:采用清洁的能源和原材料,通过清洁的生产过程,制造出清洁的产品。清洁生产把综合预防的环境策略持续应用于生产过程和产品中,从而减少对人类和环境的风险;是推进经济增长方式转变和实现污染物总量控制目标的重要手段。板书:6.绿色化学师:绿色化学是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,实现“零排放”。不仅充分利用资源,而且不产生污染;并采用无毒无害的溶剂,助剂和催化剂,生产有利于环境保护,社群安全和人身健康的环境友好产品。理想的绿色化学反应是参加反应的分子中的原子100转化成产物,实现“零排放”,充分利用了资源,又不产生污染。投影:P101-图4-13绿色化学示意图:例题 绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率原子利用率表示目标产物的质量与生成物总质量之比在下列制备环氧乙烷的反应中,原子利用率最高的是解析:根据原子利用率内涵,副产物越少原子利用率越高。C项的副产物为0,则原子利用率为100%,答案为C。也可以分别计算其他方法的原子利用率,再比较。A项原子利用率为4444+60100%=42.3% ;B项原子利用率为44111+44+18100%=25.4%;C项原子利用率为4444100%=100% ;D项原子利用率为4444+106+36100%=23.7%。所以原子利用率大小:CABD。答案:C。思考:(1)原子利用率与产率相同吗?(2)你还能举出其他原子利用率为100%的化学反应类型和实际例子吗?(3)绿色化学对化学、化工提出了那些挑战?【(1)不相同。 (2)化合反应、加成反应、同素异形体的相互转化。 (3)参考P101-图-13回答。】【例题剖析】 【例1】某混合气体通【】过溴水(使其褪色),再通过灼热的氧化铜(使其黑色变红色),再通过无水 白色粉末(使其变蓝色),再通过澄清石灰水(石灰水由清变浑再变清),最后剩余气体在空气中点燃,火焰呈淡蓝色,这混合气体是( )。(A)水煤气 (B)焦炉煤气 (C)石油液化气 (D)高炉煤气选题目的:综合考察水煤气、焦炉煤气、石油液化气、高炉煤气的成分。适合中上等的学生使用或是高考复习使用。思路分析:水煤气的主要成分是 和 ;焦炉煤气的主要成分是 、 、 和 等;石油液化气的成分是 的烷烃;高炉煤气的成分是 、 和 等。能符合题给实验现象的气体只有焦炉煤气。答案为(B)。评注:中学化学涉及的知识点较多,需要记忆的知识点最好在通过归纳、比较的基础上进行记忆。如“气”有水煤气、焦炉煤气、石油液化气、高炉煤气、乙炔气、爆鸣气、天然气(沼气)、裂化气、裂解气、石油炼厂气等;“水”有蒸馏水、去离子水、自来水、矿泉水、海水、硬水、软水、氨水、石灰水、王水等。研究记忆规律表明,比较归纳法是强化化学知识记忆和提高记忆效率的一种行之有效的方法。【例2】某1mol链烃A,在一定条件下完全裂解成1mol烷烃B和1mol烯烃C,生成的混合气对氢气的相对密度为14.5。通过计算回答下列问题:(1)写出链烃A可能的结构简式和名称。(2)烷烃B和烯烃C可能各是什么?(3)如果要求1mol B完全燃烧时需要氧气的物质的量是整数,那么C只能是什么烯烃?选题目的:练习混合烃的计算方法,运用讨论的方法推断结构式。思路分析:本题需根据质量守恒定律求解。利用通式及分子量可求出A的分子式,进而写出结构式。解答:设烷烃B的分子组成为 ,相对分子质量为 ;烯烃C分子组成为 ,相对分子质量为 。根据质量守恒定律,链烃A的组成应为 ,可知A为烷烃。据题意: ,即 , ,所以A的分子式为 。(1) (正丁烷)或 (异丁烷)。(2)讨论: ,当 时, ,即B为甲烷,C为丙烯;当 时, ,即B为乙烷,C为乙烯;当 时, ,无意义。(3)从B的燃烧反应来看: , B应是甲烷,则C只能是丙烯。评注:由上述解法,根据质量守恒定律, ,若生成的B、C分别为烷烃和烯烃,则A一定为烷烃。【例题剖析】 【例3】下列说法错误的是( )A石油是只含有 的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油B含 以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C石油的分馏是一个化学过程D石油裂解得到的裂解气中含不饱和的烯烃选题角度:考察对石油相关概念的认识。思路分析:本题主要考查石油的成分和石油的加工知识,很显然答案为C。答案:C启示:本题只要对石油的相关知识有正确的认识就可以找到正确答案。课堂小结:资源的开发利用和保护环境关系到人类的可持续发展,需要全社会努力。我们只有一个地球,环境问题已成为全球性问题,需要各国政府和人民共同努力,创造一个清洁、美丽的生活环境,也为我们子孙后代留下一个良好的生存空间和更加美好的未来。作业:P103-T4、5、7、8板书计划: 二、环境保护与绿色化学 不合理开发和利用自然资源 生态环境破坏1、环境问题: 土壤污染 环境污染 水体污染大气污染2、导致环境污染的主要因素:工业“三废”、化肥农药、生活垃圾污水。3、酸雨的成因和控制:4、水体富营养化污染物:氮、磷化合物。5、清洁生产:6、绿色化学: 原子经济P102-103课后习题参考答案1、B 2、B 3、AD 4、B 5、D 6、C7、(1)硫氧化物、氮氧化物、可吸入性颗粒 (2)铅是重金属元素,若用含铅汽油,随着尾气排放后,会造成环境污染,进入人体就会导致慢性或急性铅中毒。 (3)改善能源结构,尽可能少用煤和石油作为燃料;如采用电动汽车、使用天然气或管道煤气等。 进行产业升级,淘汰污染企业,鼓励零污染的新型产业;暂时无法淘汰的污染企业,一方面应迁到远城镇的地方,一方面要严格控制污染物的排放,尽可能对污染物进行无害化处理。 加强环保宣传,增强市民的环保意识,提倡绿色出行。如自行车、公交车。 扩大公共绿地面积,提升自然净化能力。8、9、(1)C4H10 (2n+2=10,n=4) (2)不只7 种不物质,因为存在同分异构现象,如分子中含4个碳原子的烷烃有2种,含5个碳原子的烷烃有3种,含量6个碳原子的烷烃有5种。 (3)第三步发生了加聚反应。C3H8 + 5O2 3CO2 + 4H20点燃2CO + O2 2CO2点燃10、增大空气进入量或减少石油液化气进入量11、(1)主要从社会和经济等方面进行考虑。例如:储量丰富,且易于开发、利用;单位质量的能源产生的能量大;适合于安全、方便地运输;释放的能量要远远大于生产它们所消耗的能量;开发利用时不会产生环境、社会问题。 (2)目前,使用下列能源还存在一些问题。例如:煤和天然气运输不够安全、方便,也不能方便地用作汽车等机动车的燃料;风能、水力能、生物质能、地热能等受自然因素影响较大,不便于连续地使用;核能难以保证长久安全地使用,废弃物的无害化处理是一大难题;氢能开发、运输和利用成本大于使用价值等。 比较好的方法可能是:因地制宜,调整能源结构;开源节流,保证可持续发展。(3)提示:如何开发替代能源,如何更好地利用有限的化石燃料是人类社会可持续发展所面临的重要问题,需要进行认真地思考和抉择。但这些问题确实复杂,而且涉及到方方面面的利益。引导学生讨论思考的目的,在于启发思路,为增强个人的社会责任感和使命感打下基础。参考资料:有资料表明:目前世界上原油产量的80%多用作汽油、柴油等燃料,近10%用来生产沥青、石蜡和润滑油等,用作有机化工原料的不到10%。可见,地球上有限的石油资源大多被烧掉了,没有真正实现其应有的价值。除了作为能源,石油可利用的价值到底有多大呢?有下列一项调查:1978年美国商业部有关部门调查显示,投入石化原料520亿美元,经一次加工产出初级化学品100亿美元;二次加工产出有机中间体240亿美元和最终化学品40亿美元;再加工成塑料、树脂、合成橡胶、人造纤维、塑料和橡胶制品、清洗剂、化妆品400亿美元和最终产品270亿美元,再进一步深加工成可直接上市的最终产品农药、汽车用化学品、纸张及关联产品、建筑材料、家用器具、印刷及出版物、纺织品、鞋袜等,总价值可达5300亿美元,即一美元石化原料加工到合成材料可增值8美元(塑料为5美元,合成纤维为10美元),如加工到精细化学品和消费品,则可增值106美元。近30年前的调查已经显示,仅仅通过石化业就可以使从石油中得到的基本原料增值10倍,如果再加

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