高一化学资源综合利用.ppt

高一年级化学必修2,(第一课时),授课者：秦飞,湖南广益卫星远程学校,第四章第二节资源综合利用环境保护,当前地球正面临的严重问题：,化石能源越来越少环境问题越来越严重保护环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题,三废:,废气、废水、废渣,煤、石油和天然气仍然是人类使用的主要能源，也是三种重要的化石燃料,优点:提供能量、化工原料,缺点:不可再生、环境污染,1）煤的主要成分？,2）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,(一)从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,阅读P95-96,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合物，含有C、H、O、N、S等元素。,煤的综合利用,煤的干馏,煤的气化,煤的液化,获得洁净的燃料,煤直接作燃料利用率低并污染环境,获得多种化工原料,物尽其用，保护环境,煤的综合利用,干馏：,液化：,气化：,煤隔绝空气加强热使之分解的过程。,产品：焦炭、煤焦油、焦炉煤气,直接液化：煤与氢气生成液体燃料,间接液化：煤CO+H2甲醇,水煤气,化学变化,将其转化成可燃性气体的过程,1、煤的组成及其综合利用,2、天然气的综合利用,阅读教材P96资料卡片甲烷水合物。,用途：（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）可燃冰CH4nH2O,石油的综合利用,（2）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?,（1）石油的组分主要有哪些？,分馏：利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成简单和更有用的混合物的过程,结合P96图46思考：石油分馏的产品有哪些及其用途？,3、石油的组成及其综合利用,石油,石油气（液化）：家用、车用燃料,汽油（汽油发动机燃料）,煤油（飞机和煤油炉燃料）,柴油（柴油发动机燃料）,重油,柴油,燃料油（轮船、火力发电燃料）,石蜡（化工原料）,沥青（铺路原料）,润滑油（用作机油）,直镏汽油,（2）石油的裂化和裂解：石油的裂化和裂解都是将碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为碳原子数较少、沸点较低的汽油的过程。,裂化的目的:,裂解(深度裂化)的目的:,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,C16H34C8H18+C8H16,C4H10C2H4+C2H6,C4H10CH4+C3H6,3、石油的组成及其综合利用,石油的催化重整：,在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，如苯,3、石油的组成及其综合利用,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。,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的过程，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热发生的液体气化再冷凝的过程。属于物理变化。,方法：将双键改为单键，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。,（二）以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,在聚乙烯中，n称为聚合度，表示高分子化合物中的数目，n有的相同，有的不同，所以它是混合物。单体为CH2CH2,链节为-CH2CH2-。,加聚反应,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子的反应。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，简称加聚反应。,塑料、合成橡胶、合成纤维,综合利用的意义：物尽其用、保护资源，创造出更多产品,聚氯乙烯塑料,聚乙烯塑料,聚丙烯塑料,聚苯乙烯塑料,聚四氟乙烯,聚甲基丙烯酸甲酯有机玻璃,酚醛塑料,合成纤维,第二课时,“三废”污染及其防治（废气废水废渣）,二、环境保护与绿色化学,大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程中产生的废气及其携带的颗粒物。工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，需要经过多步处理才能达到排放标准。废渣等固体废弃物的处理兼有减少环境污染和资源回收利用两个重要目的。,绿色食品是指无污染、无公害的食品，白色污染是指塑料垃圾。,P101思考与交流,酸雨是指PH5.6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大范围危害。酸雨主要是由化石燃料的燃烧、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氧化物所造成的。,“空中的死神”酸雨,酸雨是怎样形成的？,SO2H2SO3H2SO4NO2HNO3,酸雨的危害有哪些？1.酸化土壤,使土壤养分流失并失去活性2.酸化水资源,使鱼类减少甚至灭绝。3.侵蚀建筑物、桥梁等4.侵蚀国家保护文物,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=CaSO32CaSO3+O2=2CaSO4,水华是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（如蓝藻、绿藻、硅藻等）的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。,淡水中“水华”造成的最大危害是：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“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。,赤潮是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。,返回,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化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。,原子经济：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，也就是原子利用率为100%。,原子利用率（预期产物的分子量全部生成物的分子量总和）100,原子利用率=25.4%,原子利用率=100%,P101注释1,绿色化学特点P101绿色化学示意图,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,1、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？,A、铜与浓硝酸反应；B、铜与稀硝酸反应；C、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，再与硝酸反应的方法是最好的。,2、汽车尾气（含有烃类、CO、SO2与NO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一个“催化转换器”（用铂、钯合金作催化剂）。它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。,（1）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式：,（2）“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的酸度，其原因（）,（3）控制城市空气污染源的方法可以有a开发氢能源b使用电动车c植树造林d戴上呼吸面具,ab,SO2转化为SO3，产生硫酸酸雾,3、1moL某直链烷烃A可以直接裂解成1moL气态烷烃B和1moL气态烯烃C，经测定，裂解后混合气体的密度是同温同压下氢气的14.5倍，试回答：(1)A的式量为，结构简式为.(2)B可能是,C可能是.(3)如果将1moLB完全燃烧需要2moL氧气，则C就是。该烯烃发生加聚反应的化学方程式为。,58,CH3CH2CH2CH3,甲烷或乙烷,丙烯或乙烯,丙烯,1998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,北极附近冰盖层,铅汞含量不断上升.,污染到处存在,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,放射性物质大量外泻,造成31人死亡,237人受放射性伤害.,沙尘暴:,央视东方时空：毒患笼罩下的天津癌症村,根据村民的不完全统计，自1999年以来，西堤头村和刘快庄村各种癌症患者有232人，平均年龄51岁，最小的才7岁，已经死亡172人，其中肺癌、肝癌和肠癌的患病比例最高。两个村的总人口大约是1.3万，癌症发病率达到了178/万，是全国癌症平均发病率7/万的25倍多,2月