4.2 资源综合利用 环境保护课件.ppt

第四章化学与自然资源的开发利用,第二节资源综合利用环境保护,任弼时中学汪青,煤炭开采,一、煤、石油和天然气的综合利用,无机物,有机物,C元素为主,H、N、S、O等元素少量,SiAlCaFe,污染环境,COxNOxSO2等烟尘,（1）煤的组成,1、从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,煤渣,煤炭的主要组成,（2）煤的干馏,将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏（煤的焦化),煤干馏的主要产物:,（3）煤的气化,在一定条件下把煤转化为可燃性气体过程，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气（CO、H2)。,焦炭、煤焦油、焦炉煤气(),焦炉气、粗氨水、粗苯,（4）煤的液化,煤的直接液化:,使煤与氢气作用生成液体燃料。,煤的间接液化:,先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇等。,甲醇常温下为液体,可以燃烧,还可代替汽油作内燃机的燃料。,在一定条件下将煤转化为液体燃料,天然气主要成分是甲烷。天然气是一种清洁燃料，可以直接用作燃料。,2、天然气的组成及其综合利用,天然气的综合利用天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料，作为化工原料，它主要用于合成和生产等。天然气化工以含一个碳原子的甲烷为原料，通过化学变化形成含两个或多个碳原子的其他有机化合物。实现天然气的有效转化是一项具有挑战性的课题。,氨,甲醇,3.石油的组成及其综合利用,石油的成分：,按物质来看：烷烃、环烷烃、芳香烃(少）的混合物,石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。,按元素来看：碳、氢含量为97%-98%,石油炼制：,a、石油的分馏,利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物分离成简单混合物的过程。,a、石油的分馏,b、石油的催化裂化,提高轻质液体燃料的产量。,（1）裂化的目的：,（2）裂化的原理：,在催化剂的作用下将含碳原子多的重油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。,裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。,c、石油裂解（深度裂化）,d、石油催化重整,通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃。,（3）生产合成材料,原料:,石油、煤、天然气,合成材料基本特征：,相对分子质量很大，属于高分子化合物,合成材料的合成原理：,加聚、缩聚,例如：乙烯合成聚乙烯丙烯合成聚丙烯,化石燃料的产品三大合成材料塑料、合成橡胶、合成纤维,加成聚合反应（即加聚反应）,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。,3、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,（聚乙烯）,（单体）,（链节）,(n为聚合度),丙烯,聚丙烯,缩合聚合反应（缩聚反应）,单体间（小分子）相互反应而成高分子化合物，同时还生成小分子（如水、氨等分子）的反应。,酚醛树脂,苯酚,甲醛,如：氨基酸以缩聚反应生成蛋白质,对苯二甲酸和乙二醇以缩聚反应生成涤纶p98,“神州”五号航天员穿的航天服,是用一种特殊的高强度涤纶制成的（头盔和手套除外）,二、环境保护与绿色化学,被污染的小河,乱扔导致的污染,二、环境保护与绿色化学,1、环境问题：主要指由于人类不合理开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。,一)环境保护,2、环境污染：是指生活与生产活动中，排放的有毒、有害物质的含量超过了环境的自净能力，使环境质量发生恶化，危及人类健康和生存的现象。,分类：,按环境要素分,大气污染：,水体污染：,土壤污染：,按人类活动分,工业环境污染：,农业环境污染：,城市环境污染：,按造成污染的性质、来源分,化学污染,物理污染,固体废弃物污染,生物污染,能源污染,澡声污染、放射性污染、热污染、电磁波污染等,3、大气污染：当大气中某些有毒有害物质的含量超过正常值或大气的自净能力时，就发生了大气污染。,其主要的大气污染物有：SO2、CO、氮氧化物（NOx）、碳氢化物（CxHy）、飘尘、氟化物、砷、有毒重金属等。,大气污染的监测,（1）空气质量日报的主要内容：空气污染指数、空气质量级别、首要污染物等。,（2）我国空气污染指数的项目暂定为：SO2、NO2和可吸入颗粒物等,臭氧层被破坏,酸雨,光化学烟雾,温室效应,居室污染,4、水污染：由于人类活动排放的污染物，使水的物理、化学性质发生变化或生物群落组成发生变化，从而降低了使用价值的现象叫做水污染。,水的污染源：,工业废水、生活污水、农用排水、垃圾渗漏等,水体富营养化（N、P、K、S的化合物）,赤潮、水华,水华,赤潮,重金属污染：,如汞、镉、铅、铬、砷,猫自杀事件水俣病（汞污染）,骨骼畸形变脆骨痛病（镉污染）,智力发展隐性杀手铅污染,5、土壤污染,来自工业垃圾、生活垃圾、废水、化肥、农药残留(Cl,P,S)、放射物质残留,6、噪声污染7、辐射污染,8、食品污染：,传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前世界每年产生的有害废物达3亿吨4亿吨，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。有识之士提出了绿色化学的号召，绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头减少和消除污染。,原子经济性反应高选择性反应,绿色化学示意图,绿色化学又称环境友好化学，它的主要特点是：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,以减少废物向环境排放；,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。,最理想的“原子经济”：反应物中原子全部转化为期望的最终产物，实现“零排放”。即原子利用率100%.,绿色化学的核心之一：原子经济性,1、大气污染：来自工业废气,汽车尾气,生活废气(硫与氮的氧化物,碳氧化物,碳氢化物;卤素化合物;放射性),人类保护伞的洞臭氧层被破坏,空中死神酸雨,全球变暖温室效应,光化学烟雾,无形杀手居室污染,环境污染的类别：,2、水污染：来自工业废水、生活废水(无机物,重金属盐类,营养物有机物,洗涤剂,石油),水体富营养化（N、P、K、S的化合物）,（生活污水、农田排水、化肥、合成洗涤剂、工业废水引起藻类、浮游生物暴发性繁殖赤潮、水华）p101,赤潮,重金属污染：,如汞、镉、铅、铬、砷,猫自杀事件水俣病（汞污染）,骨骼畸形变脆骨痛病（镉污染）,智力发展隐性杀手铅污染,3、土壤污染,来自工业垃圾、生活垃圾、废水、化肥、农药残留(Cl,P,S)、放射物质残留,4、噪声污染5、辐射污染,6、食品污染：,练习,1.工业“三废”指的是、。2.20世纪80年代开始面临三大全球性环境问题,下列不属于三大全球性环境问题的是A酸雨B臭氧空洞C气候变暖D白色污染3.我国三峡工程有发电、防洪、环保三大功能。三峡工程的建成代替火力发电对环境保护的最大贡献是有助于控制,废渣,废气,废水,D,1)温室效应,2)形成酸雨,3)空气中的固体颗粒浓度,4.1986年4月，前苏联乌克兰基辅北部的切尔诺贝利核电站4号反应堆爆炸起火，造成死亡31人，237人受伤，13万居民紧急疏散。这些死伤者主要受到了（）A毒气伤害B噪声污染C电磁波伤害D放射性污染,D,.大力推广使用无磷洗涤剂，是因为含磷、氮物质大量使用，会造成湖泊的（）A水生物死亡B富营养化，产生“水华”现象C金属污染D氢化物污染,B,练习,1.含有碳元素的混合物是（）二氧化碳，石灰石，甲烷，天然气，一氧化碳，石油，乙醇，煤，醋酸，水煤气。ABCD,D,2.下列燃料燃烧不会造成环境污染的是A.煤B.酒精C汽油D.氢气,BD,4.下列各气体属于纯净物的是（）A天然气B水煤气C甲烷D液化石油气,C,3.在相同条件下，对环境污染程度最小的燃料是（）A.液化气B.煤油C.煤饼D.木柴,A,5.下列关于煤的叙述中不正确的是（）A煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源B煤的干馏过程属于化学变化C煤是由多种有机物组成的混合物D煤除了主要含有碳元素外，还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素。,C,6.下列说法正确的是（）A煤的气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径B煤的干馏过程属于物理变化，通过干馏可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品C煤里主要含有碳及少量的其它元素，工业上大量燃烧含硫燃料是形成“酸雨”的主要原因D煤是由非常复杂的无机物和有机物组成的化合物,AC,7.下列物质中属于高分子化合物的是硫化橡胶蔗糖油脂酚醛树酯蛋白质ABCD,D,8.按照绿色化学原则，下列反应符合最理想原子经济性的是（）A乙烯与氧气在银催化作用下生成环氧乙烷B乙烷与氯气反应制备氯乙烷C苯与乙醇在一定条件下生产乙苯D乙醇与浓硫酸共热制备乙烯,A,9.石油的分馏和煤的干馏两种变化，本质上的不同是（）A加热的温度二者不同B获得的产品二者不同C前者是物理变化，后者是化学变化D前者不需要隔绝空气，后者需隔绝空气,C,10.下列说法正确的是（）A煤的气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径B煤的干馏过程属于物理变化，通过干馏可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品C煤里主要含有碳及少量的其它元素，工业上大量燃烧含硫燃料是形成“酸雨”的主要原因D煤是由非常复杂的无机物和有机物组成的化合物,AC,11.下列关于乙烯和聚乙烯的叙述不正确的是,D,A乙烯常温下是气体，为纯净物；聚乙烯常温下是固体，为混合物,B乙烯的化学性质比聚乙烯活泼,C取等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的质量分别相等,D取等物质的量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的物质的量分别相等,12.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,本题主要考查石油的成分和石油的炼制，裂化是将大分子的烃转化为小分子的烃，得到轻质汽油。裂解主要是将长链的烃断裂为短链的，目的得到化工原料。裂化和裂解的产物中都有不饱和烃。,C,14.下列说法错误的是（）A石油中含有的烷烃，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煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物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离出来,D,石油的分馏和裂化都得到汽油，煤经高温干馏后所得的煤焦油中含有苯和甲苯，而不是煤中含有苯和甲苯。,17.空气污染下列叙述错误的是：（）A温室效应是CO具有增高地球温度的效应造成的B破坏臭氧层的主要物质是氟氯烃等物质CCO能与血