第4章第2节资源综合利用环境保护.ppt

第二节资源综合利用环境保护 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 稀土元素是元素周期表中第 B族中的钪 钇及镧系17种元素的统称 当今世界每6项新技术的发明就有一项与稀土元素有关 稀土是21世纪重要的战略资源 中国稀土储量最 多 出口量世界第一 且出口的近80 被日 韩 美囤积 我国稀土产量曾占全世界的96 按照目前的开发速度 再过二三十年 我们就会成为稀土小国甚至是无稀土的国家 而且以前对稀土滥挖滥采 造成了严重的水土流失和生态环 境破坏 如白云鄂成为污染最为严重的地方 如何合理利用资源 如何保护好我们的生活环境 1 了解煤 石油 天然气的组成及其综合利用 2 了解以煤 石油 天然气为原料生产合成材料 3 了解节约能源和防止污染的重要性 4 了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性 煤 石油 天然气的综合利用 1 煤 碳 氢氧硫 2 煤的利用 煤气煤焦油焦炭 隔绝空气加强热使之分解 COH2 液体 甲醇 2 从天然气中获得基本化工原料 3 从石油中获得基本化工原料 1 石油的组成 由多种 组成的混合物 2 石油的冶炼 CH4 燃料 氨 甲醇 碳氢化合物 不同 汽煤柴 较高 较低 轻质液体 汽油 裂化 乙烯丙烯 4 以煤 石油和天然气为原料生产合成材料 1 三大合成材料 2 实例 制取聚氯乙烯反应的化学方程式为 塑料 合成橡胶和合成纤维 3 四个概念 链节的数目 小分子化合物 最小重复结构单元 CH2 CH2 链节的数目 环境保护与绿色化学 废气废水 废渣 原理减小 和消除 100 全部 应用思考 1 煤的干馏是物理变化还是化学变化 煤的气化和液化同水的汽化 液化一样 均属于物理变化吗 提示 煤的成分复杂 煤在干馏时发生的变化肯定也复杂 可以说发生了复杂的物理变化和化学变化 煤的气化和液化是化学变化 不是物理变化 2 石油的分馏 裂化 裂解是物理变化还是化学变化 3 石油的裂化和裂解有何区别和联系 提示 石油的分馏是利用沸点不同 将石油分离成不同沸点范围的产物的过程 所以是物理变化 而石油的裂化和裂解中烃发生了化学反应 所以是化学变化 提示 裂化和裂解的原理相同 只是裂解选用的温度比裂化温度更高 因此裂解又称之为深度裂化 综合拓展 一 化学 三馏 的比较 二 石油炼制方法的比较 续上表 三 六大环境问题 续上表 特别关注 1 空气质量日报报导的空气污染物主要有CO SO2 NOx及可呼入性固体颗粒 2 酸雨 臭氧层破坏 光化学烟雾均与NOx有关 尝试应用 1 下列说法中正确的是 A 通过煤的气化和液化可以获得更优质的燃烧B 煤的干馏和石油的分馏原理相同 都是化学变化C 煤是由有机物组成的复杂混合物D 煤干馏得到的煤焦油 其主要用途就是再经蒸馏得到高品质燃油 解析 B项中石油的分馏是物理变化 错误 C项煤是由多种无机物和有机物组成的复杂混合物 错误 D项错误 答案 A 2 下列说法不正确的是 A 煤的干馏 石油的分馏和裂化都是物理变化B 石油主要是由多种烃组成的混合物C 石油分馏得到的汽油是混合物D 石油主要含有C H两种元素 解析 煤的干馏 石油的裂化都有新物质的生成 都属于化学变化 答案 A 3 石油加工的各种处理过程中 属于裂化过程的是 A 分离出汽油和煤油B 原油脱盐 脱水C 十六烷变为辛烷和辛烯D 将直链烃变为芳香烃 解析 分离出汽油和煤油属于分馏 脱盐 脱水属于分馏之前的预处理过程 裂化能够获得更多更好的汽油 汽油中的烃分子含5 11个碳原子 十六烷断裂为辛烷和辛烯 属于裂化过程 直链烃转化为芳香烃的过程叫重整 教材中没有介绍 但不影响解答本题 答案 C 一 煤的综合利用 煤的干馏和石油的分馏 两种变化在本质上的差别是 A 加热的温度不同B 得到的产品不同C 前者要隔绝空气 后者不必D 干馏是化学变化 分馏是物理变化 解析 分馏是用加热蒸馏 冷凝的方法把液体混合物分成不同沸点范围的产物的过程 无新物质生成 属于物理变化 煤的干馏是指把煤隔绝空气加强热 使煤分解的过程 是化学变化 答案 D 变式应用 1 2011年江苏南京检测 对如右图装置的叙述错误的是 A 图示实验中发生了化学变化B 常温下X溶液呈碱性 液体Y是一种黑褐色黏稠状液体 C 气体Z易燃 可还原CuO 也可使溴水褪色D 液体Y是一种纯净物 解析 答案 D 二 石油的综合利用 下列说法正确的是 A 石油是混合物 汽油是纯净物B 沸点 汽油 煤油 柴油 润滑油C 分馏汽油和裂化汽油成分相同D 石油的分馏是物理变化 而裂化和裂解属于化学变化 解析 本题考查了石油的组成 石油的炼制方法及馏分的性质 石油 汽油都是混合物 A项不正确 石油分馏时 首先馏出的是汽油 其次是煤油 再次是柴油 它们都是常压分馏的产物 而润滑油是减压分馏的产物 故沸点 汽油 煤油 柴油 润滑油 B项不正确 分馏汽油中不含烯烃 裂化汽油中含有稀烃 二者组成成分不完全相同 C项不正确 石油的分馏只是物质状态的变化 而裂化和裂解都有新的物质生成 D项正确 答案 D 名师点睛 石油是各种烷烃 环烷烃和芳香烃的混合物 通过分馏可以得到不同沸点范围的产物 这些产物也都是混合物 没有固定的熔 沸点 只有一定的沸点范围 裂化和裂解的目的不同 裂化的目的是提高轻质液体燃料 特别是汽油 的产量 裂解的目的是获得乙烯 丙烯 甲烷等基本化工原料 变式应用 2 双选题 下列说法错误的是 A 石油是只含有C4 C11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 石油的分馏是一个化学过程D 石油裂解得到的裂解气含不饱和的烯烃 解析 石油是多种碳氢化合物的混合物 碳原子数目范围大 且也不仅仅含烷烃 A项错误 分馏是根据组分物质的沸点不同分离混合物的过程 属于物理过程 C项错误 答案 AC 三 聚合反应和高分子化合物 合成ABS工程塑料的单体是 CH2 CHCN H2C CH CH CH2 C6H5 CH CH2 三者以物质的量比为1 1 1均匀混合 生成加聚物的结构简式为 任写一种 名师点睛 不饱和的单体间可以通过加聚反应生成高分子化合物 如果是单烯烃的加聚反应 则生成的高分子的主 链重复结构单元只含有两个碳原子 不含侧链 如果是二烯烃的加聚反应 则生成的高分子主链重复结构单元含有四个碳原子 不含侧链 而且主链重复结构单元中含有一个双键 变式应用 1 聚苯乙烯重复出现的结构单元是 单体是 2 实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量 平均值 为52000 则该高聚物的结构单元重复出现的次数 n 答案 1 2 500 四 环境污染与保护 下列有关环境问题的说法正确的是 A 燃煤时加入适量石灰石 可减少废气中SO2的量B 臭氧的体积分数超过10 5 的空气有利于人体健康C pH在5 6 7 0之间的降水通常称为酸雨D 含磷合成洗涤剂易被细菌分解 故不会导致水体污染 名师点睛 常见环境污染与成因 1 水体富营养化 水体中氮和磷等植物营养物质过多蓄积引起的污染 称为水体的富营养化 2 白色污染 指难降解的塑料对环境的污染 3 酸雨 与SO2及NOx有关 4 温室效应 与CO2有关 5 光化学烟雾 与NOx及碳氢化合物有关 6 臭氧层破坏 与NOx及氟氯烃有关 变式应用 4 保护环境已成为人类的共识 人类应以可持续发展的方式使用资源 以合理的方式对废弃物进行处理并循环使用 下列选项中的做法不利于环境保护的是 A 发电厂的煤经脱硫处理B 将煤转化为水煤气作燃料C 回收并合理处理聚乙烯塑料废物D 大量使用含磷洗衣粉 D 五 绿色化学 绿色化学对化学反应提出了 原子经济性 原子节约 的新概念及要求 理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物 不产生副产物 实现零排放 在下列制备环氧乙烷的反应中 原子经济性最好的是 解析 由理想原子经济性反应的含义知 副产物越少的反应 其经济性越好 当副产物为零时 其原子经济性最好 则四个选项中 C项的原子经济性最好 答案 C名师点睛 绿色化学的基本原则 1 防止污染的产生优于治理产生的污染 2 原子经济性 设计的合成方法应将反应过程中所用的材料尽可能全部地转化到最终产品中 3 应尽量采用对人类和环境低毒或无毒的合成路线 4 设计的化学产品应能保留其功效 降低其毒性 5 应尽可能避免使用辅助物质 如溶剂 分离试剂等 若使用也应是无毒的 6 只要技术和经济上可行 原料应是可再生的 而不是即将耗竭的 7 化工产品在完成其使命后 应能降解为无害的物质 而不应残留在环境中 8 在化学转换过程中 所选用的物质和物质的形态尽可能地降低发生化学事故 包括泄漏 爆炸 火灾等 的可能性 5 以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是 A 乙烯聚合为聚乙烯高分子材料B 甲烷与氯气制备一氯甲烷C 以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜D 用苯制取溴苯 变式应用 解析 绿色化学原子经济性要求反应物的原子全部转化为期望的最终产物 没有副产物 A项没有副产物 B项有HCl产生 C项有NO2产生 D项有HBr产生 答案 A 水平测试 1 下列变化属于化学变化 且产物中兼有气体 液体 固体的是 A 石油的分馏B 石油的裂解C 煤的干馏D 煤的气化 解析 煤的干馏属于化学变化 产物有焦炭 固体 煤焦油 液体 出炉煤气 气体 等 答案 C 2 下列关于煤 石油 天然气等资源的说法正确的是 A 石油裂解得到的汽油是纯净物B 石油产品都可用于聚合反应C 天然气是一种清洁的化石燃料D 水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料 C 3 2011年宁夏银川联考 石油炼制过程中 既能提高汽油产量又能提高汽油质量的方法是 A 常压分馏B 减压分馏C 裂解D 裂化 解析 选项中的四种方法都是石油炼制加工的方法 而其目的不同 A项中能对石油进行初步加工 得到的汽油产量较小 B项操作不会得到汽油 C项所得产物主要是乙烯 丙烯等小分子短链不饱和烃 只有D项才能得到质量更高 产量更多的汽油 答案 D 4 环境污染已成为人类社会所面临的重大威胁 各种污染数不胜数 下列各名词中与环境污染无关的是 温室效应 赤潮 酸雨 光化学污染 臭氧层空洞 水俣病 潮汐 大脖子病A B C D 解析 和 是化石燃料的燃烧造成的污染 和 是与水体污染有关 是氟氯烃造成的污染 是自然现象 是病人体内缺碘造成的 答案 B 5 2011年保定模似 四氟乙烯的分子式为CF2 CF2 它的加聚反应的产物聚四氟乙烯可以作为不粘锅的内衬 其结构可表示为 6 下列叙述正确的是 A 乙烯和苯都能使溴水褪色 褪色的原因相同 B 煤油可由石油分馏获得 可用作燃料和保存少量金属钠 C 乙烯和乙烷都能发生加聚反应 D 石油的裂解是物理变化 B 能力提升 7 2012年伦敦奥运会的几项工程采用了高分子膜材料 ETFE 该材料是四氟乙烯 CF2 CF2 与乙烯 CH2 CH2 发生聚合反应得到的高分子材料 下列说法不正确的是 A CH2 CH2 CF2 CF2 的连接方式在 ETFE 分子中可能存在B 合成 ETFE 的反应为加聚反应 C CF2 CF2和CH2 CH2均是平面形分子D CF2 CF2可由CH3CH3与F2两种物质直接反应制得 8 化学与人类生活 社会可持续发展密切相关 下列措施有利于节能减排 保护环境的是 加快化石燃料的开采与使用 研发易降解的生物农药 应用高效洁净的能源转换技术 田间焚烧秸秆 推广使用节能环保材料A B C D 解析 化石燃料指煤 石油和天然气 不可再生且有限 大量开采和使用化石能源 会产生大量二氧化碳 加剧温室效应 错误 易降解的生物农药就是残留的有机物易转化成可溶性 可降解型小分子 不对环境造成危害 正确 高效洁净的能源转换技术将能源进行转换 可以提高能源利用率 减小粉尘等污染 如煤气化和液化技术等 正确 田间焚烧秸秆产生大量大气污染物 造成环境污染 错误 节能环保材料符合要求 正确 答案 B 9 某同学设计了如下图所示装置进行石油分馏的实验 1 指出实验装置中仪器A B C D的名称 A B C D 2 指出该同学所设计的实验装置中存在的错误 并给予改正 错误 改正 3 实验装置改正后 进行气密性检查的方法 4 蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片的作用是 解析 蒸馏时要特别注意温度计的水银球要与蒸馏烧瓶的支管口相平 冷凝管的水流应是下进上出 并且要加入几片碎瓷片来防止暴沸 答案 1 蒸馏烧瓶冷凝管牛角管锥形瓶 2 错误 温度计水银球伸入液面以下 冷凝管水流方向上口进水 下口出水改正 温度计水银球应与蒸馏烧瓶的支管口相齐平 冷凝水水流方向应是下口进水 上口出水 3 连接好装置后 将牛角管的下口浸入水槽中 对烧瓶的底部微热 牛角管的管口有气泡冒出 冷却后 若牛角管内形成一段水柱 说明装置的气密性良好 4 防止暴沸 10 汽车的发明与使用 是人类智慧的杰出体现 它为人们的生活和生产带来了极大的方便 同时 由此引发的环境污染问题也越来越引起人们的关注 1 新型环保出租车采用 LPG 汽油 的双燃料系统 其尾气中的有毒气体成分较普通车型下降80 左右 缓解了汽车尾气排放给城市环境造成的污染问题 下列物质中不属于上述有毒气体的成分是 A CO2和H2B NO2和NOC CO