高中化学 第四章 化学与自然资源的开发利用全章课时学案 新人教版必修2.doc

第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源第1课时金属矿物的开发利用学习目标1.了解金属冶炼的实质、方法。2.通过比较不同金属的冶炼,理解不同金属冶炼方法不同的原因。3.了解金属的回收利用与资源的保护。自主学习1.金属在自然界中的存在形态金、铂等少数金属以的形式存在,绝大多数金属以的形式存在于自然界中。2.金属的冶炼原理金属的冶炼就是将金属矿物中的金属从其中出来用于生产和制造各种金属材料的过程。3.金属的冶炼方法(1)热分解法:对于一些不活泼的金属,可以用直接加热分解的方法从其化合物中还原出来。例如:加热分解hgo冶炼hg:(写化学方程式,下同);加热分解ag2o冶炼ag:。(2)电解法:适用于非常的金属的冶炼。例如:电解熔融nacl冶炼na:(写化学方程式,下同);电解熔融mgcl2冶炼mg:;电解熔融al2o3冶炼al:。(3)热还原法:大部分金属的冶炼都是通过在高温下发生的氧化还原反应来完成的。常用的还原剂有、等。例如:fe2o3+co(补充完整化学方程式,下同);cuo+c。一些也可作还原剂,将相对不活泼的金属从其化合物中置换出来。例如:铝热法炼铁:(写化学方程式)。4.有效利用金属资源的途径提高金属矿物的,减少金属的,加强金属资源的,使用代替金属材料等。课内探究1.金属冶炼的定义及实质阅读课本第88页相关内容,回答以下问题:金属元素在自然界中的存在形式是什么?什么是金属的冶炼?从金属活动性顺序来看,金属冶炼的实质是什么?2.金属冶炼的方法【思考交流】不同的金属冶炼方法是否相同?金属冶炼的方法有哪些?完成下表。金属活动性顺序kcanamgalznfesnpb(h)cuhgag金属原子失电子能力金属离子得电子能力主要冶炼方法【实验探究】探究实验41铝热反应(1)把两张圆形滤纸分别折叠成漏斗状套在一起,取出内层滤纸,在其底部剪一小孔后用水润湿,再套回原处,并架在铁圈上(如课本图41所示),下面放置一盛沙子的蒸发皿。(2)将5 g干燥的氧化铁粉末和2 g铝粉均匀混合后放入纸漏斗中,在混合物上面加少量氯酸钾固体,中间插一根用砂纸打磨过的镁带。(3)用燃着的小木条点燃镁带,观察现象(反应时会产生高温、发出强光,观察时请注意安全,不要直视)。现象铝与氧化铁反应的化学方程式【思考】金属活动性顺序与金属冶炼有何关系?为什么人类使用铁器比铜器晚?【迁移应用】1.从石器、青铜器到铁器时代,金属的冶炼体现了人类文明的发展水平。下图表示了三种金属被人类开发利用的大致年限,之所以有先后,主要取决于()a.金属导电性强弱b.金属在地壳中含量多少c.金属的化合价高低d.金属的活动性强弱2.下表中金属的冶炼原理与方法不完全正确的是()选项冶炼原理方法a2hgo2hg+o2热分解法b2al2o3(熔融)4al+3o2电解法ccu2s+o22cu+so2热分解法dfe2o3+2al2fe+al2o3热还原法随堂检测1.有关金属(除铂、金外)的冶炼原理下列说法正确的是()a.肯定发生的是置换反应b.肯定发生的是分解反应c.肯定发生的是氧化还原反应d.只能用金属作还原剂冶炼金属2.金属锂是密度最小的金属,等质量的金属,锂可以释放出更多的电子,故常用来制造高性能电池。已知锂的金属活动性介于钠和镁之间,则冶炼金属锂应采用的方法是()a.电解法b.热还原法c.热分解法d.铝热法3.冶炼金属一般有三种方法,则冶炼银、铁、钠应分别采用()a.热分解法、热还原法、电解法b.热还原法、热分解法、电解法c.电解法、热分解法、热还原法d.电解法、热还原法、热分解法4.均能使氧化铁还原成铁的一组物质是()a.co、o2、h2b.co、h2、cc.co2、h2o、o2d.co2、c、o25.能用铝为原料来冶炼难熔的金属是因为()a.铝的密度小,熔点较低b.铝在空气中燃烧,放出大量的热c.在金属活动性顺序中铝排在前面d.铝具有还原性,发生氧化还原反应时放出大量的热6.下列说法中不正确的是()a.有些活泼金属如铝可作热还原法的还原剂b.用电解熔融nacl的方法来冶炼金属钠c.可用焦炭或一氧化碳还原氧化铝的方法来冶炼铝d.回收旧金属可以重新制成金属或它们的化合物7.在含有cu(no3)2、mg(no3)2和agno3的溶液中加入适量锌粉,首先置换出的是()a.mgb.cuc.agd.h28.工业上冶炼金属一般用热分解法、热还原法和电解法。由于金属的化学活动性不同,因此选用的冶炼方法也就不同。你认为这些方法的选择主要是依据()a.金属在自然界中的存在形式b.金属元素在地壳中的含量c.金属阳离子得电子的能力d.金属熔点的高低9.下列各种冶炼方法中,可制得相应的金属的是()a.加热氧化铝b.加热碳酸钙c.电解熔融氯化钠d.氯化钠与铝粉高温共热10.能用热分解法制得的金属是()a.feb.agc.mgd.na参考答案自主学习1.单质化合物2.化合物还原3.(1)2hgo2hg+o22ag2o4ag+o2(2)活泼2nacl(熔融)2na+cl2mgcl2(熔融)mg+cl22al2o3(熔融)4al+3o2(3)焦炭一氧化碳氢气fe2o3+3co2fe+3co22cuo+c2cu+co2活泼金属fe2o3+2al2fe+al2o34.利用率使用量回收和再利用其他材料课内探究1.少数化学性质不活泼的金属元素,在自然界中能以单质形式存在,如金和铂;绝大多数较活泼的金属元素以化合物的形式存在,如铝主要存在于铝土矿中。将金属从其化合物中还原出来用于生产和制造各种金属材料的过程,在工业上称为金属的冶炼。由于化合物中的金属元素都是以正化合价存在,所以在金属冶炼的过程中,金属元素要经过一个被还原的过程。金属冶炼的实质是用还原的方法使金属化合物中的金属离子得到电子变成金属原子。2.【思考交流】金属活动性顺序kcanamgalznfesnpb(h)cuhgag金属原子失电子能力逐渐减弱金属离子得电子能力逐渐增强主要冶炼方法电解法热还原法热分解法【实验探究】镁条剧烈燃烧,并发出耀眼的白光。引起混合物剧烈燃烧,发光发热。纸漏斗的下部被烧穿,有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后,可以发现落下的是铁珠。fe2o3+2al2fe+al2o3【思考】在金属活动性顺序中,金属的位置越靠后,越容易被还原,用一般的还原方法就能使金属还原;金属的位置越靠前,越难被还原,最活泼金属只能用最强的还原手段来还原。金属使用的先后与金属冶炼的难易有关,金属冶炼的难易与金属活动性有关,所以人类使用铁器比铜器晚。【迁移应用】1.d2.c随堂检测1.解析:金属大部分以化合态存在于自然界中,且金属元素无负化合价,所以金属冶炼的实质是将化合态金属元素还原为游离态,必定发生氧化还原反应,但不一定是置换反应,如co还原fe2o3。还原剂可以是金属,如fe还原cuso4,也可以是非金属,如h2还原cuo。答案:c2.解析:根据金属冶炼与金属活动性的关系,锂的金属活动性介于钠和镁之间,应该与钠、镁的冶炼方法相同,即电解法。答案:a3.解析:不活泼的金属一般采用热分解法(如ag、hg的冶炼),活泼金属采用电解法(如na、mg、al的冶炼),介于活泼金属与不活泼金属之间的金属采用热还原法(如cu、fe的冶炼)等。答案:a4.解析:在金属的冶炼中,还原氧化铁需加入还原剂,在热还原法中常用的还原剂有焦炭、一氧化碳、氢气等,另外一些活泼金属也可作还原剂。氧气、二氧化碳不能作还原剂。答案:b5.解析:利用铝来冶炼难熔的金属,一是利用在铝热反应中,铝表现出还原性,从而置换出其他金属;二是利用铝热反应能放出大量的热,反应所放出的热量可以使生成的金属熔化。答案:d6.解析:本题主要考查金属的冶炼方法。铝可以作还原剂冶炼一些高熔点的金属,如fe2o3+2al2fe+al2o3,a项正确;金属钠用电解熔融nacl的方法制取,b项正确;铝是活泼金属,很难用还原剂把它还原出来,应该用电解熔融al2o3的方法制取,c项不正确;d项正确。答案:c7.解析:本题主要考查氧化还原反应的发生顺序。根据金属活动性顺序可以判断,还原性强弱顺序:mgh2cuag,则离子氧化性强弱顺序:ag+cu2+h+mg2+,氧化性强的ag+先参与反应,所以首先析出ag。答案:c8.解析:金属冶炼的一般原理是利用还原剂将金属从其化合物中还原出来。根据金属阳离子得电子能力的不同而用不同的方法,如不活泼的金属一般采用热分解法(如ag、hg的冶炼),活泼金属采用电解法(如na、mg、al的冶炼),介于活泼金属与不活泼金属之间的采用热还原法(如cu、fe的冶炼)等。答案:c9.解析:铝为活泼金属,氧化铝受热很难分解,加热氧化铝不能制得铝,a项不正确;钙的化学性质活泼,加热碳酸钙可得到分解产物氧化钙,无法制得金属钙,b项不正确;电解熔融的氯化钠可制得金属钠,c项正确;钠比铝活泼,氯化钠与铝不反应,d项不正确。答案:c10.解析:热分解法一般用于很不活泼的银、汞等金属的冶炼,它们的化合物大多数不稳定,受热时能够分解为相应的金属单质;而活泼金属的化合物一般相当稳定,受热难分解。因此,比较活泼的钠、镁和铁不能通过热分解法制得。答案:b第四章化学与自然资源的开发利用第一节开发利用金属矿物和海水资源第2课时海水资源的开发利用学习目标1.简单了解海水淡化的知识。2.能顺利完成从海带中提取碘的实验,设计出从海水中提溴的流程,并能正确写出有关反应的化学方程式。自主学习1.海水水资源的利用(1)海水水资源的利用主要包括:和等。(2)海水淡化的途径主要是从海水中提取淡水或从海水中把分离出去。(3)海水淡化的方法主要有、等。其中法的历史最久,技术和工艺也比较成熟,但成本较高。因此,海水淡化与化工生产结合、与能源技术结合,成为海水综合利用的重要方向。2.海水化学资源的开发利用海水资源的多样性:海水中含有丰富的水资源;另外,由于与岩石、大气和生物的相互作用,海水中溶解和悬浮着大量的和。按含量计,h、o、cl、na、k、mg、ca、s、c、f、b、br、sr等种元素超过总量的99%,其他为微量元素,总计含有多种元素。虽然海水中元素的种类很多,总储量很大,但许多元素的富集程度却很低。课内探究1.海水水资源的利用【交流研讨】蒸馏法的历史最久,技术和工艺也比较成熟,是目前海水淡化的主要方法。为什么采用蒸馏法可将海水中的淡水提取出来?在组装蒸馏实验装置时,需要注意什么问题?【迁移应用1】下列海洋资源中属于可再生资源的是()a.海底石油、天然气b.潮汐能c.滨海砂矿d.锰结核【迁移应用2】下列哪种方法不能实现海水的淡化()a.蒸馏法b.电渗析法c.离子交换法d.电解法2.海水化学资源的开发利用(1)海水制盐主要包括提取和从海水中制取镁、钾、溴及其化工产品,另外还从海水中获得其他物质和能量。(2)海带提碘【实验42】我们知道海带中含有碘元素,怎样通过实验证明海带中确实存在碘元素呢?(提示:海带灼烧后的灰烬中碘元素以i-的形式存在,h2o2可以将i-氧化为碘单质。)请同学们不要阅读课本,思考如何证明海带中确实含有碘元素?写出流程。实验现象:;实验结论:。【思考】海带为什么不能用水冲洗?海带剪碎后,为什么要用酒精润湿?反应2ki+h2o2+h2so4i2+k2so4+2h2o中氧化剂、还原剂分别是什么物质?许多氧化剂都可以氧化i-,用h2o2有什么好处?(3)海水提溴将br-转变为br2是海水提溴中关键的化学反应(见资料卡片“海水提溴”),你能否设计一个实验方案模拟这一生产过程?写出有关反应的化学方程式。【迁移应用3】下列属于海水化学资源利用的是()a.海水淡化b.海水提盐c.海水提溴d.海水发电随堂检测1.水资源非常重要。下列关于水的说法中错误的是()a.蒸馏法是海水淡化的方法之一b.淡水的密度小于海水的密度c.融化的雪水中矿物质含量比深井水中的少d.0 以上,温度越高,水的密度越小2.下列说法中不正确的是()a.海洋是一个远未完全开发的巨大化学资源宝库b.海水中金的储存量约为陆地的170倍,但它的富集程度却很低c.从海水中可以提取铀和重水等核原料d.海水中的溴、氟等元素均为微量元素,但仍有提取的价值3.海水提溴过程中将br-氧化成br2,可向其中加入氧化剂,合适的是()a.酸性kmno4溶液b.氯水c.fecl3溶液d.碘水4.向含有kbr和ki的混合溶液里通入足量的cl2,充分反应后将溶液蒸干,并将剩余的残渣灼烧,最终留下残渣,则最终残渣的成分是()a.kcl、kbrb.kcl、i2c.br2、i2d.kcl5.由海水制备无水氯化镁,主要有以下步骤:在一定条件下脱水干燥,加熟石灰,加盐酸,过滤,浓缩结晶。其先后顺序正确的是()a.b.c.d.6.海水淡化的方法有多种,其中历史最久、技术和工艺较完善的主要方法是()a.蒸馏法b.电渗析法c.离子交换法d.冷冻法7.海带中含碘元素。从海带中提取碘有如下步骤:通入足量cl2,将海带焙烧成灰后加水搅拌,加ccl4振荡,用分液漏斗分液,过滤。合理的操作顺序是()a.b.c.d.8.下列说法不正确的是()a.从海带中提取碘单质的过程涉及氧化还原反应b.往淡水中加入nacl等配成人造海水,可用于海产品的长途运输c.赤潮主要是由工农业生产和生活废水引起沿海水域的富营养化而造成的d.海洋经济专属区的资源开发可获得fe、co、k、au、mg、b等金属9.从海水中提取下列物质,可以不涉及化学变化的是()a.镁b.氯化钠c.溴d.钾参考答案自主学习1.(1)海水的淡化直接利用海水进行循环冷却(2)盐(3)蒸馏法电渗析法离子交换法蒸馏2.无机物有机物1380课内探究1.【交流研讨】蒸馏法原理:加热到水的沸点,液态水变为气态水与海水中的盐分离,水蒸气再经过冷凝就得到了淡水。注意问题:(1)圆底烧瓶不能直接加热,需要垫石棉网;(2)需要加入沸石,防止暴沸;(3)冷却水的方向应下进上出;(4)圆底烧瓶中溶液体积不超过容积的二分之一并且不少于三分之一。【迁移应用1】b【迁移应用2】d2.(1)氯化钠(2)证明海带中含有碘元素的流程:获得i-的溶液转化为碘单质用淀粉检验。加入几滴淀粉溶液,溶液变蓝证明海带中含有碘元素【思考】海带中含有易溶于水的i-,如果用水冲洗,容易使i-流失,影响实验效果。酒精润湿海带,有助于海带的充分燃烧。氧化剂为h2o2,还原剂为ki。用h2o2的好处:一是绿色氧化剂,无污染;二是颜色变化明显,便于观察。(3)生产流程:把氯气通入预先酸化的浓缩海水中;通入空气和水蒸气将溴单质从海水中吹出来;吹出来的溴蒸气用吸收塔吸收,使溴蒸气与吸收剂so2反应生成氢溴酸;最后用氯气将氢溴酸氧化得到溴单质。化学方程式:2nabr+cl22nacl+br2br2+so2+2h2o2hbr+h2so42hbr+cl2br2+2hcl【迁移应用3】bc随堂检测1.解析:因海水蒸馏时水变成水蒸气逸出,然后再冷凝得到淡水,海水中的离子并不会随水蒸气一同蒸出,因此海水可通过蒸馏得到淡水,a项正确;海水中由于含有许多盐类物质,密度要大于淡水,b项正确;雪是空气中的水蒸气遇冷形成的,因此融化的雪水中没有矿物质离子,而井水中溶有矿物质离子,c项正确;水的密度4 时最大,d项错误。答案:d2.解析:海水中的溴和氟元素均为常量元素,所以d项错误。答案:d3.解析:fe3+和i2的氧化性都不如br2的强,c项、d项不正确;酸性kmno4溶液能氧化br-,但不适合工业生产用,kmno4价格比较贵。答案:b4.解析:由于还原性i-强于br-,因此通入的氯气首先与i-反应,然后再与br-反应,因氯气足量,并且溴、碘单质易挥发或升华,所以最终得到kcl。答案:d5.解析:要从海水中得到无水mgcl2,首先要加熟石灰得到mg(oh)2沉淀,然后过滤,再将沉淀加盐酸溶解,得到mgcl2溶液,然后对溶液浓缩结晶,再对晶体脱水干燥即可。答案:d6.解析:海水淡化的主要方法有蒸馏法、电渗析法、离子交换法,但历史最久、技术和工艺较完善的方法是蒸馏法。答案:a7.解析:从海带中提取碘经历以下步骤:海带的灼烧,海带灰的溶解、过滤,海带中i-的氧化,i2的萃取分液。答案:b8.解析:海带中提取碘需将i-氧化为i2,a项正确;往淡水中加入nacl等配成人造海水,可用于海产品的长途运输,b项正确;赤潮是富营养化造成的,c项正确;硼(b)不是金属,d项错误。答案:d9.解析:从海水中提取镁和钾,需把镁、钾元素还原;从海水中提取溴,需把br-氧化;从海水中提取氯化钠,只需蒸发、结晶、过滤即可。答案:b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第1课时煤、石油和天然气的综合利用学习目标认识煤、石油和天然气等化石燃料的成分、综合利用的意义。自主学习1.从煤、石油和天然气中获得基本化工原料(1)煤是由和少量组成的复杂混合物,其组成以元素为主,还含有少量、等元素。(2)通过、和而获得洁净的燃料和多种化工原料,是目前实现煤的综合利用的主要途径。(3)煤干馏是指将煤加强热使之分解的过程,工业上也叫煤的焦化。煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应,从煤干馏产物中可获得重要的化工原料。(4)煤的气化是将煤转化为的过程,主要反应为。煤可以直接液化,使煤与作用生成液体燃料。煤的间接液化,先将煤转化为和,再在催化剂作用下合成甲醇等。(5)天然气是一种清洁的化石燃料,作为化工原料它主要用于和生产甲醇等。(6)石油主要是由多种组成的混合物。利用原油中各组分的不同进行分离的过程叫做分馏。石油分馏主要在分馏塔中进行,通过分馏后可以获得、等含碳原子数少的轻质油。通过催化裂化过程将裂化为汽油等,再进一步,可以获得很多重要的化工原料。乙烯、丙烯、甲烷等都是通过石油裂化和裂解得到的重要化工原料。(7)石油在加热和催化剂的作用下,可以通过结构的,使链状烃转化为环状烃(如苯或甲苯等)。2.以煤、石油和天然气为原料生产合成材料(1)我们熟悉的塑料、合成橡胶和合成纤维这三大合成材料,都主要是以、和为原料生产的。(2)在聚乙烯这种高分子化合物中,单体为,链节为。课内探究1.从煤、石油和天然气中获得基本化工原料(1)煤的综合利用。问题讨论:煤主要含有哪些元素?煤跟炭是一回事吗?根据煤的组成并联系实际生活,如何使煤变成清洁能源以及煤除了燃烧以外还能有什么用途?什么是煤的干馏?煤的干馏属于化学变化还是物理变化?有哪些主要产品?什么是煤的气化和液化?煤的气化属于化学变化还是物理变化?写出煤的气化涉及的主要反应的化学方程式。【迁移应用1】下列有关煤的说法中不正确的是()a.煤含有焦炭及苯、甲苯、二甲苯等有机物和焦炉气b.煤的干馏、煤的气化和煤的液化都是化学变化c.煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,煤经干馏可获得重要的化工原料d.煤主要含有碳元素,同时还含有少量的氢、硫、氧、氮等元素(2)天然气的综合利用。化石燃料。化工原料。(3)石油的综合利用。阅读课本第9697页石油炼制的相关内容,完成下表:石油的炼制方法分馏、裂化和裂解比较:分馏裂化裂解原理通过和把石油分成不同沸点范围的产物在一定条件下把相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃在高温下,把石油产物中的长链烃断裂为乙烯、丙烯等气态短链烃续表分馏裂化裂解主要原料原油石油分馏产品(包括石油气)目的产物获取各种含碳量不同的烃,如石油气、汽油、煤油、柴油、重油等提高等轻质油的产量和质量获取气态短链不饱和烃,如乙烯、丙烯等变化类型变化化学变化化学变化二者之间的关系裂解是深度裂化,但二者的目的不相同【迁移应用2】下列说法中错误的是()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c20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2.以煤、石油和天然气为原料生产合成材料阅读课本第9798页,回答以下几个问题:(1)什么是聚合反应?什么是加聚反应?(2)什么是单体?什么是链节?什么是聚合度?注意:加聚反应的特点有两个:一是双键断裂变单键,双键两端的碳连成长链;二是反应的单体和反应后的高分子中元素组成比例相同。【迁移应用3】塑料、合成橡胶和合成纤维这三大合成材料,都主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。下列有关说法中错误的是()a.天然气作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇b.煤可以直接液化,煤与氢气作用生成液体燃料c.乙烯、丙烯、甲烷等主要化工基本原料都可以由石油分馏得到d.聚乙烯塑料的主要成分聚乙烯是由乙烯通过聚合反应制得的随堂检测1.下列物质中属于纯净物的是()a.石油b.汽油c.乙醇d.煤2.工业上乙烯的最主要来源是()a.石油分馏b.煤的干馏c.石油的裂化和裂解d.天然气分解3.下列关于石油的说法不正确的是()a.所含基本元素是碳和氢,所以石油属于各种烃的混合物b.主要是烃类混合物,所以有固定的沸点c.主要是各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物d.石油分馏得到的汽油是混合物4.下列说法中正确的是()a.利用煤的加工手段,不可能从煤中获得燃料油b.煤的干馏属于化学变化c.煤高温干馏所得的焦炉气中含有一定量的芳香烃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5.下列有关煤、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.石油产品都可用于加成反应c.天然气是一种清洁的化石燃料d.煤就是炭,属于单质6.下列变化属于物理变化的是()a.煤的干馏b.石油的裂解c.从煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等d.煤的气化7.在石油工业中,将得到乙烯的方法是()a.裂化b.裂解c.干馏d.分馏8.为了减少大气污染,许多城市推广汽车使用清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类,一类是压缩天然气(cng),另一类是液化石油气(lpg)。这两类燃料的主要成分都是()a.碳氢化合物b.醇类c.氨气d.氢气9.关于聚乙烯的说法正确的是()a.聚乙烯是通过加聚反应生成的b.聚乙烯塑料具有固定的元素组成,因而有固定的熔沸点c.聚乙烯塑料袋因有毒,故不能装食品d.聚乙烯因性质稳定,故不易造成污染参考答案自主学习1.(1)有机物无机物碳氢氧氮硫(2)煤的干馏煤的气化液化(3)隔绝空气(4)可燃性气体c(s)+h2o(g)co(g)+h2(g)氢气一氧化碳氢气(5)合成氨(6)碳氢化合物沸点汽油煤油柴油重油裂解(7)重新调整2.(1)煤石油天然气(2)ch2ch2ch2ch2课内探究1.(1)煤的组成:煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,其组成以碳元素为主,还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。不止含有碳元素,所以煤不是炭。煤的综合利用:煤的干馏、煤的气化和煤的液化。煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,属于化学变化。在煤的干馏过程中,可以生成焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等。煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程,属于化学变化,化学方程式为c(s)+h2o(g)co(g)+h2(g)煤的液化:a.直接液化:煤与氢气生成液体燃料;b.间接液化:煤转化为co和h2再转化为甲醇(3)【迁移应用1】a加热冷凝重油汽油物理【迁移应用2】d2.(1)由低分子(相对分子质量小)生成高分子(相对分子质量巨大)的反应叫聚合反应。由小分子通过加成反应生成高分子化合物的聚合反应叫加成聚合反应,简称加聚反应。(2)单体:合成高分子化合物的小分子。如聚乙烯的单体为乙烯。链节:在有机高分子化合物中,重复的结构单元称为链节,如聚乙烯的链节为ch2ch2。聚合度:链节的重复次数n称为聚合度。【迁移应用3】c随堂检测1.解析:石油是多种碳氢化合物组成的混合物;汽油主要是含c5c11的烃的混合物;煤是由有机物和少量无机物组成的混合物。答案:c2.解析:能产生乙烯的是b项和c项,在煤的干馏中,焦炉气中含有一定量的乙烯,但产量并不高,所以最主要来源是重油的裂解。答案:c3.解析:石油是由各种烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物,主要成分是烃,没有固定的熔沸点,石油分馏所得的每一种馏分仍是混合物,故b项不正确。答案:b4.解析:煤的直接液化是在高温、催化剂的条件下与h2反应,可获得燃料油,a项错误;煤干馏时发生了分解反应,是化学变化,b项正确;煤高温干馏的产物主要是焦炭,同时得到焦炉气、煤焦油、粗氨水、粗苯等,焦炉气的主要成分是h2和ch4等气体,芳香烃主要存在于煤焦油和粗苯中,c项错误;煤中不存在苯及其同系物,苯及其同系物存在于煤干馏得到的煤焦油和粗苯中,d项错误。答案:b5.解析:石油裂解得到多种烃的混合物;石油产品中的烷烃不能发生加成反应;天然气是一种清洁的化石燃料;煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物,主要元素是碳,还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素。答案:c6.解析:干馏、裂解、煤的气化都是化学变化;煤焦油中含有苯、甲苯和二甲苯等,从煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等是采取分馏的方法,是物理变化。答案:c7.解析:石油工业中制取气态不饱和烃,应采取比裂化更高温度的裂解才可以实现。答案:b8.解析:天然气的主要成分是甲烷,是碳氢化合物;液化石油气的主要成分是低沸点的烃,也是碳氢化合物。答案:a9.解析:nch2ch2ch2ch2属加聚反应,a项正确;因n值不确定,聚乙烯为混合物,无固定的熔沸点,b项错误;聚乙烯性质稳定,不会产生有害物质,可以盛装食品,但因不易降解而造成“白色污染”,故c、d项均错误。答案:a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第2课时环境保护与绿色化学学习目标1.了解当今存在的主要环境问题和一些环境保护的知识。2.通过学习养成环境保护意识和绿色化学思想。3.培养多角度、全方位分析、思考问题,综合运用知识解决问题的能力。自主学习1.环境问题主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的。2.当今化学工作者面临的重要任务是对环境情况的监测、寻找源头治理环境污染的生产工艺等。3.除了自然因素外,大气污染物主要来自燃烧和工业生产过程产生的及其携带的;工业生产中的废水(废液)往往含有复杂的成分,任意排放会导致、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及两个重要目的。4.绿色化学的核心就是利用化学原理从上减少或消除工业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则,最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的,这时原子利用率为。课内探究1.环境问题问题:什么是环境问题?你了解的环境污染源有哪些?2.环境保护“三废”对环境造成的污染及治理问题:废气、废水、废渣是如何对环境造成污染的?具体表现有哪些?化学在“三废”治理方面有哪些措施?(1)大气污染物及治理【思考交流1】硫氧化物(sox)和氮氧化物(nox)是形成酸雨的主要元凶,工业上常利用一些廉价易得的化学物质与其反应加以控制、消除或回收利用。请举例说明这些方法的原理和类型。【迁移应用1】自然界“酸雨”形成的原因主要是()a.未经处理的工业废水的任意排放b.大气中二氧化碳含量增多c.工业上大量燃烧含硫的燃料和金属矿石的冶炼d.汽车排放的尾气和燃料不完全燃烧产生的气体so2主要来自于硫酸工厂废气和含硫矿物的燃烧。a.若用na2so3溶液来吸收工厂的so2尾气,加热吸收液可获得高浓度的so2,变废为宝。你能写出主要的化学方程式吗?b.为除去燃料中的硫,可采用如下图脱硫工艺。你能写出主要的化学方程式吗?(2)废水及治理【思考交流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。【迁移应用2】环境污染已成为人类社会面临的重大威胁,各种污染数不胜数。下列名词与环境污染无关的是()温室效应赤潮酸雨光化学污染臭氧空洞潮汐大脖子病水体富营养化a.b.c.d.(3)废渣等固体废弃物及治理【思考交流3】结合实例,分析和说明在化学实验中如何防止可能造成的室内和室外环境的污染。【迁移应用3】下列对于废弃塑料制品的处理方法中,最为恰当的是()a.切成碎片,混在垃圾中填埋于土壤中b.焚烧c.倾倒在海洋中d.用化学方法加工成防水涂料或汽油3.绿色化学【迁移应用4】关于“绿色化学”的特点的概述错误的是()a.采用无毒、无害的原料,生产有利于环保、人体健康和安全的产品b.在无毒、无害的条件下反应,减少废物向环境排放c.充分利用能源、资源,提高原子利用率,使原料的原子都成为产品d.尽可能利用天然植物作为原料进行化工生产,产出绿色产品随堂检测1.为打造“绿色家园”,某校同学提出下列建议:开发新清洁能源,减少化石燃料的燃烧,开发生产无汞电池,分类回收垃圾,提倡使用一次性发泡塑料餐具和塑料袋,提倡使用手帕,减少餐巾纸的使用,推广使用无磷洗涤剂,控制化肥和农药的过量使用。你认为可以采纳的是()a.b.c.d.2.下列关于“化学与健康”的说法不正确的是()a.服用铬含量超标的药用胶囊会对人体健康造成危害b.食用一定量的油脂能促进人体对某些维生素的吸收c.“血液透析”利用了胶体的性质d.光化学烟雾不会引起呼吸道疾病3.化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是()a.改进汽车尾气净化技术,减少大气污染物的排放b.开发利用可再生能源,减少化石燃料的使用c.研发可降解高分子材料,减少“白色污染”d.过度开采矿物资源,促进地方经济发展4.从防止污染、减少用酸量的角度分析,下列利用金属铜制取cu(no3)2的方法中最理想的是()a.cucu(no3)2b.cucu(no3)2c.cucuocu(no3)2d.cucuso4cu(no3)25.下列化学反应类型中,最可能体现“绿色化学”理念的是()a.置换反应b.分解反应c.化合反应d.复分解反应6.请你运用所学的化学知识判断,下列有关的叙述错误的是()a.利用太阳能等清洁能源代替化石燃料,有利于节约资源,保护环境b.凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害,不可食用c.为防止电池中的重金属等污染土壤和水体,应积极开发废电池的综合利用技术d.正常雨水的ph为5.6,主要是因为溶解了co27.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,以合理的方式对废物进行处理并循环使用。下列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.电镀废液经中和后直接排放8.化学与环境密切相关,下列有关说法正确的是()a.co2属于大气污染物b.酸雨是ph小于7的雨水c.co2、no2或so2都会导致酸雨的形成d.大气中co2含量的增加会导致温室效应加剧9.当前,全世界都在倡导“绿色化学”,下列成语表达的意义与“绿色化学”和环境污染的关系最不相符的是()a.防微杜渐b.未雨绸缪c.防患未然d.亡羊补牢参考答案自主学习1.生态环境环境污染2.三废的治理3.化石燃料废气颗粒物土壤水源减少环境污染资源回收利用4.源头最终产物100%课内探究1.环境问题是指由于人类不合理开发和利用自然资源而造成对生态环境破坏,以及工农业和人类生活造成的环境污染。污染源:大气污染物、废水、废渣等。2.略(1)【思考交流1】酸雨:酸雨是指ph5.6的酸性降水,其主要成分是硫酸和硝酸。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(sox)和氮氧化物(nox)造成的。二氧化硫形成硫酸型酸雨,涉及的化学方程式可能表示为2so2+o22so3、so3+h2oh2so4或so2+h2oh2so3、2h2so3+o22h2so4。治理:近年来为防治硫酸型酸雨,主要采取燃料脱硫、炉内脱硫和烟囱排气除硫措施,用caco3、cao、ca(oh)2、氨水等吸收脱硫cao(s)+so2(g)caso3(s)2caso3(s)+o2(g)2caso4(s)so2+2nh3h2o(nh4)2so3+h2o【迁移应用1】ca.so2+h2o+na2so32nahso32nahso3so2+h2o+na2so3b.cao+so2caso32caso3+o22caso4(2)【思考交流2】工业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的水体和水源污染。例如,含有大量氮、磷、钾的水排向湖泊、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水华、赤潮等严重污染问题。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,多聚磷酸盐容易水解为磷酸盐,成为引起水体富营养化的污染物。农村污水主要是生活污水,浓度低、分布广,一般不含重金属和有毒有害物质,可生化性强,多数未处理,易造成水体富营养化。城市污水分生活污水和工业污水。城市生活污水与农村污水无太大的差别,多数城市生活污水经处理,做有机肥料。城市工业污水往往含有重金属和有毒、有害物质,且排放量大,危害严重,必须处理达标后方可排放,较好的做法是处理达标后循环利用。【迁移应用2】b(3)【思考交流3】像so2、so3以及氮氧化物、甲醛等有毒气体,对人类环境产生的污染,通过在化学实验中增加尾气处理装置,将有毒、有污染物质转化为无污染的物质,从而消除这些物质对环境的污染。【迁移应用3】d【迁移应用4】d随堂检测1.解析:开发新清洁能源,减少化石燃料的燃烧,这样既可以减少对不可再生能源的开采,又会减少对环境的污染,做法正确;开发生产无汞电池,减少对环境的重金属污染,做法正确;分类回收垃圾,可以对垃圾回收利用,做法正确;如果大量使用一次性发泡塑料餐具和塑料袋会造成白色污染问题,做法不妥;提倡使用手帕,减少餐巾纸的使用,可以节约部分纸张,这样就会减少造纸厂对环境的污染问题,做法正确;推广使用无磷洗涤剂,可以防止磷污染水体,做法正确;农业上大量使用杀虫剂、杀菌剂等农药容易造成环境污染,过量使用化肥易造成水体富营养化,所以我们要控制化肥和农药的过量使用,做法正确。答案:c2.解析:本题考查化学与生活,意在考查学生对化学基本常识的认识与应用。铬属于重金属元素,会危害身体健康,a项正确;油脂能溶解一些脂溶性维生素,因此食用一定量的油脂能促进人体对脂溶性维生素的吸收,b项正确;血液透析是利用半透膜原理,将血液内各种有害以及多余的代谢废物和过多的电解质移出体外,达到净化血液的目的,c项正确;光化学烟雾是大气中的氮氧化物与碳氢化合物经过紫外线照射发生反应形成的,光化学烟雾的成分非常复杂,具有强氧化性,刺激人的眼睛和呼吸道黏膜,伤害植物叶子,加速橡胶老化,并使大气能见度降低,d项错误。答案:d3.解析:可持续发展是一种注重长远发展的经济模式,充分、合理利用资源,减少污染等方面都是可持续发展的内容。过度开采矿物资源,促进地方经济发展,会使资源大量消耗,是只顾眼前不顾将来的做法,不符合社会可持续发展理念,故d项错误。答案:d4.解析:a、b、d项中都产生了有毒气体,污染环境,同时消耗的酸较多,c项中用化学方程式可表示为:2cu+o22cuo,cuo+2hno3cu(no3)2+h2o,从过程可以看出不会产生有毒气体,环保且没有多消耗原料,故c项正确。答案:c5.解析:通过化合反应的概念看出反应物的各种原子都转化到产物里,没有损失,这个反应符合绿色化学工艺;而由分解反应、置换反应、复分解反应的定义看出反应物的各种原子没有都转化到产物里,还能生成其他物质,反应物有损失,这些反应不符合绿色化学工艺。答案:c6.解析:太阳能等清洁能源代替化石燃料,有利于减少污染物的排放,节约资源、保护环境,a项正确;合理使用食品添加剂,对丰富食品生产和促进人体健康有好处,可以食用,但不能过量,b项错误;电池中的重金属离子会带来污染,为防止电池中的重金属离子污染土壤和水源,应积极开发废电池的综合利用技术,c项正确;正常雨水的ph为5.6,是因为溶解了二氧化碳气体,d项正确。答案:b7.解析:对煤进行脱硫处理,目的是减少so2的污染;将煤转化为水煤气,也称煤的气化,可以提高煤的燃烧效率,减少因不完全燃烧而产生的co污染;回收并合理处理聚乙烯塑料废物,可减少白色污染,变废为宝;电镀液往往含重金属离子或cn-等,必须进行处理后方可排放,仅中和是不可排放的。答案:d8.解析:co2是大气的组成成分,不属于大气污染物,a项错误;酸雨是指ph小于5.6的雨水,b项错误;co2不会形成酸雨,no2或so2都会导致酸雨的形成,c项错误;co2是温室气体,其含量的增加会导致温室效应加剧,d项正确。答案:d9.解析:“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应,从源头上减