【步步高】（广西专用）2014届高考化学一轮复习 第七章 资源综合利用　环境保护学案

1 学案学案 3434 资源综合利用资源综合利用 环境保护环境保护 考纲要求 1 了解煤 石油 天然气等综合利用的意义 2 了解能源是人类生存和社 会发展的重要基础 3 了解化学在解决能源危机中的重要作用 树立绿色化学的观念 知识点一 煤 石油 天然气的综合利用 1 煤的综合利用 煤是由 和少量 组成的 主要含有 元素 还含有少量 等元素 1 煤的干馏 原理 把煤 使其分解的过程 煤的干馏是一个复杂的 变化过程 煤的干馏产物 a b c d 2 煤的气化 将煤中的 转化为 的过程 目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤气 化学方程式为 3 煤的液化 液化 煤 氢气液体燃料 催化剂 高温 高压 液化 煤 水水煤气甲醇等 高温 催化剂 高温 问题思考 1 水煤气的成分与液化石油气有何区别 2 天然气的综合利用 1 天然气的主要成分是 它是一种 的化石燃料 更是一种重要的化 工原料 2 天然气与水蒸气反应制取 H2 原理 3 石油的综合利用 1 石油的成分 石油主要是由多种 组成的混合物 所含元素以 为主 还有少量 N S P O 等 2 石油的分馏 利用 中各组分 不同 将复杂的混合物分离成较简单和更有用的 的过程叫做分馏 分馏是 过程 其主要目的是得到 等轻质油 3 石油的裂化 条件 催化剂催化 高温 过程 含碳原子较多 沸点较高的烃断裂为 的烃 裂化是 过程 主要目的 将 转化为 2 4 石油的裂解 定义 石油在更高的 下发生深度裂化 石油中的烃分子断裂成以乙烯 丙烯 为主的 生产目的 生产 丙烯 甲烷等重要 问题思考 2 煤加工和石油的炼制过程中哪些是化学变化 哪些是物理变化 3 为什么裂化汽油不能用于从溴水中萃取溴 4 三大合成材料 1 三大合成材料是指 2 聚合反应 合成聚乙烯的化学方程式 单体为 链节为 聚合度为 知识点二 环境保护与绿色化学 1 环境问题 环境问题主要是指由于人类不合理地 而造成的 以及 和 所造成的环境污染 三废 的污染主要指 1 大气污染 大气污染物主要来自 和 产生的废气及其携带的 2 水污染 工业废水 农田过度施肥 喷洒农药都会对水源造成污染 3 固体废弃物污染 如白色污染 当今环境污染存在以下几方面问题 酸雨 形成原因主要是 和 光化学烟雾 主要是 碳氢化合物造成的 臭氧空洞 主要是氮氧化合物 等的排放引起的 温室效应 主要是由于大气中 CO2含量的不断增加造成的 白色污染 塑料的大量使用 赤潮 含 洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放 2 环境保护的措施 1 工业废气携带颗粒物的回收利用 2 工业 生活污水经处理达标后排放 限制使用 洗涤剂 3 回收 限制废弃塑料 研制 塑料 3 绿色化学 1 原子经济 原子经济要求反应物的原子 原子的利用率达到 也就是说在化学反应中不产生任何废物 原子的利用率 100 期望产物的总质量 生成物的总质量 2 绿色化学 绿色化学的核心就是利用化学原理从 对环境的污染 4 可持续发展 3 可持续发展是指 发展 需要 和环境保护协调发展 可持续发展的要点是发展援助 环境保 护 清洁水源 能源开发 绿色贸易 5 可持续发展 环境保护与绿色化学三者的关系 环境保护是可持续发展的一个重要方面 绿色化学能从根本上为环境保护和可持续发展 提供一步到位 一劳永逸的技术支持 一 石油炼制方法的比较 1 石油的分馏 裂化 裂解的比较 2 直馏汽油和裂化汽油的区别 获得方法主要化学成分鉴别方法 直馏汽油 一般是 C5 C11的烷烃及少量的芳香烃等 性质稳 定 裂化汽油含有 C5 C11的烷烃和烯烃 性质活泼 典例导悟 1 如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探索的课题 将石油分 馏得到的重油进行裂化可以获得更多的轻质燃油 资料一 石蜡是含有 20 30 个碳原子的烷烃的混合物 常温下呈固态 4 资料二 石油催化裂化中通常使用 Al2O3作催化剂 某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化 装置如图 实验过程中可观察到烧 瓶 中固体石蜡先熔化 试管 中有少量液体凝结 试管 中酸性高锰酸钾溶液褪色 实验 后闻试管 中液体气味 具有汽油的气味 1 该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为 为保证实验成功 实验前必须进行的操作是 装置中 较长导管的作用是 2 试管 中溶液褪色说明了 3 能否用试管 中的液体萃取溴水中的溴 理由是 4 写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式 5 石油裂化的重要意义是 变式演练 1 近期我国冀东渤海湾发现储量达 10 亿吨的大型油田 下列关于石油的说 法正确的是 A 石油属于可再生矿物能源 B 石油主要含有碳 氢两种元素 C 石油的裂化是物理变化 D 石油分馏的各馏分均是纯净物 二 环境保护与绿色化学 关于 绿色化学 的具体要求见下图 典例导悟 2 雾霾天气是困扰广州亚运会实现 绿色亚运 目标的一大障碍 为此 广州市政府于 2009 年 12 月 10 日发布了 2010 年第 16 届广州亚运会空气质量保障方案的 通知 以切实保障亚运会期间有一个优质的空气环境 下列措施不可能改善空气质量的是 A 在大型燃煤锅炉上安装低氮燃烧器 采用烟气脱硝技术 B 加强道路扬尘污染控制 强化路面保洁 洒水防尘 C 在炼油厂 钢铁厂 发电厂等 推广和使用脱硫技术 降低硫氧化物的排放 D 增加汽油 柴油等能源的供应量 提倡以汽车代步的现代消费与生活理念 听课记录 5 变式演练 2 2011 南昌模拟 化学与生活 社会密切相关 下列说法不正确的是 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 提倡人们购物时不用塑料袋 是为了防止白色污染 1 判断正误 1 煤的干馏和石油的分馏均属化学变化 2011 山东理综 9A 2 风力发电 让能源更清洁 2011 重庆理综 6A 3 环保涂料 让环境更宜居 2011 重庆理综 6D 4 用 Na2S 去除废水中的 Hg2 Hg2 S2 HgS 2011 北京理综 9A 5 用催化法处理汽车尾气中的 CO 和 NO CO NOC NO2 催化剂 2011 北京理综 9B 6 煤油可由石油分馏获得 可用作燃料和保存少量金属钠 2010 山东理综 12C 7 石油干馏可得到汽油 煤油等 2010 福建理综 6B 2 2011 福建理综 6 下列关于化学与生产 生活的认识不正确的是 A CO2 CH4 N2等均是造成温室效应的气体 B 使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一 C 节能减排符合低碳经济的要求 D 合理开发利用可燃冰 固态甲烷水合物 有助于缓解能源紧缺 3 2010 江苏 1 化学与能源开发 环境保护 资源利用等密切相关 下列说法正确 的是 A 为提高农作物的产量和质量 应大量使用化肥和农药 B 绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理 C 实现化石燃料清洁利用 就无需开发新能源 D 垃圾是放错地方的资源 应分类回收利用 4 2010 四川理综 6 节能减排对发展经济 保护环境有重要意义 下列措施不能减 少二氧化碳排放的是 A 利用太阳能制氢 B 关停小火电企业 C 举行 地球一小时 熄灯活动 D 推广使用煤液化技术 题组一 煤 石油 天然气的综合利用 6 1 2011 济南模拟 根据下图所示把煤隔绝空气加强热 下列叙述错误的是 A 煤发生了化学变化 B 液体 X 的 pH 7 Y 是一种黑色黏稠状液体 C 气体 Z 易燃 可还原 CuO 也可使溴水褪色 D 横玻璃管中产生浓的白烟 2 已知天然气的主要成分 CH4是一种会产生温室效应的气体 等物质的量的 CH4和 CO2产生的温室效应 前者大 下面是有关天然气的几种叙述 其中正确的是 天然气与煤 柴油相比是较清洁的能源 等质量的 CH4和 CO2产生的温室效应也是 前者大 燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一 CH4作为化工原料可用于合成氨 生产 甲醇 A B C D 3 下列关于石油的说法不正确的是 A 石油主要含 C H 两种元素 B 石油主要是由各种烷烃 环烷烃和芳香烃所组成的混合物 C 石油有固定的熔点 D 石油分馏得到的汽油是混合物 4 用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的试剂是 A 乙醚 B 溴水 C NaOH 溶液 D 盐酸 5 丁烷催化裂化 其碳链按两种方式断裂 生成两种烷烃和两种烯烃 若丁烷的裂解 率为 90 且裂解后两种烯烃的质量相等 则裂解后得到的相对分子质量最小的气态烃在混 合气体中的体积分数为 A 11 B 19 C 40 D 50 6 2011 杭州质检 用石油和煤可以得到有机化工生产中需要的众多原料 例如由石 油得到的乙烯和煤得到的苯制聚苯乙烯 生产过程如下 下列说法不正确的是 A 通过裂解可以从石油中获得更多的乙烯 B 把煤干馏不能直接得到苯的纯净物 C 制聚苯乙烯的反应 为加成反应 为消去反应 D 反应 的原子利用率都达到了 100 7 已知碳原子数 3 的烷烃均可裂化为碳原子数更少的一种烷烃和一种烯烃 含有 5 个碳原子的烷烃催化裂化可生成的烯烃最多有 A 4 种 B 5 种 C 3 种 D 2 种 7 8 有人设计了一套实验 分馏原油的五个步骤 将蒸馏烧瓶固定在铁架台上 在蒸馏烧瓶上塞好带温度计的橡皮塞 连接好冷凝管 把冷凝管固定在铁架台上 将冷凝管进水口的橡皮管的另一端和水龙 头连结 将和出水口相接的橡皮管的另一端放在水槽中 把酒精灯放在铁架台上 根据酒精灯高度确定铁圈的高度 放好石棉网 向蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片 再用漏斗向烧瓶中加入原油 塞好带温度计的橡皮塞 把连接器连接在冷凝器的末端 并伸入接收装置 如锥形瓶中 检查气密性 利用给固定装置微热的方法 请完成以下题目 1 上述实验正确的操作顺序是 填序号 2 所用的主要仪器有 3 冷凝管里水流的方向与蒸汽的流向 填 相同 或 相反 4 温度计的水银球应放在 位置 以测量 的温度 5 蒸馏烧瓶中放几片碎瓷片的目的是 题组二 环境保护和绿色化学 9 下列方法不会对环境造成污染的是 A 继续使用氯氟代烷作空调制冷剂 B 用焚烧的方法来处理白色垃圾 C 用煤代替日渐短缺的石油作燃料 D 用氢氧燃料电池来驱动汽车 10 2011 唐山模拟 下列叙述正确的是 CO2的大量排放会加剧温室效应 正常雨水的 pH 为 5 6 主要是因为溶解了 SO2 利用太阳能 风能和氢能替代化石能源可以改善空气的质量 含磷合成洗涤剂易于被细 菌分解 不会导致水体污染 为防止电池中的重金属离子污染土壤和水源 废电池要集中 处理 A B C D 题号 1234567910 答案 11 已知煤的部分结构模型如图所示 1 从煤的结构模型来看 煤是工业上获得 烃的重要来源 2 我国大约 70 的煤是直接用于燃烧的 从煤的结构模型来看 在提供热量的同时产 生大量的 等气体物质 造成严重的大气污染 3 型煤 技术不仅可以减少 87 的废气排放量 烟尘排放量也可减少 80 致癌物苯 并 a 芘的排放量也减少 同时节煤 20 30 型煤 技术的原理是利用固硫剂在燃烧过 程中生成稳定的硫酸盐 下列物质中适宜于作固硫剂的是 填字母 A 氯化钙 B 氧化钙 C 硫酸钙 D 氢氧化钙 4 某 型煤 生产厂利用石灰石作固硫剂 试用化学方程式表示其 固硫 过程 5 除上述的 型煤 技术外 为了解决煤燃烧所造成的污染问题和提高煤的利用价值 8 煤资源的综合利用方法还有 等 题组三 实验探究 12 某些废旧塑料可采用下列方法处理 将废塑料隔绝空气加强热 使其变成有用的物 质 实验装置如图 加热聚丙烯 废塑料得到的产物如下表 产物氢气甲烷乙烯丙烯苯甲苯碳 质量分数 1224121620106 1 试管 A 中残留物有多种用途 如下列转化就可制取高聚物聚乙烯 A 中残留物CaC2HC CH乙烯聚乙烯 写出反应 的化学方程式 不必注明反应条件 2 试管 B 收集到的产品中 能使酸性高锰酸钾溶液褪色的物质 其一氯代物有 种 3 锥形瓶 C 中观察到的现象是 经溴水充分吸收 经干燥后剩余气体的平均相对分子质量为 4 产物中的苯和甲苯也是煤干馏的产物 若在煤焦油中获取苯或甲苯可用 方 法 5 写出 C 中逸出的气体在工业上的两种用途 学案学案 3434 资源综合利用资源综合利用 环境保护环境保护 课前准备区 知识点一 1 有机物 无机物 复杂混合物 碳 氢 氧 氮 硫 1 隔绝空气加强热 物理 化学 a 焦炉气 b 煤焦油 c 焦炭 d 粗氨水 2 有机物 可燃性气体 C H2O g CO H2 高温 3 直接 间接 2 1 甲烷 清洁 2 CH4 H2OCO 3H2 高温 催化剂 3 1 碳氢化合物 碳 氢 2 原油 沸点 混合物 物理变化 汽油 煤油 柴油 3 含碳原子较少 沸点较低 化学变化 重油 轻质油 4 温度 短链烃 乙烯 化工基本原料 9 4 1 塑料 合成橡胶和合成纤维 2 nCH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CH2 n 引发剂 知识点二 1 开发和利用自然资源 生态环境破坏 工农业生产 人类生活 1 化石燃料燃烧 工业生产过程 颗粒物 2 生活污水 3 SO2 氮氧化合物 氮氧化合物 氟氯代烃 聚乙烯 磷 2 2 含氮 磷 3 可降解 3 1 全部转化为期望的最终产物 100 2 源头上减少和消除工业生产 4 既满足现代人的需求又不损害后代人满足其需求的能力的 经济 社会 资源 问题思考 1 水煤气是碳在高温下和水蒸气反应制得 其成分是 CO 和 H2 而液化石油 气是含碳原子数较少的烃 主要是丙烷 2 煤的干馏和石油的裂化 裂解都是化学变化 石油的分馏为物理变化 3 直馏汽油与裂化汽油的成分不同 直馏汽油是由石油直接分馏得到 其中不含有烯 烃 而裂化汽油是通过裂化得到 其中含有烯烃 因此直馏汽油可作萃取剂 裂化汽油不能 作萃取剂 课堂活动区 一 1 分馏石油炼 制的方法常压减压 催化裂化石油的裂解 原理 用蒸发冷凝的方法把石油分成不同沸 点范围的蒸馏产物 在催化剂存在的 条件下 把相对 分子质量大 沸 点高的烃断裂为 相对分子质量小 沸点低的烃 在高温下 把石 油产品中具有长 链分子的烃断裂 为各种短链的气 态烃或液态烃 主要原料原油重油重油 含直链烷烃的石 油分馏产品 含石 油气 主要产品 溶剂油 汽油 煤油 柴油 重油 润滑油 凡士林 石蜡 沥青 煤焦油 抗震性能好的汽 油和甲烷 乙烷 丙烷 丁烷 乙 烯 丙烯等 乙烯 丙烯 1 3 丁二烯等 2 获得方法主要化学成分鉴别方法 直馏 汽油 原油直接分馏 物理变化 一般是 C5 C11的烷烃及 少量的芳香烃等 性质稳 定 裂化 汽油 重油裂化 化学变化 含有 C5 C11的烷烃和烯 烃 性质活泼 能使溴的四氯化碳溶液褪 色的是裂化汽油 典例导悟 1 1 从下往上 从左往右 检验装置的气密性 导气 冷凝气体 2 裂化生成了碳原子数小于 5 的烯烃 3 不能 因为裂化产物中有烯烃 易与溴发生加成反应 10 4 C20H42C10H22 C10H20 Al2O3 5 可提高石油产品中轻质燃油特别是汽油的产量和质量 解析 仪器连接的顺序应遵循从下往上 从左往右的原则 装入药品之前要检验装置 的气密性 依据石油分馏工业的分馏塔原理 设置了长导管 其作用除导气外 兼起冷凝气 体的作用 依据催化裂化原理 下列反应皆有可能发生 a C20H42C10H20 C10H22 Al2O3 b C10H22C5H12 C5H10 Al2O3 c C5H12C2H4 C3H8 Al2O3 d C5H12CH4 C4H8 试管 中 KMnO4酸性溶液褪色说明生成了常温常压下呈气态的 5 个碳原子以下的烯烃 由于裂化产物中有烯烃生成 易与溴发生加成反应 所以不能用来萃取卤素单质 从以上变 化可以看出 石油裂化的主要目的是为了获得更多的轻质燃油 特别是汽油的产量和质量 2 D 影响空气质量且造成雾霾天气的主要污染物为氮 硫氧化物 可吸入颗粒物 挥发性有机物等 A 项措施可降低氮氧化物的排放 B 项措施可降低空气中固体漂浮物的含 量 C 项 可降低空气中硫氧化物的含量 D 项 增加了化石燃料的消耗量 造成碳氧化物 的大量排放 会引发温室效应等 变式演练 1 B 石油 煤均属于化石燃料 是不可再生矿物资源 故 A 错误 石油的裂化是把 长链烃变为短链烃 是化学变化 故 C 错误 石油分馏是利用各类烃的沸点不同 将石油分 为不同的馏分 但是每种馏分是由沸点接近的烃组成 属于混合物 故 D 错误 2 B B 项中食品添加剂只要在国家规定允许范围内使用 合理使用对人体是无害的 例如味精等 其余几项都正确 课后练习区 高考集训 1 1 2 3 4 5 6 7 解析 石油的分馏应区别于煤的干馏 两者是本质不同的两个概念 2 A 造成温室效应的气体包含 CO2和 CH4 但不包含 N2 3 D 化肥和农药虽然能提高农作物的产量和质量 但会污染环境 影响人体健康 不能大量使用 A 错误 绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除对环境的污染 B 错误 化石燃料属于不可再生能源 故仍需开发新能源缓解能源缺乏的问题 C 错误 垃 圾可分类回收利用 节约能源 D 正确 4 D 化石燃料的使用必然带来大量 CO2气体的排放 煤液化技术尽管在一定程度上 使煤变得稍清洁 使 SO2等的排放量减少和热量的利用率有较大提高 但不能减少 CO2气体 的排放 考点集训 1 D 煤的干馏是化学变化 A 正确 煤的干馏产物 X 是粗氨水 显碱性 pH 7 Y 是煤焦油 所以是黑色粘稠状液体 B 正确 气体 Z 是焦炉气 其成分为 CH4 H2 CO C2H4 它是易燃气体 而且 CO H2均有还原性 能还原 CuO C2H4可与溴水发 生加成反应而使溴水褪色 所以 C 正确 把煤隔绝空气加强热产生大量棕黄色烟而不会有浓 的白烟生成 所以 D 错 2 B 天然气与煤 柴油比较 氢的质量分数高 氢燃烧无污染 是相对清洁的能 源 CH4的摩尔质量为 16 g mol 1较小 则等质量时 n CH4 n CO2 则 CH4的温室效 应大于 CO2 天然气燃烧不产生硫 氮的氧化物 故不是酸雨形成的原因 由 CH4的用途 知 正确 3 C 石油是由各种烷烃 环烷烃 和芳香烃所组成的混合物 混合物没有固定的熔 沸点 石油分馏所得馏分为混合物 4 B 直馏汽油主要成分为饱和烃 而裂化汽油含有不饱