化学必修2第四章第二节

1、 第四章化学与自然资源开发利用第四章化学与自然资源开发利用 资源综合利用、环境保护 文县一中 2011年 1、煤的组成及其综合利用、煤的组成及其综合利用 一、煤、石油和天然气的综合利用一、煤、石油和天然气的综合利用 无机物无机物 有机物有机物 C 元素元素大量大量 H 、N、S、O 等元素等元素少量少量 污染环境污染环境 CO NO SO2 烟尘烟尘 煤的组成煤的组成 将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，将煤隔绝空气加强热使其分解的过程， 叫做叫做煤的干馏（工业称煤的干馏（工业称煤的焦化煤的焦化） 煤干馏的产物有哪些？ 煤综合利用的主要途径： 煤的干馏、煤的气化和液化 获得洁净的燃料和多种化工原

2、料 煤焦油 出炉煤气 煤干馏的主要产品和用途 在一定条件下把煤转化为可燃性气体的过程 煤的气化煤的气化 煤的液化煤的液化 直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料 间接液化：先转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用 下合成甲醇 2、天然气的组成及其综合利用 天然气主要成分是甲烷。 天然气是一种清洁的化石燃料。 作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇 目前研究课题： 以甲烷为原料，通过化学变化形成含有两个或多个 碳原子的其他有机化合物 多种多种碳氢化合物碳氢化合物组成的组成的混合物混合物 按元素来看：碳、氢含量为按元素来看：碳、氢含量为97%98% 按物质来看：烷烃、环烷烃、芳香烃按物质来看：烷烃、环烷烃

3、、芳香烃 的混合物的混合物 石油的成分石油的成分 过程过程原理原理原料原料产品及用途产品及用途 脱水脱水 脱盐脱盐 分馏分馏 裂化裂化 催化裂化催化裂化 裂解裂解 除去原油中的盐和水，减少对设除去原油中的盐和水，减少对设 备的腐蚀。备的腐蚀。 利用加热和冷凝，把石油分成利用加热和冷凝，把石油分成 不同沸点范围的产物。不同沸点范围的产物。 石油气，汽油，煤油，石油气，汽油，煤油， 柴油，石蜡油、润滑柴油，石蜡油、润滑 油、重油。油、重油。 轻质液体燃料轻质液体燃料 （裂化汽油）（裂化汽油） 在一定条件下加热，把相对分子质量在一定条件下加热，把相对分子质量 大、沸点高的烃断裂为相对分子质量大、沸点

4、高的烃断裂为相对分子质量 较小、沸点较低的烃。较小、沸点较低的烃。 轻质液体燃料轻质液体燃料 （裂化汽油）（裂化汽油） 在一定条件下使用催化剂并加热，把在一定条件下使用催化剂并加热，把 相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量大、沸点高的烃断裂为 相对分子质量较小、沸点较低的烃。相对分子质量较小、沸点较低的烃。 采用比裂化更高的温度，使其中采用比裂化更高的温度，使其中 的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小 分子分子 乙烯、丙烯、丁乙烯、丙烯、丁 二烯等（有机化二烯等（有机化 工的原料）工的原料） 重油重油 原油原油 原油原油 重油重油 直链烷烃直链烷烃 石油气石油气 石

5、油炼制 1634818816 81841048 4102426 410436 C H +C H C HC HC H C HC H +C H C H C H CHC H 催化剂 加热、加压 催化剂 加热、加压 催化剂 加热、加压 催化剂 加热、加压 重油经裂化、裂解可获得很多化工原料 在加热和催化剂作用下，石油可通过结构的重新调整， 使链状烃转化为环状烃 目前，绝大部分石油作为燃料使用 蒸馏蒸馏 分馏分馏干馏干馏 操作操作 过程过程 原理原理 目的目的 加热和冷加热和冷 凝凝 加热和冷加热和冷 凝凝 隔绝空气加强热隔绝空气加强热 物理变化物理变化物理变化物理变化复杂的物理变化和复杂的物理变化和

6、化学变化化学变化 分离分离精炼精炼加工煤加工煤 比较比较分馏、蒸馏、干馏分馏、蒸馏、干馏 2、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料 （1）聚乙烯的生成）聚乙烯的生成加聚反应加聚反应 H2CCH2 n H2CCH2n 链节H2CCH2 聚合度 单体 塑料、合成橡胶、合成纤维 H2CCH2H2CCH2H2CCH2 H2CCH2H2CCH2 H2CCH2 H2CCH2H2CCH2H2CCH2 聚合反应聚合反应：由相对分子质量小的化合物：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分子互相结合成相对分子质量大的高分 子的反应。子的反应。 又因此反应

7、属于乙烯的加成反应，所以又因此反应属于乙烯的加成反应，所以 这种聚合反应又叫这种聚合反应又叫加成聚合反应加成聚合反应，简称，简称 加聚反应加聚反应。 加聚反应 （2）高分子化合物及其特征 相对分子质量很大,是混合物,无固定的熔沸点。 知识回顾知识回顾 1、通常所说的三废是指、通常所说的三废是指 、 和和 。 2、绿色食品是指、绿色食品是指 的食品，的食品， 白色污染是指白色污染是指 。 废渣废渣 废气废气废水废水 塑料垃圾塑料垃圾 无污染、无公害无污染、无公害 3、将下列环境问题所对应的原因、将下列环境问题所对应的原因(AF)填在填在 相应的空格中相应的空格中) 环境问题环境问题 产生原因产生

8、原因 (1)酸雨酸雨 A.CO2浓度不断上升浓度不断上升 (2)水土流失水土流失 B.大量使用塑料包装袋大量使用塑料包装袋 (3)温室效应温室效应 C.工业上大量排放工业上大量排放SO2 (4)臭氧层被破坏臭氧层被破坏 D.大量使用农药和化肥大量使用农药和化肥 (5)白色污染白色污染 E.乱砍乱伐森林乱砍乱伐森林 (6)土壤污染土壤污染 F.大量使用氟里昂制品大量使用氟里昂制品 C E A F B D 常见的环境污染及危害常见的环境污染及危害 1.酸雨酸雨: 起因起因:空气中的空气中的SO2、NO2转化为转化为 H2SO4,HNO3 危害危害:陆地、水域、建筑物和植物等陆地、水域、建筑物和植物

9、等 带来严重的危害带来严重的危害 2.光化学烟雾光化学烟雾: 起因起因:氮氧化物和碳氢化合物在大气环境氮氧化物和碳氢化合物在大气环境 中受到强烈的太阳紫外线照射后中受到强烈的太阳紫外线照射后,生成新生成新 的二次污染物的二次污染物. 来源来源:汽车行驶排出的废气汽车行驶排出的废气 危害危害:光化学烟雾氧化性很强光化学烟雾氧化性很强,能使橡胶能使橡胶 开裂开裂,并刺激眼睛和黏膜并刺激眼睛和黏膜,使呼吸困难并使呼吸困难并 诱发其他的病症诱发其他的病症. 3.臭氧空洞臭氧空洞 起因起因:氮的氧化物、氯氟烃氮的氧化物、氯氟烃(CF2Cl2) 排排,放到空气中放到空气中,使平流层的臭氧层变使平流层的臭氧

10、层变 薄薄 危害危害:使地面紫外线辐射增强的危害使地面紫外线辐射增强的危害, 皮肤病皮肤病(癌癌)和其他疾病的发病率将急和其他疾病的发病率将急 剧上升剧上升. 4.白色污染白色污染 起因起因:废弃塑料制品垃圾难于被生物降解废弃塑料制品垃圾难于被生物降解, 如一次性使用聚苯乙烯杯、盒等所带来如一次性使用聚苯乙烯杯、盒等所带来 的污染的污染. 危害危害:此材料可破坏土壤结构此材料可破坏土壤结构,影响市容影响市容 卫生卫生,且焚烧时产生一级致癌物二垩英且焚烧时产生一级致癌物二垩英. 目前一次性塑料制品逐步被目前一次性塑料制品逐步被”绿色制绿色制 品品” 聚乳酸代替聚乳酸代替,这种物质可这种物质可60

11、天天 自行降解为自行降解为CO2和和H2O 5.水体富营养化水体富营养化 起因起因:大量使用氮肥、磷肥、含磷洗涤剂大量使用氮肥、磷肥、含磷洗涤剂, 生活污水中常含有过量的生活污水中常含有过量的N、P等营养物等营养物 质质.这些物质流入湖泊、海湾这些物质流入湖泊、海湾,使海水中使海水中 富集富集N、P等植物营养物质等植物营养物质. 危害危害:引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖.这些这些 生物集中在水层表面进行光合作用释放生物集中在水层表面进行光合作用释放O2,使使 表层海水溶解氧达饱和表层海水溶解氧达饱和,从而阻止了大气中的从而阻止了大气中的 O2溶入海水溶入海水,而大

12、量死亡的海藻在分解时却要而大量死亡的海藻在分解时却要 消耗水中的消耗水中的O2,使水中含氧量急剧减少使水中含氧量急剧减少,使鱼类使鱼类 死亡（水华、赤潮）死亡（水华、赤潮） 一、化学在环境保护上的应用一、化学在环境保护上的应用 1 1对环境情况进行监测：对环境情况进行监测：对污染物的存在形态、对污染物的存在形态、 含量进行分析和鉴定。含量进行分析和鉴定。 2 2治理三废：治理三废：对生产过程中产生的废气、废水和对生产过程中产生的废气、废水和 废渣进行处理，减少环境污染，实废渣进行处理，减少环境污染，实 现资源的回收利用。现资源的回收利用。 3 3寻找源头治理环境污染的生产工艺，寻找源头治理环境

13、污染的生产工艺， 实施清洁生产实施清洁生产绿色化学绿色化学 二、绿色化学与二、绿色化学与“原子经济原子经济” 绿色化学绿色化学的核心就是要利用化学原理从的核心就是要利用化学原理从源源 头上头上减少和消除工业生产对环境的污染。减少和消除工业生产对环境的污染。 绿色化学的主要特点：绿色化学的主要特点： 1 1、充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原、充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原 料；料； 2 2、在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废、在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废 物向环境排放；物向环境排放； 3 3、提高原子的利用率，力图使所有作为原料的、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，实现原子都被产品所消纳，实现“零排放零排放”； 4 4、生产出有利于环境保护、社区安