人教版高中化学必修二4.2资源综合利用环境保护课件(共27张PPT)

1、第四章第四章 化学与自然资源的开发化学与自然资源的开发与利用与利用第二节第二节 资源综合利用资源综合利用 环境保护环境保护2 0 2 22 0 2 2 年年 5 5 月月 4 4 日 星 期 三日 星 期 三一、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 C 元素为主元素为主H H 、N N、S S、O O等元素等元素 少量少量Si Al Ca FeSi Al Ca Fe 污染环境污染环境COCOx x、NONOx x、SOSO2 2 等烟尘等烟尘1 1、煤的组成、煤的组成( (一一) )、煤的综合利用、煤的综合利用煤渣煤渣2 2、煤的干馏、煤的干馏将煤

2、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煤干馏的煤干馏的主要产物主要产物: :焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭3 3、煤的气化、煤的气化 在一定条件下把在一定条件下把煤煤及其及其干馏物干馏物转化为转化为可燃性气体可燃性气体过过程，主要反应是程，主要反应是碳碳与与水蒸气水蒸气反应生成反应生成水煤气水煤气（COCO、H H2 2) )4 4、煤的液化、煤的液化 在一定条件下将在一定条件下将煤煤转化为转化为液体液体燃料燃料又称又称人人造石油造石油，可继续精制成汽油、柴油、液化石油气、，可继续精制成汽油、柴油、液化石油气、甲醇。在石油资源日益减少

3、的情况下，煤的液化具甲醇。在石油资源日益减少的情况下，煤的液化具有十分诱人的有十分诱人的前景前景。 4 4、煤的液化、煤的液化煤的直接液化煤的直接液化: :使煤与氢气作用生成液体燃料。使煤与氢气作用生成液体燃料。煤的间接液化煤的间接液化: :先将煤转化为先将煤转化为COCO和和H H2 2，再在催化剂作用下合成，再在催化剂作用下合成甲醇等。甲醇等。CO + 2HCO + 2H2 2 CH CH3 3OHOH催化剂催化剂 甲醇常温下为液体甲醇常温下为液体, ,可以燃烧可以燃烧, ,还可代替汽油作还可代替汽油作内燃机的燃料。内燃机的燃料。1 1、天然气的组成、天然气的组成 天然气主要成分是天然气主

4、要成分是甲烷甲烷。天然气是一种。天然气是一种清洁燃清洁燃料料，可以直接用作燃料。，可以直接用作燃料。 天然气既是一种清洁的天然气既是一种清洁的化石燃料化石燃料，更是一种重要，更是一种重要的化工原料，作为化工原料，它主要用于合成的化工原料，作为化工原料，它主要用于合成 和和生产生产 等。天然气化工以含等。天然气化工以含一个碳一个碳原子的原子的甲烷甲烷为为原原料料，通过化学变化形成含两个或多个碳原子的其他有，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。实现天然气的机化合物。实现天然气的有效转化有效转化是一项具有是一项具有挑战性挑战性的课题。的课题。氨氨甲醇甲醇（二）天然气的综合利用（二）天

5、然气的综合利用2 2、天然气的综合利用、天然气的综合利用 天然气水合物天然气水合物可燃冰可燃冰 天然气水合物（Natural Gas Hydrate，简称Gas Hydrate）是分布于深海沉积物或陆域的永久冻土中，由天然气与水在高压低温条件下形成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰一样而且遇火即可燃烧，所以又被称作“可燃冰”或者“固体瓦斯”和“气冰”。 天然气水合物甲烷含量占80%99.9%，燃烧污染比煤、石油、天然气都小得多，而且储量丰富，全球储量足够人类使用1000年，因而被各国视为未来石油天然气的替代能源。 天然气水合物赋存于水深大于100-250米（两极地区）和大于400-650米（赤道

6、地区）的深海海底以下数百米至1000多米的沉积层内，这里的压力和温度条件能使天然气水合物处于稳定的固态1 。 目前，30多个国家和地区已经进行“可燃冰”的研究与调查勘探，最近两年开采试验取得较大进展。 2017年5月，中国首次海域（南海北部神狐海域）天然气水合物（可燃冰）试采成功。 1立方米可燃冰可转化为164立方米的天然气和0.8立方米的水。（三）石油的综合利用（三）石油的综合利用石油的成分：石油的成分：按按物质物质来看：来看：烷烃烷烃、环烷烃环烷烃、芳香烃芳香烃的混合物的混合物 石油主要是由多种石油主要是由多种碳氢化合物碳氢化合物组成的组成的混合物混合物。按按元素元素来看：来看：碳碳、氢氢

7、含量为含量为97%-98%97%-98%石油炼制：石油炼制：a a、石油的分馏、石油的分馏b b、石油的催化裂化、石油的催化裂化c c、石油裂解（深度裂化）、石油裂解（深度裂化）d d、石油催化重整、石油催化重整a a、石油的分馏、石油的分馏 利用原油中各组分的利用原油中各组分的沸点沸点不同将不同将复杂复杂的混合物的混合物分离成分离成简单简单混合物的过程。混合物的过程。b b、石油的催化裂化、石油的催化裂化提高轻质液体燃料的产量。提高轻质液体燃料的产量。裂化的裂化的目的目的：裂化的裂化的原理原理： 在催化剂的作用下将含在催化剂的作用下将含碳碳原子原子多多的重油（烃）的重油（烃）断裂断裂成碳原子

8、较成碳原子较少少的烃的过程。的烃的过程。裂解的目的：裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。基本原料。c c 、石油裂解（深度裂化）、石油裂解（深度裂化）d d、石油催化重整、石油催化重整通通过结构的过结构的重新调整重新调整，使，使链状链状烃转化为烃转化为环状环状烃烃（3 3）生产合成材料）生产合成材料原料原料: :石油、煤、天然气石油、煤、天然气合成材料基本特征：合成材料基本特征：相对分子质量很大，属于高分子化合物相对分子质量很大，属于高分子化合物合成材料的合成原理：合成材料的合成原理：加聚、缩聚加聚、缩聚例如：例如：乙烯乙烯合成合成聚聚乙烯乙烯 丙

9、烯丙烯合成合成聚聚丙烯丙烯CH2=CH2CH2=CH2CH2=CH2+ CH2CH2 n（聚乙烯）（聚乙烯）nCH2=CH2 催化剂 CH2CH2 n（单体）（单体）（链节）（链节）(n (n 为聚合度为聚合度) )nCH2=CHCH3催化剂 CH2CH nCH3丙烯丙烯聚丙烯聚丙烯加成聚合反应（加聚反应）加成聚合反应（加聚反应）缩合聚合反应（缩聚反应）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，单体间（小分子）相互反应而成高分子化合物，同时还生成小分子同时还生成小分子（如水、氨等分子）的反应。（如水、氨等分子）的反应。酚醛树脂酚醛树脂OHOHn+ n H-C-HH-C

10、-HO OOHOHC CH HH Hn+ + n n H H2 2O O苯苯酚酚甲甲醛醛合成材料概况：合成材料概况： 随着人类不断的文明和进步，人对天然材料的随着人类不断的文明和进步，人对天然材料的利用已不能满足很多方面的需要，于是就发生了一利用已不能满足很多方面的需要，于是就发生了一场材料的革命场材料的革命 人工合成材料人工合成材料; ; 合成材料的原料丰富、制造加工简单合成材料的原料丰富、制造加工简单, ,性能千变性能千变万化万化; ; 塑料、合成纤维、合成橡胶塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料。称为三大合成材料。 黏合剂、涂料也属于合成材料。黏合剂、涂料也属于合成材料。 塑料的主要

11、成分是合成树脂，其中还添加了塑料的主要成分是合成树脂，其中还添加了某些特定用途的添加剂（如提高塑性的增塑剂、某些特定用途的添加剂（如提高塑性的增塑剂、防止老化的防老化剂）；有些防止老化的防老化剂）；有些热塑性塑料热塑性塑料（聚乙（聚乙烯塑料），烯塑料），可以反复加工，多次使用；有些可以反复加工，多次使用；有些热固热固性塑料性塑料（电木），（电木），一旦加工成型就不会受热熔化。一旦加工成型就不会受热熔化。 常见的塑料：常见的塑料：聚丙烯聚丙烯、聚苯乙烯聚苯乙烯、聚甲基丙聚甲基丙烯酸甲酯烯酸甲酯（有机玻璃有机玻璃）、）、酚醛塑料酚醛塑料（电木电木）、）、聚聚四氟乙烯四氟乙烯（塑料王塑料王）等。）等

12、。二、环境保护与绿色化学二、环境保护与绿色化学被污染的小河被污染的小河乱扔导致乱扔导致的的污染污染 传统的化学工业给环境带来的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已十分严重，目前世界每年产生的有害废废物物达达3 3亿吨亿吨4 4亿吨亿吨，给环境造成危害，并，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。有识之士提出了威胁着人类的生存。有识之士提出了绿色绿色化学化学的号召，并立即得到了全世界的积极的号召，并立即得到了全世界的积极响应。响应。绿色化学绿色化学的的核心核心就是要就是要利用化学原利用化学原理从源头减少和消除污染。理从源头减少和消除污染。p101p101P102P1

13、02思考与交流思考与交流 绿色化学又称绿色化学又称环境友好化学环境友好化学， 它的主要它的主要特点特点是是： 1 1充分利用充分利用资源和能源，采用资源和能源，采用无毒无毒、无害无害的原料；的原料； 2 2在无毒、无害的条件下进行反应在无毒、无害的条件下进行反应, ,以以减少废物减少废物向向环境排放；环境排放；3 3提高原子的利用率，力图使提高原子的利用率，力图使所有所有作为原料的原作为原料的原子都被产品所消纳，实现子都被产品所消纳，实现“零排放零排放”4 4生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康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。的环境友好的产品。 人类保护伞的洞人类

14、保护伞的洞臭氧层被破坏臭氧层被破坏空中死神空中死神酸雨酸雨全球变暖全球变暖温室效应温室效应光化学烟雾光化学烟雾无形杀手无形杀手居室污染居室污染环境污染的类别：环境污染的类别：1 1、大气污染：、大气污染：来自工业废气，汽车尾气，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）氢化物，卤素化合物，放射性）2 2、水污染：、水污染：来自来自工业废水、生活废水工业废水、生活废水( (无无 机物机物, , 重金属盐类重金属盐类, ,营养物有机物营养物有机物, , 洗洗 涤剂涤剂, , 石油石油) )水体富营养化水体富营养化

15、（N N、P P、K K、S S的化合物）的化合物）（生活污水、农田排水、化肥、合成洗（生活污水、农田排水、化肥、合成洗 涤剂、涤剂、工业废水引起藻类、浮游生物暴发性繁殖工业废水引起藻类、浮游生物暴发性繁殖 赤潮、水华）赤潮、水华） 重金属污染：重金属污染：如如 汞、镉、铅、铬、砷汞、镉、铅、铬、砷猫自杀事件猫自杀事件水俣病（汞污染）水俣病（汞污染）骨骼畸形变脆骨骼畸形变脆骨痛病（镉污染）骨痛病（镉污染）智力发展隐性杀手智力发展隐性杀手铅污染铅污染3 3、土壤污染、土壤污染 来自工业垃圾、生活垃圾、废水、化肥、来自工业垃圾、生活垃圾、废水、化肥、农药残留农药残留(Cl,P,S)(Cl,P,S)、放射物质残留、放射物质残留4 4、噪声污染、噪声污染 5 5、辐射污染、辐射污染6 6、食品污染：、食品污染：l 2 2月月0202日：国际湿地日日：国际湿地日l 3 3月月2222日：世界水日日：世界水日l 4 4月月2222日：地球日日：地球日l 5 5月月3131日：世界无烟日日：世界无烟日l 6 6月月0505日：世界环境日日：世界环境日l 6 6月月1717日：世界防治荒