2022届总复习（第1轮）化学第39课时·资源综合利用环境保护

第39课时资源综合利用、环境保护一、煤、石油、天然气的综合利用1．煤(1)煤的组成：有机物和少量无机物组成的复杂的混合物，主要含C、H、O、N等元素。(2)煤的综合利用途径有煤的干馏、煤的气化和液化，获得洁净的燃料和多种化工原料。①煤的干馏煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，也叫煤的焦化。②煤的气化将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳和水蒸气反应生成水煤气等。C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)③煤的液化a．直接液化：使煤与H2作用生成液体燃料。b．间接液化：使煤先气化为CO和H2，再催化合成甲醇。【基础题一】下列说法正确的是()A．煤的气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径B．煤的干馏过程属于物理变化，通过干馏可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品C．煤里主要含有碳及少量的其他元素，工业上大量燃烧含硫燃料是形成“酸雨”的主要原因D．煤是由非常复杂的无机物和有机物组成的化合物AC2．天然气的综合利用(1)成分：主要成分是CH4。(2)用途：天然气是一种清洁的化石燃料，又是重要的化工原料，主要用于合成氨和生成甲醇等。3．石油(1)石油的成分多种碳氢化合物组成的混合物，所含元素以C、H为主。(2)石油的分馏利用原油中各组分沸点不同，将复杂混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。(3)石油的裂化含碳原子较多、高沸点的烃在催化剂、高温条件下，断裂成含碳原子少的轻质油(主要是为了获得汽油)，裂化是化学过程。十六烷裂化的方程式：C16H34C8H18＋C8H16。(4)石油的裂解在更高温度下的深度裂化(主要是为了获得乙烯和丙烯等)，丁烷裂解为甲烷和丙烯的方程式：C4H10C3H6＋CH44．三大合成材料(1)三大合成材料指合成塑料、合成橡胶、合成纤维。【基础题一】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B二、环境保护与绿色化学1．环境保护除了自然因素外，大气污染主要来自化石燃料的燃烧和工业生产中产生的废气及颗粒物，工业生产的废水会导致土壤、水源的污染；废渣等固体废弃物的处理兼有减少环境污染和资源回收利用两个重要目的。2．绿色化学(1)核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业对环境的污染。(2)原子经济性：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。【基础题二】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。下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是(反应均在一定条件下能进行)()答案：C重要考点1煤和石油的综合利用【考点释例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。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Ⅰ中固体石蜡先熔化，试管Ⅱ中有少量液体凝结，试管Ⅲ中高锰酸钾酸性溶液褪色，实验后闻试管Ⅱ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Ⅱ中少量液体凝结说明了_______________________________________________。(3)试管Ⅲ中溶液褪色说明了_______________________________________________。(4)能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴，理由是_______________________________________________。(5)写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式_______________________________________________。(6)石油裂化的重要意义是_______________________________________________。【解析】仪器连接的顺序应遵循从下往上，从左到右的原则，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；试管Ⅱ中有液体生成，说明生成5个碳原子数以上的烃，因为常温常压下，5个碳原子数以上的烃大都呈液态，试管Ⅲ中KMnO4溶液褪色说明生成常温常压下呈气态的5个碳原子数以下的烯烃；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。【答案】(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5个碳原子数以上的烃(3)裂化生成了碳原子数小于5的烯烃(4)不能，因为裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应(5)C20H42C10H22＋C10H20(6)可提高石油产品中轻质燃油特别是汽油的产量和质量【知识归纳】1.煤干馏的主要产品和用途干馏产品主要成分主要用途出炉煤气焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳气体燃料、化工原料粗氨水氨、铵盐氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯炸药、染料、医药、农药、合成材料煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚类、萘染料、医药、农药、合成材料沥青筑路材料、制碳素电极焦炭碳冶金、合成氨造气、电石、燃料2.石油的炼制方法原料原理目的分馏原油(常压分馏)、重油(减压分馏)根据石油各组分沸点高低不同，利用加热汽化、冷凝、回流，把石油分成不同沸点范围的组分得到不同沸点范围的分馏产物——汽油、煤油、柴油、重油等裂化重油、石蜡在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃提高轻质液体燃料油的产量，特别是提高汽油的产量裂解(深度裂化)石油分馏产品(包括石油气)在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃获得短链不饱和烃，如乙烯、丙烯、丁二烯等

1.煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境。最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量≥90%)，把煤“吃干榨尽”。下列有关说法正确的是()①煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化③该技术实现了煤的清洁利用④该技术实现了煤的高效利用A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④C【解析】煤粉加压气化法是让煤变成以CO和H2为主要成分的合成气，此过程涉及化学变化和物理变化，减少了污染，提高了煤的利用率。

2.对于下图的叙述错误的是()A．图示实验中发生了化学变化B．液体X溶液的pH>7，液体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．试管A中产生浓的白烟D【解析】此题考查有关煤的干馏及其产物的知识。煤的干馏是煤在隔绝空气的条件下加强热使其分解的过程，它发生了复杂的物理、化学变化；煤的干馏产物有NH3生成，易溶于水而呈碱性，故pH>7；同时煤干馏还生成了煤焦油，它的化学成分主要为苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘、沥青等的混合物，是难溶于水的黏稠液体；干馏的气体产物中有H2、CO，具有还原性，可以还原氧化铜；气体产物中的乙烯可以使溴水褪色。因此选项A、B、C均正确。叙述错误的是D。

3.下图是石油分馏塔的示意图，a、b、c三种馏分中()A．a的沸点最高B．b的熔点最低C．c的平均相对分子质量最大D．每一种馏分都是纯净物C重要考点2环境保护与绿色化学【考点释例2】(2010·江苏)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(

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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D【解析】本题主要考查的知识点有①化学物质与生活的关系、②绿色化学的概念、③化肥农药对人类生活的影响。A项，为了提高农作物的产量和质量，应研发高效低毒的农药，降低蔬菜的农药残留量；B项、绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染；C项，化石能源是有限的一次能源，为了长远的可持续发展，必须要开发新能源；D项，垃圾也是一项重要的资源。综上分析可知，本题选D项。【知识归纳】1.绿色化学Ⅰ.含义(1)绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。(2)绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物。①从科学观点看，绿色化学是化学科学基础内容的更新；②从环境观点看，它强调从源头上消除污染；③从经济观点看，它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本，这是符合可持续发展要求的。Ⅱ.绿色化学的基本原则(1)防治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，尽可能全部转化到最终产品中)。(3)应考虑到能源消耗对环境和经济的影响，并应尽量少地使用能源(在常温、常压下进行)。Ⅲ.应用指南：实现绿色化学过程、目标及相应措施，可归纳为下图：2．几种常见的环境污染与成因(1)酸雨：与SO2及NOx有关。(2)温室效应：与CO2有关。(3)光化学烟雾：与NOx及碳氢化合物有关。(4)臭氧层破坏：与NOx及氟氯烃有关。(5)赤潮、水华：与含氮、磷的大量污水有关。3．低碳经济：是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到经济社会发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。

1.(2010·天津)以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是()A．发展氢能和太阳能B．限制塑料制品的使用C．提高原子利用率，发展绿色化