化学和资源综合利用环境保护 一等奖

第四章第二节

化学和资源综合利用、环境保护2023/7/2211.了解煤、石油和天然气的组成及综合利用。2.以聚乙烯为例，了解高分子材料在生活等领域中的应用及可能带来的环境问题，认识聚合反应。3.了解环境保护的重要意义，了解绿色化学的含义并认识绿色化学在化工生产中的重要性。学习目标核心素养科学态度与社会责任：通过高分子材料的合成等赞赏化学对社会发展的重大贡献；通过煤、石油和天然气的综合利用建立可持续发展意识和绿色化学观念，并能对与此有关的社会热点问题做出正确的价值判断。2023/7/223人类主要的能源－－三大化石燃料煤石油天然气非可再生资源重要的化工原料综合利用、提高利用率、减少环境污染一、煤、石油和天然气的综合利用煤分类：无烟煤、烟煤、褐煤、泥煤等物质组成：有机物和少量无机物元素组成：疑问：煤石油和天然气是人类主要的能源，如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化学燃料燃烧所造成的环境污染问题呢？（一）、煤的综合利用1.煤的分类与组成主要元素其他元素CH、O、N、S等CO2会加剧温室效应其氧化物会造成环境问题2023/7/225（一）、煤的综合利用2.煤的综合利用煤的干馏煤的气化煤的液化2.1煤的干馏——焦化2023/7/226（一）、煤的综合利用概念：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，工业上煤的干馏也叫煤的焦化。视频链接2023/7/227（一）、煤的综合利用2.1煤的干馏——焦化煤焦油出炉煤气焦炭2023/7/228（一）、煤的综合利用2.1煤的干馏——焦化干馏产物主要成分主要用途出炉煤气焦炉气H2、CH4、乙烯、CO气体燃料、化工原料粗氨水NH3、铵盐氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯炸药、燃料、医药、农药、合成材料煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚类、萘医药、染料、农药、合成材料沥青碳素电极、筑路材料焦炭碳冶金、燃料、合成氨2023/7/229（一）、煤的综合利用2.2煤的气化概念：将煤转化为可燃性气体的过程。工业制水煤气的方法2023/7/2210（一）、煤的综合利用2.2煤的液化直接液化：将煤与氢气在一定条件下反应，生成液体燃料。间接液化：将煤先转化为CO和H2，生成液体燃料，再在催化剂的作用下合成甲醇。2023/7/22113.煤综合利用的意义①减少煤燃烧产生的大量SO2、NOx、碳的氧化物和粉尘等污染物的排放。②提高煤燃烧的效率——煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。③生产基本化工原料——通过煤的干馏，获得大量的基本化工原料。【思考与交流】煤的气化、液化是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？为什么？不是，物质三态之间的变化是物理变化，煤的气化、液化是化学变化。2023/7/2213（二）、天然气的综合利用天然气——主要成分CH4海底可燃冰：CH4·nH2O（二）、天然气的综合利用1.天然气的主要成分：甲烷2.天然气的用途：（三）、石油的综合利用(1)石油的组成石油是由

组成的混合物，没有固定的熔、沸点，只能在一定温度范围内熔化或汽化。多种碳氢化合物2.石油的综合利用途径：利用石油中各组分

不同进行分离①分馏原理产品常压：石油气、

、

、

、重油减压：柴油、燃料油、石蜡、润滑油、沥青沸点汽油

煤油

柴油视频链接视频链接2.石油的综合利用途径②裂化目的：提高

的产量原理：汽油C16H34十六烷C8H18辛烷＋C8H16辛烯概念：为了提高轻质液体燃料的产量和质量，工业上在一定条件下（加热、催化剂），把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。2.石油的综合利用途径目的：生产

等气态化工原料③裂解原理：乙烯、丙烯C8H18辛烷C4H10丁烷＋C4H8丁烯C4H10丁烷C2H6乙烷＋C2H4乙烯C4H10丁烷CH4甲烷＋C3H6丙烯④催化重整目的：使

转化为

。产品：

或

等化工原料链状烃环状烃苯甲苯概念：采用比裂化更高的温度，使其中相对分子质量较大的烃断裂成乙烯、丙烯等小分子烃（小分子烃是有机化工的重要原料）在加热和催化剂的作用下，使链状烃转化为环状烃等。1、石油的分馏、裂化和裂解有什么区别？方法原理原料目的分馏常压利用加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物原油得到不同沸点范围的蒸馏产品减压重油裂化热裂化在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃重油提高汽油的产量催化裂化裂解(深度裂化)在高温下，把长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃和液态烃含直链烷烃的石油分馏产品获得短链不饱和烃【思考与交流】2、生活中汽车的车用燃料一般为裂化汽油。这种汽油和直馏汽油有何区别？直馏汽油主要是饱和烃的混合物，裂化汽油中含不饱和烃；可用溴的四氯化碳溶液区别它们。【思考与交流】3、目前，多数石油产品仍作为燃料使用，如把石油产品来合成高分子材料，其价值将成倍提升，试写出用汽油(主要成分为辛烷C8H18)为原料，生成聚乙烯塑料的合成原理？（四）、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料1.高分子化合物①特征：相对分子质量很大，性质稳定的混合物2023/7/2222（四）、煤、石油、天然气为原料生产合成材料聚乙烯聚丙烯2.加成聚合反应——加聚反应制作塑料袋、塑料薄膜等概念：利用加成反应，使小分子化合物聚合成高分子化合物的反应。2.加成聚合反应——加聚反应单体链节聚合度以聚乙烯为例：链节的数目2023/7/2223（四）、煤、石油、天然气为原料生产合成材料3.缩合聚合反应——缩聚反应聚酯纤维——涤纶缩聚过程中，会生成小分子2023/7/2224（四）、煤、石油、天然气为原料生产合成材料HOHO3.缩合聚合反应——缩聚反应酚醛树脂——电木2023/7/2225（四）、煤、石油、天然气为原料生产合成材料OHH+(n-1)H2O小分子3.缩合聚合反应——缩聚反应概念：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（如水、氨等分子）的反应。单体链节聚合度可以是一种分子，也可以是多种分子2023/7/2226（四）、煤、石油、天然气为原料生产合成材料聚乳酸4.认识生活中的高分子材料2023/7/2227（四）、煤、石油、天然气为原料生产合成材料2023/7/2228课堂练习煤是由碳元素组成的单质。(

)煤的气化和液化属于物理变化。(

)石油分馏可以得到沸点不同的纯净物。(

)煤的干馏可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品，该过程属于物理变化。(

)1.判断正误××××2023/7/2229课堂练习把煤加强热使之分解的过程叫煤的干馏。(

)天然气的主要用途就是作燃料。(

)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴。(

)煤、石油和天然气是不可再生能源，也是新型清洁能源。(

)判断正误××√×2.下列关于乙烯和聚乙烯的叙述不正确的是（）A.乙烯常温下是气体，为纯净物；聚乙烯常温下是固体，为混合物B.乙烯的化学性质比聚乙烯活泼C.取等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的质量分别相等D.取等物质的量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的物质的量分别相等2023/7/2230课堂练习D以石油、煤和天然气为原料，通过化学反应获得许多性能优异的合成高分子材料，使人类在利用自然资源的进程中前进了一大步。但是，随着合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物也会造成巨大的环境压力。一些塑料制品带来的环境污染就是“白色污染”。1.白色污染的危害主要危害在于“视觉污染”和“潜在危害”视觉污染：在城市、旅游区、水体和道路旁散落的废旧塑料包装物给人们的视觉带来不良刺激，影响城市、风景点的整体美感，破坏市容、景观，由此造成“视觉污染”。白色污染第二课时环境保护与绿色化学

潜在危害：废旧塑料包装物进入环境后，由于其很难降解，造成长期的、深层次的生态环境问题。首先，废旧塑料包装物混在土壤中，影响农作物吸收养分和水分，将导致农作物减产；第二，抛弃在陆地或水体中的废旧塑料包装物，被动物当作食物吞入，导致动物死亡（在动物园、牧区和海洋中，此类情况已屡见不鲜）；第三，混入生活垃圾中的废旧塑料包装物很难处理：填埋处理将会长期占用土地，混有塑料的生活垃圾不适用于堆肥处理，分拣出来的废塑料也因无法保证质量而很难回收利用。2.白色污染的治理：(1)废弃塑料的再利用（如直接作为材料、制作单体和燃料油、制作气体等）；(2)制造易降解材料；(3)超市塑料袋有偿使用。一．环境保护环境问题的含义生态环境破坏：环境污染：人类不合理地开发和利用自然资源而造成工农业生产和人类生活所造成保护环境工作者当前的任务：（1）对环境情况的监测（2）三废的治理（3）寻找源头治理环境的生产工艺废气（化石燃料燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物）废水（工业废水、生活废水等，任意排放会造成土壤、水源的污染）废渣（工业、生活垃圾等，其处理兼有减少环境污染和资源回收的目的）---------要较好地完成这些任务，都离不开化学知识。人类保护伞的洞—臭氧层被破坏(氟利昂CCl2F2和NOx)空中死神—酸雨(SO2和NOx)全球变暖—温室效应(CO2)光化学烟雾(汽车尾气中NOx、NO、碳氢化合物）无形杀手—居室污染二、环境污染的类别：1.大气污染：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，氮氢化物，卤素化合物，放射性）空气污染造成的三大环境问题大气污染的监测（1）空气质量日报的主要内容：空气污染指数、空气质量级别、首要污染物等。（2）我国空气污染指数的项目暂定为：SO2、NO2、CO、O3、烟尘、总悬浮颗粒物、可吸入颗粒物等练1.为了保护臭氧层，可采取的有效措施是（）A、减少二氧化硫的排放量B、减少含铅废气的排放量

C、减少氟氯代烃的排放量D、减少二氧化碳的排放C练2.导致下列现象的主要原因与排放NOx

有关的是（）A．酸雨B．光化学烟雾C．臭氧空洞D．温室效应AB2.水污染：来自工业废水、生活污水、农用排水、垃圾渗漏等水的污染的种类重金属、酸、碱、盐等无机物的污染耗氧物质的污染植物营养物质的污染石油和难降解有机物的污染病原体、放射性、悬浮固体物和热污染水体富营养化（N、P、K、S的化合物）（生活污水、农田排水、化肥、合成洗涤剂、工业废水引起藻类、浮游生物暴发性繁殖——赤潮、水华）水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养化引起藻类（如蓝藻、绿藻、硅藻等）的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜色。水污染的防治：控制污水的任意排放，用物理、化学、生物等方法的综合治理。视频链接3.土壤污染：来自工业垃圾、生活垃圾、废水、化肥、农药残留(Cl、P、S)、放射物质残留，超过了土壤的自净能力，引起土壤质量下降。重金属污染：如汞、镉、铅、铬、砷猫自杀事件——水俣病（汞污染）骨骼畸形变脆——骨痛病（镉污染）智力发展隐性杀手——铅污染4.噪声污染5.辐射污染6.食品污染练3.下列污染都对人体的健康构成巨大威胁，但其中一般不被称作环境污染的是（）A.地下水被污染B.医疗用血污染C.粮食蔬菜被农药污染D.大量使用修改液造成教室里的空气污染B练4.下列各项中与环境污染无关的是(

)①温室效应；②赤潮；③酸雨；④光化学污染；⑤臭氧空洞；

⑥水俣病；⑦潮汐现象；⑧水华；⑨地方性甲状腺肿大。A．⑥⑧

B．④⑤

C．①②③

D．⑦⑨D练5．下列有关环境问题的说法正确的是(

)A．燃煤时加入适量生石灰，可减少废气中SO2的量B．臭氧的体积分数超过10－4%的空气有利于人体健康C．pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨D．含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染A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废物达3亿吨～4亿吨，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。有识之士提出了绿色化学的号召，并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头减少和消除污染。1．含义

“绿色化学”可以诠释为环境友好化学，它的核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。它研究对环境没有任何副作用的化学试剂、化学制品和化学工艺。三、绿色化学2.“绿色化学”的特点(1)开发绿色反应，将原子利用率提高到100%。(2)使用无毒、无害的原料、催化剂、溶剂。(3)开发绿色工艺。(4)开发和生产绿色产品。3．原子经济最理想的“原子经济”：反应物中原子全部转化为期望的最终产物，实现“零排放”。即原子利用率100%。

原子经济性反应高选择性反应无毒无害原料可再生资源安全的生产工艺提高能源的利用率应用无毒无害的溶剂应用无毒无害的催化剂环境友好产品（安全、能降解、可再利用）绿色化学应用于科学研究反应物反应过程产物原子利用率=25.4%原子利用率=100%例1．20世纪90年代初，国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。(1)下列各项属于“绿色化学”要求的是_____(填字母序号，下同)。A．处理废弃物B．治理污染点C．减少有毒物D．杜绝污染源(2)在我国西部大开发中，某省为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是________。A．建