化学与自然资源的开发利用课件

4.2.1《煤、石油和天然气的综合利用》

第四章化学与自然资源的开发利用

第二节《资源综合利用、环境保护》

第１课时背景知识回顾一、化石燃料煤、石油和天然气都是古代

经过一系列复杂变化而成的，它们是人们生活中经常使用的主要燃料，因此人们常称它们为

燃料，是

资源。二、煤、石油燃烧对环境的影响1、煤的燃烧对空气的影响煤燃烧时会排放出

等气体和一些烟尘，它们都是大气的污染物。2、用石油作燃料，直接燃烧的是石油的加工产品——汽油、煤油、柴油等，它们燃烧时会排放出

、

、含

化合物、未燃烧的

化合物和烟尘等，它们都是大气的污染物。动植物遗骸化石不可再生SO2、NO2CO氮的氧化物铅碳氢迄今为止，煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们也是重要的化工原料。如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。一、煤的综合利用：

2、煤的分类腐泥煤腐植煤褐煤烟煤泥煤无烟煤按C%95%以上70%以上60%~70%50%~60%工业上煤品质的检测指标：发热量、挥发分、固定碳、水分、灰分等煤的干馏实验装置图实验装置1实验装置2一、煤的综合利用（1）煤的干馏①煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。②煤干馏的主要产品和用途（2）煤的气化：

将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。

C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高温

将煤转化液体燃料的过程。分为直接液化和间接液化。

（3）煤的液化：C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高温

CO+2H2CH3OH（甲醇）一定条件如：二、石油的综合利用1、石油的组成元素:主要是碳、氢元素是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。（还有水分、盐分等杂质）石油的主要成分：2、石油的炼制(除水脱盐后)（1）石油的分馏：利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物分离成简单混合物的过程。石油分馏示意图3、石油的裂化和裂解（1）裂化的目的：（2）裂化的原理：石油的裂化是

在催化剂的作用下将含碳原子多的重油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。提高轻质液体燃料的产量。(3)裂解:

深度的裂化。裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。乙烯的产量是一个国家石化水平的标志25%产量提高4、石油结构的重整石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，是链状烃转化为环状烃，如苯或甲苯等，它们也是重要的化工基本原料。三、天然气的综合利用天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料，作为化工原料，它主要用于合成

和生产

等。天然气化工以含一个碳原子的甲烷为原料，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。实现天然气的有效转化是一项具有挑战性的课题。氨甲醇四、化石燃料的产品——三大合成材料

塑料、合成橡胶、合成纤维——加成聚合反应（即加聚反应）方法：将双键改为单键，将原来连在不饱和碳原子上的其它原子（或原子团）写在链节的上方或下方。聚乙烯nCH2＝CH2

[CH2－CH2]n

催化剂聚氯乙烯nCH2＝CH2

[CH2－CH2]n

催化剂ClClnCH2＝CH2

[CH2－CH2]n

催化剂CH3CH3聚丙烯合成材料概况：

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－－人工合成材料；合成材料的原料丰富、制造加工简单，性能千变万化；

塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料；黏合剂、涂料也属于合成材料。塑料

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、防止老化的防老化剂）；有些热塑性塑料（聚乙烯塑料），可以反复加工，多次使用；有些热固性塑料（电木），一旦加工成型就不会受热熔化。常见的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）、酚醛塑料（电木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。聚丙烯：单体：CH2＝CHCH3聚苯乙烯单体：CH2＝CHC6H5酚醛塑料单体：苯酚、甲醛聚四氟乙烯单体：CF2＝CF2合成纤维纤维天然纤维化学纤维棉花羊毛木材草类合成纤维：用石油、天然气等为原料制成的单体，再经聚合制成的纤维（如：“六大纶”、碳纤维、光导纤维等）人造纤维：用木材、草类的纤维经化学加工制成。如黏胶纤维等合成橡胶橡胶天然橡胶合成橡胶通用橡胶特种橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶聚硫橡胶硅橡胶思考与交流：1、目前，回收利用废旧合成材料有很多途径，请查阅资料了解有哪些途径？并试着从环境保护和经济成本等方面作出评价。2、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，还是回收利用？请用必要资料和数据作为论据。1、回收利用废旧合成材料主要有三种途径：一是通过熔融再生重新作成多种有用的材料；二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；三是将废旧合成材料作为燃料使用。正方观点举例：1、生产和使用合成材料可以更加合理的开发和利用自然资源；2、生产和使用合成材料可以使利用太阳能变的方便、经济和实用；3、用合成材料替代木材、棉花、天然橡胶等，有利于生态环境的保护。反方观点举例：1、生产和使用合成材料等自然界原本没有的物质，超出环境的自然消化能力，这不是科技的进步，而是异化和倒退。2、废旧合成材料的回收和利用并不容易，甚至有些材料的回收再生成本大大高于制造成本，经济上考虑根本不合算。3、天然的东西是最好的，我们应该提倡“回归自然”的绿色生活方式，拒绝生产和使用合成材料。例1：工业上合成氨的原料气之一——H2有一种来源是取自石油气，如丙烷。（1）有人设计了以下反应途径（假设反应都能进行），你认为最合理的是

A、D、

B、

C、（2）按照所选反应途径，理论上用1mol丙烷最多可制得氨A、4molB、4.7molC、10molD、2.7mol（3）所选反应途径最显著的特点是

A.简单易行

B.所得H2纯度高

C.所得H2产量高

D.可获得大量热能例2：如何用化学方法检验一瓶裂化汽油里是否含有甲苯、二甲苯等芳香烃？写出实验步骤。取约5ml汽油，滴加溴水至溴水不褪色为止，再加入适量NaOH溶液除去剩余Br2，分液。取油层液体，滴加酸性KMnO4稀溶液，振荡。若KMnO4溶液褪色，则说明含有苯的同系物（甲苯、二甲苯）。考点2环境污染的分类与防治、绿色化学1．环境污染的分类与防治主要污染物及来源主要危害防治措施大气污染①污染物：硫氧化物、氮氧化物、碳氢化合物、固体颗粒②来源：化石燃料的燃烧、工厂废气、废烟、扬尘①危害人体健康②破坏建筑物③影响动、植物生长④改变气候①开发新能源，减少化石燃料的燃烧②对工业尾气进行处理③立法管理主要污染物及来源主要危害防治措施水污染①污染物：重金属盐、耗氧有机物、氮、磷化合物等②来源：工业废水、生活废水、实验室和医院废水①污染饮用水，影响人畜健康②影响植物生长③形成水华、赤潮，影响水中生物生长①对废水进行无害化处理后排放②立法管理土壤污染①污染物：重金属盐、废塑料、工业废料、建筑垃圾②来源：生活垃圾、工厂、建筑、化肥、农药、各种废水①使土壤板结、硬化②水肥流失①对垃圾回收和分类处理，综合利用②控制各种污水排放2．绿色化学思想(1)绿色化学的含义特别提醒：(1)绿色化学思想从源头上治理污染。有些治理污染的方法不一定符合绿色化学理念，如在土壤中施加石灰不能避免酸雨，使化石燃料充分燃烧不能减少二氧化硫的排放。(2)注意下列做法不利于环境保护：①工厂将烟囱建高。,②将有污染的工厂迁移到农村。,③将垃圾焚烧处理。④不加限制地增加私家车数量。即时应用3．(2012·高考江苏卷改编题)化学在资源利用、环境保护等与社会可持续发展密切相关的领域发挥着积极作用。下列做法与社会可持续发展理念相违背的是(

)A．改进汽车尾气净化技术，减少大气污染物的排放B．开发利用可再生能源，减少化石燃料的使用C．研发可降解高分子材料，减少“白色污染”D．石油为可再生资源，可过度开采，大量使用解析：选D。本题考查化学与可持续发展的联系，意在考查考生对常见的资源利用和环境污染及环境保护问题的识记能力。石油为不可