高考化学总复习名师备课第2讲资源综合利用环境保护

第七章化学与自然资源的开发运用第2讲资源综合利用环境保护1．认识化学与环保的关系，增加绿色化学的有关知识。2．体会化学对环保的意义，讨论在化工生产中遵照的“绿色化学”原则。3．理解石油、煤、天然气的来源及加工。4．理解石油化工产品。5．理解煤的干馏产物及其应用。考纲解读自然资源的开发运用关系到社会可持续发展的问题，因此，始终是高考命题的热点。本讲重要考察化石燃料的综合运用；聚合反映及高分子化合物的特性、性质；环境污染和环保、绿色化学等知识。预计2014年高考会以生产、生活、社会中的实际问题为载体考察化石燃料的综合运用、环保及绿色化学问题。考向分析考点图析一、煤、石油、天然气的综合运用1．煤的综合运用(1)煤的干馏①定义：把煤________加强热使其分解的过程。②产品：重要有固态物质______，液态物质________、______、粗苯等，气态物质________(成分有H2、CH4、C2H4、CO等)。基础知识梳理2．天然气的综合运用(1)天然气是一种________的化石燃料。(2)天然气是一种重要的化工原料，重要用于合成氨、生产________等。3．石油的综合运用(1)石油的分馏①定义：运用原油中各组分________的不同，将复杂的混合物分离成较简朴和更有用的混合物的过程，因此分馏是________过程。②产品：重要得到________、________、________等轻质油。二、环保和绿色化学1．环保(1)三废污染是指：________、________、________。(2)环保方法：回收运用、达标排放、研制可降解塑料。2．绿色化学(1)绿色化学的核心是运用化学原理从________上减少和消除工业生产对环境的污染。(2)原子经济性是指反映物的原子全部转化为盼望的最后产物，即原子运用率为________。4．(2)合成橡胶合成纤维(3)CH2===CH2—CH2—CH2—聚合度二、1.(1)废水废气废渣2.(1)源头(2)100%1．“低碳经济”是以低能耗、低污染、低排放为基础的可持续发展经济模式。下列说法与“低碳经济”不符合的是()A．大力研发新型有机溶剂替代水作为萃取剂B．加强对煤、石油、天然气等综合运用的研究，提高燃料的运用率C．运用CO2合成聚碳酸酯类可降解塑料，实现“碳”的循环运用D．甲烷和乙醇的燃烧热分别是891.0kJ·mol－1、1366.8kJ·mol－1，运用甲烷更“低碳”自主检查[答案]A[解析]提高燃料运用率减少燃料消耗、运用CO2合成塑料实现“碳”的循环运用可分别达成“低能耗”、“低排放”的目的。甲烷生成2molCO2放出热量1782.0kJ，乙醇生成2molCO2放出热量1366.8kJ，显然选用甲烷作燃料更低碳。2．下列生活中的物品，用有机合成材料制作的是(

)[答案]C3．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。下列做法违反发展低碳经济的是()A．发展氢能和太阳能B．限制塑料制品的使用C．提高原子运用率，发展绿色化学D．尽量用纯液态有机物替代水作溶剂[答案]D[解析]低碳经济即是减少CO2的排放，A中氢能的燃烧产物为H2O；塑料的成分中含有碳元素，燃烧或降解后也产生CO2；绿色化学中的原子运用率提高，即为反映中只生成一种产物，无其它产物出现；有机物中含有碳，且有机溶剂大多污染环境，D错误。4．下列做法不能体现低碳生活的是()A．减少食物加工过程B．注意节省用电C．尽量购置本地的、当季的食物D．大量使用薪柴为燃料[答案]D[解析]薪柴燃烧释放出二氧化碳气体，不符合“低碳生活”的理念；减少食物的加工过程和节省用电，可少耗能量，减少释放二氧化碳的量，符合“低碳生活”的理念；购置本地和当季水果，能够减少运输过程的能量耗损，减少二氧化碳的排放，符合“低碳生活”的理念。5．石油是一种重要能源，人类正面临着石油短缺、油价上涨的困惑。下列解决能源问题的办法不当的是()A．用木材做燃料 B．用液氢替代汽油C．开发风能 D．开发地热[答案]A[解析]如果用木材作燃料替代燃油，就会使大量森林树木被砍伐，造成水土流失，破坏生态环境。1．煤的综合运用煤能够作为燃料使用。将煤作为燃料，重要是运用其燃烧放出的热量。但是，将煤直接燃烧不仅运用率较低，并且还会造成严重的环境污染。将煤进行加工后综合运用是合理用煤的重要发展方向。现在，煤的综合运用办法有：煤的干馏、煤的气化和煤的液化。①煤的干馏煤的干馏是将煤隔绝空气，高温下使之分解，获得燃料及多个重要的化工原料。煤干馏的重要产品和用途如表：产品主要成分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、铵盐粗苯化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料煤焦油苯、甲苯、二甲苯苯、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③煤的液化煤的液化是把煤转化为液体燃料的过程。煤的液化可分为直接液化和间接液化。煤的直接液化就是煤与氢气作用生成液体燃料；煤的间接液化是先把煤转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成甲醇等液体燃料。2．天然气的综合运用天然气是一种清洁的燃料，能够直接燃烧。天然气更是一种重要的化工原料，重要用于合成氨、生产甲醇以及合成分子内含两个或两个以上碳原子的其它有机化合物。3．石油的综合运用石油普通不能直接使用，而是要加工成石油产品使用。石油加工的重要办法有：石油的分馏、裂化、裂解等。①石油的分馏石油是混合物，没有固定的沸点。对石油进行加热时，沸点低的烃(分子中碳原子数较少)先汽化，其蒸气经冷凝后变为液体首先从混合物里分离出来。随着温度的升高，沸点较高的烃(分子中碳原子数较多)汽化，通过冷凝也分离出来。这样，通过加热和冷凝，能够把石油分成不同沸点范畴的产物，这种办法叫石油的分馏。工业上石油分馏是在分馏塔中进行的。②石油分馏产品重要有：石油气、汽油、煤油、柴油等轻质油。但其产量难以满足社会的需求。4．石油的分馏、裂化和裂解比较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5.直馏汽油和裂化汽油的区别获得方法主要化学成分鉴别方法直馏汽油原油直接分馏，物理变化一般是C5～C11烷烃及少量的芳香烃等，性质稳定能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油裂化汽油重油裂化，化学变化含有的C5～C11的烷烃和烯烃，性质活泼6.多个工业厂气的重要成分名称来源主要成分用途高炉煤气炼铁高炉CO2、CO等燃料水煤气水煤气炉CO、H2等燃料、化工原料炼厂气石油炼制厂低级烷烃燃料、化工原料裂解气裂解炉“三烯二烷”石油化工原料焦炉气炼焦炉H2、CH4、C2H4等燃料、化工原料天然气天然气田、油田甲烷燃料、化工原料[例1]下列说法中错误的是()A．石油中含有C5～C11的烷烃，能够通过石油的分馏得到汽油B．含C18以上的烷烃的重油通过催化裂化能够得到汽油C．煤是由有机物和少量无机物构成的复杂混合物D．煤中含有苯和甲苯，能够用先干馏后分馏的办法把它们分离出来[解析]煤通过干馏发生复杂的物理、化学变化后得到煤焦油等物质，煤焦油是含有多个芳香族化合物的复杂混合物，煤焦油在170℃下列蒸馏出来的混合物里重要含有苯、甲苯、二甲苯和其它苯的同系物等，因此并不是煤中含有苯和甲苯。[答案]D[规律办法]直馏汽油可用做卤素单质的萃取剂，而裂化汽油的成分中含有烯烃，会与卤素单质发生加成反映，故不能用做卤素单质的萃取剂。1．天然气的重要成分——CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大，下面是有关天然气的几个叙述，其中对的的是()①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大③燃烧天然气也是形成酸雨的因素之一④CH4作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇变式训练A．①②③ B．①②④C．③④ D．②③[答案]B[解析]①天然气与煤、柴油比较，氢的质量分数高，氢燃烧无污染，是相对清洁的能源；②CH4的摩尔质量为16g·mol－1较小，则温室效应不不大于CO2；③天然气燃烧不产生硫、氮的氧化物，不会生成酸雨；由CH4的用途知④对的。2．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。近来，某公司运用“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”。下列有关说法对的的是()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运用④该技术实现了煤的高效运用A．①②③ B．①②④C．①③④ D．②③④[答案]C[解析]煤粉加压气化法是让煤变成以CO和H2为重要成分的合成气，此过程涉及化学变化和物理变化，且该技术减少了污染，提高了煤的运用率。1．环境污染2．几个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．绿色化学(1)化学实验绿色化的途径①开发绿色实验，如实验室以H2O2分解法制氧取代氯酸钾分解法，实现原料和反映过程的绿色化；②避免实验过程中尾气、废物等对环境的污染，实验中有危害性气体产生时要加强尾气吸取，对实验产物尽量再运用等；③在确保明验效果的前提下，尽量减少实验试剂的用量(如减少试剂浓度，减少用量等)，使实验小型化、微型化；④对于危险或反映条件苛刻、污染严重或仪器、试剂价格昂贵的实验，可采用计算机模拟化学实验或观看实验录像等方法；⑤妥善处置实验产生的废物，避免污染环境。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)。[例2]“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反映，尽量减少对环境的副作用。下列化学反映，不符合绿色化学概念的是()A．消除硫酸厂尾气排放：SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3B．消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染：NO＋NO2＋2NaOH===2NaNO2＋H2O[解析]C选项在制备CuSO4产物的同时，会生成大气污染物SO2，并且制得相似量的CuSO4时，消耗H2SO4的量也比D选项多。[答案]C3．下列有关“绿色化学”及“绿色食品”的描述均对的的组合是()①“绿色化学”是指绝对无污染的化学过程；②“绿色化学”是指依靠绿色植物来完毕的化学过程；③“绿色化学”是没有或尽量少污染的化学过程；④“绿色化学”是人们抱负的化学过程，无法实现；⑤治理工业“三废”属于“绿色化学”范畴；⑥合理使用“农药”属于“绿色化学”；变式训练⑦加强环境监测属于“绿色化学”过程；⑧开发运用氢能源属于“绿色化学”；⑨富含叶绿素的食品；⑩新鲜的蔬菜；⑪无污染的安全、优质、营养类食品；⑫贴有“绿色”防伪标志的食品。A．③⑧⑪ B．①②③⑤⑥⑧⑩C．②⑥⑦⑨ D．④⑫[答案]A[解析]①～⑧是对绿色化学的叙述。绿色化学的核心是从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，强调最抱负的原子经济性原则和污染物的零排放。因此①中的“绝对无污染”、②中的“依靠绿色植物”、④中的“无法实现”、⑤中的“治理三废”、⑥中的“使用农药”、⑦中的“加强监测”等内容都是错误的或不属于绿色化学范畴，③⑧是对的的。⑨～⑫是对食品的描述，只有⑪是对的的。4．(双选)下列有关环保的说法中错误的是()A．天然水与空气、土壤、岩石长久接触是水源污染的因素之一B．为避免全球气候变暖的进一步恶化，联合国环保组织规定我国大量减少二氧化硫的工业排放量C．甲醛、苯及其同系物、氨气、氡气等是劣质建筑材料和装修材料释放的常见污染物，对人体非常有害D．废旧电池的集中解决是为避免电池中的汞、镉、铅等重金属盐对土壤和水源造成污染[答案]AB[解析]天然水与空气、岩石、土壤的长久接触是自然现象，不是水源污染的因素(所需要做的是对天然水进行净化、消毒，有时还需要软化)；全球气候变暖重要由CO2等温室气体引发；二氧化硫的排放造成的环境问题是酸雨；劣质建筑和装修材料释放的污染物对人体非常有害；废旧电池的任意丢弃会对土壤、水源造成破坏力很强的污染。因此A、B两项说法是错误的。[典例]保护环境已成为人类的共识，人类应以可持续发展的方式使用资源，以合理的方式对废物进行解决并循环使用，下列做法不利于环保的是()①发电厂的煤经脱硫解决②采用新科学技术增进煤、石油、天然气的开采，以满足工业发展需求③将煤转化为水煤气作燃料④回收并合理解决聚乙烯塑料废物易错剖析⑤汽车尾气中含有氮氧化物，是由于汽油燃烧不充足所致，极少，不必考虑⑥电镀废液经中和后直接排放⑦增加燃煤发电厂烟囱的高度，能够减少对大气的污染A．①②④⑤ B．②③⑥⑦C．②⑤⑥⑦ D．①③⑥⑦[常见错误]选B[错因剖析]解答本试题，需要理解环保要减少污染，充足运用能源，采用绿色化学等。误选B是对煤气化目的不理解，将煤转化为水煤气，也称煤的气化，能够提高煤的燃烧效率，减少因不完全燃烧而产生CO的污染；①中对煤进行脱硫解决的目的不理解，其目的是减少SO2的污染；④中回收并合理解决聚乙烯塑料废物，可减少白色污染，变废为宝。[对的解答]选C。②开采煤、石油、天然气等不可再生资源不能达成保护环境的目的，应开发氢能、太阳能等清洁能源；⑤汽车尾气中的氮氧化物是由于发动机在工作中高压放电，N2和O2反映所得，有毒，不能不重视；⑥电镀废液往往含重金属离子或CN－等，必须进行解决后方可排放，仅经中和是不可排放的；⑦增加烟囱高度，不可能减少对大气的污染。1．下列做法中不符合“绿色化学”思想的是()A．以水性涂料替代油性涂料B．以无磷洗涤剂替代含磷洗涤剂C．实验后的有毒有害物质应分类收集，统一解决D．在通风橱中制取氯气时不用NaOH溶液吸取尾气[答案]D[解析]在通风橱中制取Cl2，若不用NaOH溶液吸取尾气，Cl2会逸出到空气中，污染环境。2．下列有关环境问题的说法对的的是()A．pH<7的降雨普通称为酸雨B．为了减少温室气体的排放，倡导不直接燃烧化石能源来提供能量C．氯气是一种有毒气体，因此WHO建议不要用Cl2对自来水消毒、杀菌D．全部金属都能够进行氧化物保护膜解决以避免金属被氧化并污染环境[答案]B[解析]普通雨水也呈酸性，但是酸雨是专指pH<5.6的雨水，因其pH小，酸性强，因此危害大，A不对；选项B是对的的；选项C中WHO建议不要用Cl2对自来水消毒、杀菌，不是由于氯气的毒性而是由于其与水中的有机物反映会生成对人体有害的物质；选项D是错误的，金属氧化膜分为致密和疏松两种，只有少部分的金属氧化膜起保护作用，如铝、锌等。3．生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。其始终是人类赖以生存的重要能源，下列有关说法不对的的是()A．农村通过杂草和动物的粪便发酵制沼气，沼气的重要成分是甲烷B．推广使用乙醇汽油，乙醇可由富含淀粉的谷物发酵产生C．用油料作物生产的生物柴油成分与从石油中提取的柴油成分相似D．开发生物质能有助于环保和经济可持续发展[答案]C[解析]用油料作物生产的生物柴油成分重要为植物油，而石油中提取的柴油成分重要为烃类物质，两者成分不同。4．化工生产需要遵照“绿色化学”思想，我们的生活习惯也应当遵照这种思想。下面的做法与“绿色化学”思想一致的是()①侯氏制碱法中使用了合成氨生产中的二氧化碳②运用海水制取蒸馏水后的富卤海水提取溴、镁③及时地将生活污水稀释排放到江河湖海中A．①②