第二节　资源综合利用　环境保护 (4)

1、第四章 化学与可持续发展,Ag,Al,Au,Cu,Fe,Mg,Co,Mn,是人类使用的主要能源，也是三种重要的化石燃料.,优点: 提供能量大、使用方便,解决方法：提高燃料使用率达到节约的目的开发新能源,缺点：污染环境,解决方法：利用新技术，尽量减低对环境的污染积极开发洁净的新能源,缺点：不可再生,煤、石油和天然气,一、煤的综合利用 1、煤的组成,组成元素:主要是碳元素；（还有少量的H、O、N、P、S、卤素以及无机矿物质(Si、Al、Ca、Fe等) 组成成分：是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物。,无烟煤(8595). 烟煤(7085) 褐 煤(5070) . 泥煤(约50),煤的种类：,煤的

2、结构模型,无机物(少量),有机物,C 元素-大量,H、O、N、S 等元素 -少量,无机盐等,污染环境,COx、NOx、 SO2 烟尘,煤的组成,煤的综合利用,煤的干馏,煤的气化,煤的液化,获得洁净的燃料和多种化工原料物尽其用，保护环境,煤直接作燃料利用率低并污染环境,煤的干馏实验装置图,实验装置1,实验装置2,2、煤的干馏 原理： 把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。,煤干馏的主要产品和用途 阅读教材 P95 表4-2,干馏产品,主要化学反应：,煤的气化:,低热值气：CO 、H2,中热值气：CO 、H2、 CH4,高热值气：CH4,（作为燃料气）,（煤气、合成氨、甲醇）,（合成天然气）,3.煤的

3、气化：,将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。 作用-使煤变成清洁能源，提高煤的燃烧效率,中热值气,高热值气,将煤转化液体燃料的过程。 分为直接液化和间接液化。,4.煤的液化：,如：,直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料,间接液化：先把煤气化成一氧化碳和氢气，然后再经过催化合成，得到液体燃料。（如：甲醇等）,二、石油的综合利用,是一种暗绿色或暗褐色的粘稠的油状液体，不溶于水，有特殊气味，密度小于水，没有一定的熔点和沸点。,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

4、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。,原理：加热液体混合物时，沸点低的物质先挥发 变成气态，沸点高的物质不易挥发，而仍留在液 体内，从而达到分离的目的。,注意：蒸馏与分馏的原理是一致的，都是物理变化：,蒸馏：适用于不同物质之间沸点相差较大的混合物的 分离，得到的物质为纯净物。 分馏：适用于不同物质之间沸点相差较接近的混合物 的分离，得到的物质为混合物。,苯和溴苯的混合物，各占50% 已知苯的沸点为80.1，溴苯的 沸点为156 ，问如何分离？,蒸馏： 适用于不同物质之间 沸点相差较大的液态混合物的 分离。,思考,石油蒸馏,注意事项,1.蒸馏

5、烧瓶中液体体积不得超过容积的 2/3 2.少量瓷片，以防止液体在沸腾时剧烈跳动(暴沸) 3.温度计的水银球与蒸馏烧瓶的支管口处 4.冷凝水要从低处向高处逆流，却不可颠倒,石油分馏示意图,石油的炼制,（常压分馏）,注意：外压越小，物质的沸点越低，降低分馏塔里的压强，使重油在低温下能充分分馏，防止重油在高温下炭化结焦。,（减压分馏）,（）石油的催化裂化,在催化剂作用下，将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油等。,提高轻质液体燃料的产量。,故裂化汽油中含有不饱和烃,（）石油的裂解,用比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少的气态烃分子和少量的液态，获取有机化工原料，如

6、乙烯、丙烯、甲烷等,深度的裂化。,（）石油的催化重整：,在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，如苯,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,天然气灶,液化天然气公交车,四、合成材料 1、原料： 。 2、合成材料基本特征： 。 3、合成材料的合成原理： 。,石油、煤、天然气,相对分子质量很大，是混合物,无固定的熔沸点， 属于高分子化合物,加聚

7、、缩聚,三大合成材料:,塑料、合成橡胶、合成纤维,例如：乙烯合成聚乙烯 ， 丙烯合成聚丙烯 。 对苯二甲酸和乙二醇缩聚成聚酯纤维（涤纶） 。,聚丙烯：,单体：,CH2CHCH3,聚苯乙烯,单体：,聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃）,单体：,酚醛塑料,单体：,苯酚、甲醛,聚四氟乙烯,单体：,CF2CF2,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

8、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。,练习,石油加工的主要目的是（ ） 将石油按其成分的沸点不同加以分离 将石油按饱和与不饱和烃加以分离 得到碳原子数多的烃类 将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开,A,石油加工的主要目的是（ ） 将石油按其成分的沸点不同加以分离 将石油按饱和与不饱和烃加以分离 得到碳原子数多的烃类 将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开,用重油制取丙烯的方法是（ ） A.减压分馏 B.干馏 C.裂化 D.裂解,D,用重油制取丙烯的方法是（ ） A.减压分馏 B.干馏 C.裂化 D.裂解,石油裂解的目的是（ ） 提高轻质液体燃料的产

9、量 主要提高汽油的产量 获得短链不饱和烃 改善汽油的质量,C,石油裂解的目的是（ ） 提高轻质液体燃料的产量 主要提高汽油的产量 获得短链不饱和烃 改善汽油的质量,汽车尾气（含有烃类、CO、SO2与NO等物质）是城市空气 的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个 “催化转换器”（用铂、钯合金作催化剂）。它的特点 是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒 气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。,（1）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式 ：,（2）“催化转换器”的缺点是在一定程度上提高空气的 酸度，其原因是（ ）,SO2转化为SO3，产生硫酸酸雾,（3）控制城市空气污染源

10、的方法可以有 （多选扣分） a 开发氢能源 b 使用电动车 c 植树造林 d 戴上呼吸面具,ab,比较蒸馏、分馏、干馏,例：,丁烷催化裂化时，碳链按两种形式生成两种烷烃和烯烃，如果丁烷的裂化率为90，又知生成的两种烯烃质量相同，那么裂化后得到的混和气中分子量最小的气体所占体积约为 ( ) A.19 B. 36 C. 40 D. 50,A,2/(10+51/9),例2 在沥青中含稠环芳烃，其中偶数个苯环的可视为同系物。如： 此顺推还有D、E、F等，在该系列化合物中含碳的最大质量分数是： (A)100% (B)93.75% (C)56% (D)97.3%,解析 根据题意，应先找出这一类化合物的规律，A的分子式为C10H8，B为C16H10，C为C22H12。故这一类化合物的通式为C6n+4H2n+6，从通式可知n值越大，含碳量越高.,D,【同步训练】,1、煤在干馏时得到气态 产物是（ ）,（A）天然气 （B）水煤气 （C）焦炉气 （D）高炉煤气,C,2.下列物质中，属于纯净物质的 是（ ）,3.把煤