第七章學案34資源綜合利用　環(huán)境保護

1、學案34 資源綜合利用環(huán)境保護考綱要求1.了解煤、石油、天然氣等綜合利用的意義。2.了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎。3.了解化學在解決能源危機中的重要作用，樹立綠色化學的觀念。知識點一煤、石油、天然氣的綜合利用1煤的綜合利用煤是由_和少量_組成的_，主要含有_元素，還含有少量_、_、_、_等元素。(1)煤的干餾原理：把煤_使其分解的過程。煤的干餾是一個復雜的_變化過程。煤的干餾產(chǎn)物a_，b._，c._，d._。(2)煤的氣化將煤中的_轉(zhuǎn)化為_的過程，目前主要方法是碳和水蒸氣反應制水煤氣。化學方程式為_。(3)煤的液化_液化：煤氫氣液體燃料_液化：煤水水煤氣甲醇等問題思考1水煤氣的成分與

2、液化石油氣有何區(qū)別？2天然氣的綜合利用(1)天然氣的主要成分是_，它是一種_的化石燃料，更是一種重要的化工原料。(2)天然氣與水蒸氣反應制取H2原理：_。3石油的綜合利用(1)石油的成分石油主要是由多種_組成的混合物。所含元素以_、_為主，還有少量N、S、P、O等。(2)石油的分餾利用_中各組分_不同，將復雜的混合物分離成較簡單和更有用的_的過程叫做分餾。分餾是_過程。其主要目的是得到_、_、_等輕質(zhì)油。(3)石油的裂化條件：催化劑催化、高溫。過程：含碳原子較多、沸點較高的烴斷裂為_的烴，裂化是_過程。主要目的：將_轉(zhuǎn)化為_。(4)石油的裂解定義：石油在更高的_下發(fā)生深度裂化，石油中的烴分子斷

3、裂成以乙烯、丙烯為主的_。生產(chǎn)目的：生產(chǎn)_、丙烯、甲烷等重要_。問題思考2煤加工和石油的煉制過程中哪些是化學變化，哪些是物理變化？3為什么裂化汽油不能用于從溴水中萃取溴？4三大合成材料(1)三大合成材料是指_。(2)聚合反應合成聚乙烯的化學方程式：_，單體為_，鏈節(jié)為_，聚合度為_。知識點二環(huán)境保護與綠色化學1環(huán)境問題環(huán)境問題主要是指由于人類不合理地_而造成的_，以及_和_所造成的環(huán)境污染?！叭龔U”的污染主要指：(1)大氣污染大氣污染物主要來自_和_產(chǎn)生的廢氣及其攜帶的_。(2)水污染工業(yè)廢水，_，農(nóng)田過度施肥，噴灑農(nóng)藥都會對水源造成污染。(3)固體廢棄物污染，如白色污染。當今環(huán)境污染存在以下

4、幾方面問題：酸雨形成原因主要是_和_。光化學煙霧主要是_、碳氫化合物造成的。臭氧空洞主要是氮氧化合物、_等的排放引起的。溫室效應主要是由于大氣中CO2含量的不斷增加造成的。白色污染_塑料的大量使用。赤潮含_洗衣粉的大量使用及其廢水的任意排放。2環(huán)境保護的措施(1)工業(yè)廢氣攜帶顆粒物的回收利用。(2)工業(yè)、生活污水經(jīng)處理達標后排放、限制使用_洗滌劑。(3)回收、限制廢棄塑料，研制_塑料。3綠色化學(1)原子經(jīng)濟原子經(jīng)濟要求反應物的原子_，原子的利用率達到_，也就是說在化學反應中不產(chǎn)生任何廢物。原子的利用率×100%(2)綠色化學綠色化學的核心就是利用化學原理從_對環(huán)境的污染。4可持續(xù)發(fā)

5、展可持續(xù)發(fā)展是指_發(fā)展，需要_、_、_和環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展?？沙掷m(xù)發(fā)展的要點是發(fā)展援助、環(huán)境保護、清潔水源、能源開發(fā)、綠色貿(mào)易。5可持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護與綠色化學三者的關系環(huán)境保護是可持續(xù)發(fā)展的一個重要方面，綠色化學能從根本上為環(huán)境保護和可持續(xù)發(fā)展提供一步到位、一勞永逸的技術支持。一、石油煉制方法的比較1石油的分餾、裂化、裂解的比較2.直餾汽油和裂化汽油的區(qū)別獲得方法主要化學成分鑒別方法直餾汽油一般是C5C11的烷烴及少量的芳香烴等，性質(zhì)穩(wěn)定裂化汽油含有C5C11的烷烴和烯烴，性質(zhì)活潑典例導悟1如何從石油中獲得更多的輕質(zhì)燃油一直是化學家探索的課題，將石油分餾得到的重油進行裂化可以獲得更多的輕質(zhì)燃油

6、。資料一：石蠟是含有2030個碳原子的烷烴的混合物，常溫下呈固態(tài)。資料二：石油催化裂化中通常使用Al2O3作催化劑。某研究性學習小組在實驗室中模擬石油的催化裂化，裝置如圖：實驗過程中可觀察到燒瓶中固體石蠟先熔化，試管中有少量液體凝結，試管中酸性高錳酸鉀溶液褪色，實驗后聞試管中液體氣味，具有汽油的氣味。(1)該裝置儀器連接的順序應遵循的原則為_，為保證實驗成功，實驗前必須進行的操作是_，裝置中較長導管的作用是_；(2)試管中溶液褪色說明了_；(3)能否用試管中的液體萃取溴水中的溴，理由是_。(4)寫出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化學方程式_。(5)石油裂化的重要意義是_。變式演練1近期我國冀東渤海

7、灣發(fā)現(xiàn)儲量達10億噸的大型油田。下列關于石油的說法正確的是()A石油屬于可再生礦物能源B石油主要含有碳、氫兩種元素C石油的裂化是物理變化D石油分餾的各餾分均是純凈物二、環(huán)境保護與綠色化學關于“綠色化學”的具體要求見下圖：典例導悟2霧霾天氣是困擾廣州亞運會實現(xiàn)“綠色亞運”目標的一大障礙。為此，廣州市政府于2009年12月10日發(fā)布了2010年第16屆廣州亞運會空氣質(zhì)量保障方案的通知，以切實保障亞運會期間有一個優(yōu)質(zhì)的空氣環(huán)境。下列措施不可能改善空氣質(zhì)量的是()A在大型燃煤鍋爐上安裝低氮燃燒器，采用煙氣脫硝技術B加強道路揚塵污染控制，強化路面保潔，灑水防塵C在煉油廠、鋼鐵廠、發(fā)電廠等，推廣和使用脫硫

8、技術，降低硫氧化物的排放D增加汽油、柴油等能源的供應量，提倡以汽車代步的現(xiàn)代消費與生活理念聽課記錄：變式演練2(2011·南昌模擬)化學與生活、社會密切相關。下列說法不正確的是()A利用太陽能等清潔能源代替化石燃料，有利于節(jié)約資源、保護環(huán)境B凡含有食品添加劑的食物對人體健康均有害，不可食用C為防止電池中的重金屬等污染土壤和水體，應積極開發(fā)廢電池的綜合利用技術D提倡人們購物時不用塑料袋，是為了防止白色污染1判斷正誤(1)煤的干餾和石油的分餾均屬化學變化()(2011·山東理綜9A)(2)風力發(fā)電，讓能源更清潔()(2011·重慶理綜6A)(3)環(huán)保涂料，讓環(huán)境更宜居

9、()(2011·重慶理綜6D)(4)用Na2S去除廢水中的Hg2：Hg2S2=HgS()(2011·北京理綜9A)(5)用催化法處理汽車尾氣中的CO和NO：CONOCNO2(2011·北京理綜9B)(6)煤油可由石油分餾獲得，可用作燃料和保存少量金屬鈉()(2010·山東理綜12C)(7)石油干餾可得到汽油、煤油等()(2010·福建理綜6B)2(2011·福建理綜，6)下列關于化學與生產(chǎn)、生活的認識不正確的是()ACO2、CH4、N2等均是造成溫室效應的氣體B使用清潔能源是防止酸雨發(fā)生的重要措施之一C節(jié)能減排符合低碳經(jīng)濟的要求D合理

10、開發(fā)利用可燃冰(固態(tài)甲烷水合物)有助于緩解能源緊缺3(2010·江蘇，1)化學與能源開發(fā)、環(huán)境保護、資源利用等密切相關。下列說法正確的是()A為提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，應大量使用化肥和農(nóng)藥B綠色化學的核心是應用化學原理對環(huán)境污染進行治理C實現(xiàn)化石燃料清潔利用，就無需開發(fā)新能源D垃圾是放錯地方的資源，應分類回收利用4(2010·四川理綜，6)節(jié)能減排對發(fā)展經(jīng)濟、保護環(huán)境有重要意義。下列措施不能減少二氧化碳排放的是()A利用太陽能制氫B關停小火電企業(yè)C舉行“地球一小時”熄燈活動D推廣使用煤液化技術題組一煤、石油、天然氣的綜合利用1(2011·濟南模擬)根據(jù)下圖所示把煤

11、隔絕空氣加強熱，下列敘述錯誤的是()A煤發(fā)生了化學變化B液體X的pH7；Y是一種黑色黏稠狀液體C氣體Z易燃，可還原CuO，也可使溴水褪色D橫玻璃管中產(chǎn)生濃的白煙2已知天然氣的主要成分CH4是一種會產(chǎn)生溫室效應的氣體，等物質(zhì)的量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應，前者大。下面是有關天然氣的幾種敘述，其中正確的是()天然氣與煤、柴油相比是較清潔的能源等質(zhì)量的CH4和CO2產(chǎn)生的溫室效應也是前者大燃燒天然氣也是形成酸雨的原因之一CH4作為化工原料可用于合成氨、生產(chǎn)甲醇A B C D3下列關于石油的說法不正確的是()A石油主要含C、H兩種元素B石油主要是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴所組成的混合物C石油有固定

12、的熔點D石油分餾得到的汽油是混合物4用來鑒別裂化汽油和直餾汽油的試劑是()A乙醚 B溴水CNaOH溶液 D鹽酸5丁烷催化裂化，其碳鏈按兩種方式斷裂，生成兩種烷烴和兩種烯烴。若丁烷的裂解率為90%，且裂解后兩種烯烴的質(zhì)量相等，則裂解后得到的相對分子質(zhì)量最小的氣態(tài)烴在混合氣體中的體積分數(shù)為()A11% B19% C40% D50%6(2011·杭州質(zhì)檢)用石油和煤可以得到有機化工生產(chǎn)中需要的眾多原料，例如由石油得到的乙烯和煤得到的苯制聚苯乙烯。生產(chǎn)過程如下：下列說法不正確的是()A通過裂解可以從石油中獲得更多的乙烯B把煤干餾不能直接得到苯的純凈物C制聚苯乙烯的反應為加成反應，為消去反應D

13、反應的原子利用率都達到了100%7已知碳原子數(shù)3的烷烴均可裂化為碳原子數(shù)更少的一種烷烴和一種烯烴。含有5個碳原子的烷烴催化裂化可生成的烯烴最多有()A4種 B5種 C3種 D2種8有人設計了一套實驗，分餾原油的五個步驟：將蒸餾燒瓶固定在鐵架臺上，在蒸餾燒瓶上塞好帶溫度計的橡皮塞。連接好冷凝管。把冷凝管固定在鐵架臺上，將冷凝管進水口的橡皮管的另一端和水龍頭連結，將和出水口相接的橡皮管的另一端放在水槽中。把酒精燈放在鐵架臺上，根據(jù)酒精燈高度確定鐵圈的高度，放好石棉網(wǎng)。向蒸餾燒瓶中放入幾片碎瓷片，再用漏斗向燒瓶中加入原油，塞好帶溫度計的橡皮塞，把連接器連接在冷凝器的末端，并伸入接收裝置(如錐形瓶中)

14、。檢查氣密性(利用給固定裝置微熱的方法)。請完成以下題目：(1)上述實驗正確的操作順序是_(填序號)。(2)所用的主要儀器有_。(3)冷凝管里水流的方向與蒸汽的流向_(填“相同”或“相反”)。(4)溫度計的水銀球應放在_位置，以測量_的溫度。(5)蒸餾燒瓶中放幾片碎瓷片的目的是_。題組二環(huán)境保護和綠色化學9下列方法不會對環(huán)境造成污染的是()A繼續(xù)使用氯氟代烷作空調(diào)制冷劑B用焚燒的方法來處理白色垃圾C用煤代替日漸短缺的石油作燃料D用氫氧燃料電池來驅(qū)動汽車10(2011·唐山模擬)下列敘述正確的是()CO2的大量排放會加劇溫室效應正常雨水的pH為5.6，主要是因為溶解了SO2利用太陽能、

15、風能和氫能替代化石能源可以改善空氣的質(zhì)量含磷合成洗滌劑易于被細菌分解，不會導致水體污染為防止電池中的重金屬離子污染土壤和水源，廢電池要集中處理A BC D題號1234567910答案11.已知煤的部分結構模型如圖所示：(1)從煤的結構模型來看，煤是工業(yè)上獲得_烴的重要來源。(2)我國大約70%的煤是直接用于燃燒的。從煤的結構模型來看，在提供熱量的同時產(chǎn)生大量的_等氣體物質(zhì)，造成嚴重的大氣污染。(3)“型煤”技術不僅可以減少87%的廢氣排放量，煙塵排放量也可減少80%，致癌物苯并a芘的排放量也減少，同時節(jié)煤20%30%?！靶兔骸奔夹g的原理是利用固硫劑在燃燒過程中生成穩(wěn)定的硫酸鹽。下列物質(zhì)中適宜于

16、作固硫劑的是_(填字母)。A氯化鈣 B氧化鈣C硫酸鈣 D氫氧化鈣(4)某“型煤”生產(chǎn)廠利用石灰石作固硫劑，試用化學方程式表示其“固硫”過程_。(5)除上述的“型煤”技術外，為了解決煤燃燒所造成的污染問題和提高煤的利用價值，煤資源的綜合利用方法還有_、_、_等。題組三實驗探究12某些廢舊塑料可采用下列方法處理：將廢塑料隔絕空氣加強熱，使其變成有用的物質(zhì)，實驗裝置如圖。加熱聚丙烯廢塑料得到的產(chǎn)物如下表：產(chǎn)物氫氣甲烷乙烯丙烯苯甲苯碳質(zhì)量分數(shù)(%)1224121620106(1)試管A中殘留物有多種用途，如下列轉(zhuǎn)化就可制取高聚物聚乙烯。A中殘留物CaC2HCCH乙烯聚乙烯寫出反應的化學方程式：(不必注

17、明反應條件)_，_。(2)試管B收集到的產(chǎn)品中，能使酸性高錳酸鉀溶液褪色的物質(zhì)，其一氯代物有_種。(3)錐形瓶C中觀察到的現(xiàn)象是_。經(jīng)溴水充分吸收，經(jīng)干燥后剩余氣體的平均相對分子質(zhì)量為_。(4)產(chǎn)物中的苯和甲苯也是煤干餾的產(chǎn)物，若在煤焦油中獲取苯或甲苯可用_方法。(5)寫出C中逸出的氣體在工業(yè)上的兩種用途_、_。學案34資源綜合利用環(huán)境保護【課前準備區(qū)】知識點一1有機物無機物復雜混合物碳氫氧氮硫(1)隔絕空氣加強熱物理、化學a.焦爐氣b煤焦油c焦炭d粗氨水(2)有機物可燃性氣體CH2O(g)COH2(3)直接間接2(1)甲烷清潔(2)CH4H2OCO3H23(1)碳氫化合物碳氫(2)原油沸點混

18、合物物理變化汽油煤油柴油(3)含碳原子較少、沸點較低化學變化重油輕質(zhì)油(4)溫度短鏈烴乙烯化工基本原料4(1)塑料、合成橡膠和合成纖維(2)nCH2=CH2CH2=CH2CH2CH2n知識點二1開發(fā)和利用自然資源生態(tài)環(huán)境破壞工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人類生活(1)化石燃料燃燒工業(yè)生產(chǎn)過程顆粒物(2)生活污水(3)SO2氮氧化合物氮氧化合物氟氯代烴聚乙烯磷2(2)含氮、磷(3)可降解3(1)全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物100%(2)源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)4既滿足現(xiàn)代人的需求又不損害后代人滿足其需求的能力的經(jīng)濟社會資源問題思考1水煤氣是碳在高溫下和水蒸氣反應制得，其成分是CO和H2，而液化石油氣是含碳原子數(shù)較少的烴

19、，主要是丙烷。2煤的干餾和石油的裂化、裂解都是化學變化，石油的分餾為物理變化。3直餾汽油與裂化汽油的成分不同，直餾汽油是由石油直接分餾得到，其中不含有烯烴；而裂化汽油是通過裂化得到，其中含有烯烴。因此直餾汽油可作萃取劑，裂化汽油不能作萃取劑?！菊n堂活動區(qū)】一、1.石油煉制的方法分餾催化裂化石油的裂解常壓減壓原理用蒸發(fā)冷凝的方法把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產(chǎn)物在催化劑存在的條件下，把相對分子質(zhì)量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量小、沸點低的烴在高溫下，把石油產(chǎn)品中具有長鏈分子的烴斷裂為各種短鏈的氣態(tài)烴或液態(tài)烴主要原料原油重油重油含直鏈烷烴的石油分餾產(chǎn)品(含石油氣)主要產(chǎn)品溶劑油、汽油、煤油、柴油、

20、重油潤滑油、凡士林、石蠟、瀝青、煤焦油抗震性能好的汽油和甲烷、乙烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯等乙烯、丙烯、1,3­丁二烯等2.獲得方法主要化學成分鑒別方法直餾原油直接分餾，物理變化一般是C5C11的烷烴及少量的芳香烴等，性質(zhì)穩(wěn)定能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油汽油裂化汽油重油裂化，化學變化含有C5C11的烷烴和烯烴，性質(zhì)活潑典例導悟1(1)從下往上，從左往右檢驗裝置的氣密性導氣、冷凝氣體(2)裂化生成了碳原子數(shù)小于5的烯烴(3)不能，因為裂化產(chǎn)物中有烯烴，易與溴發(fā)生加成反應(4)C20H42C10H22C10H20(5)可提高石油產(chǎn)品中輕質(zhì)燃油特別是汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量解析儀器連接的順

21、序應遵循從下往上，從左往右的原則，裝入藥品之前要檢驗裝置的氣密性。依據(jù)石油分餾工業(yè)的分餾塔原理，設置了長導管，其作用除導氣外，兼起冷凝氣體的作用；依據(jù)催化裂化原理，下列反應皆有可能發(fā)生：aC20H42C10H20C10H22bC10H22C5H12C5H10cC5H12C2H4C3H8dC5H12CH4C4H8試管中KMnO4酸性溶液褪色說明生成了常溫常壓下呈氣態(tài)的5個碳原子以下的烯烴；由于裂化產(chǎn)物中有烯烴生成，易與溴發(fā)生加成反應，所以不能用來萃取鹵素單質(zhì)；從以上變化可以看出，石油裂化的主要目的是為了獲得更多的輕質(zhì)燃油，特別是汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量。2D影響空氣質(zhì)量且造成霧霾天氣的主要污染物為氮、硫

22、氧化物，可吸入顆粒物、揮發(fā)性有機物等。A項措施可降低氮氧化物的排放；B項措施可降低空氣中固體漂浮物的含量；C項，可降低空氣中硫氧化物的含量；D項，增加了化石燃料的消耗量，造成碳氧化物的大量排放，會引發(fā)溫室效應等。變式演練1B石油、煤均屬于化石燃料，是不可再生礦物資源，故A錯誤；石油的裂化是把長鏈烴變?yōu)槎替湡N，是化學變化，故C錯誤；石油分餾是利用各類烴的沸點不同，將石油分為不同的餾分，但是每種餾分是由沸點接近的烴組成，屬于混合物，故D錯誤。2BB項中食品添加劑只要在國家規(guī)定允許范圍內(nèi)使用、合理使用對人體是無害的，例如味精等。其余幾項都正確。【課后練習區(qū)】高考集訓1(1)×(2)(3)(

23、4)(5)×(6)(7)×解析石油的分餾應區(qū)別于煤的干餾，兩者是本質(zhì)不同的兩個概念。2A造成溫室效應的氣體包含CO2和CH4，但不包含N2。3D化肥和農(nóng)藥雖然能提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，但會污染環(huán)境、影響人體健康，不能大量使用，A錯誤；綠色化學的核心是利用化學原理從源頭上減少和消除對環(huán)境的污染，B錯誤；化石燃料屬于不可再生能源，故仍需開發(fā)新能源緩解能源缺乏的問題，C錯誤；垃圾可分類回收利用，節(jié)約能源，D正確。4D化石燃料的使用必然帶來大量CO2氣體的排放，煤液化技術盡管在一定程度上使煤變得稍清潔，使SO2等的排放量減少和熱量的利用率有較大提高，但不能減少CO2氣體的排放。考點

24、集訓1D煤的干餾是化學變化，A正確；煤的干餾產(chǎn)物X是粗氨水，顯堿性，pH7，Y是煤焦油，所以是黑色粘稠狀液體，B正確；氣體Z是焦爐氣，其成分為CH4、H2、CO、C2H4，它是易燃氣體，而且CO、H2均有還原性，能還原CuO，C2H4可與溴水發(fā)生加成反應而使溴水褪色，所以C正確；把煤隔絕空氣加強熱產(chǎn)生大量棕黃色煙而不會有濃的白煙生成，所以D錯。2B天然氣與煤、柴油比較，氫的質(zhì)量分數(shù)高，氫燃燒無污染，是相對清潔的能源；CH4的摩爾質(zhì)量為16 g·mol1較小，則等質(zhì)量時，n(CH4)>n(CO2)，則CH4的溫室效應大于CO2；天然氣燃燒不產(chǎn)生硫、氮的氧化物，故不是酸雨形成的原因；由CH4的用途知正確。3C石油是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳