化學2 第四章 第二節(jié) 資源綜合利用 環(huán)境保護(2課時)

第四章化學與自然資源的開發(fā)利用第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護第1課時新課標人教版高中化學課件系列化學必修2當前地球正面臨的嚴重問題：化石能源越來越少環(huán)境問題越來越嚴重

——保護環(huán)境已成為實現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要課題從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料三廢:廢氣、廢水、廢渣

煤、石油和天然氣仍然是人類使用的主要能源，也是三種重要的化石燃料優(yōu)點:提供能量、化工原料缺點:不可再生、環(huán)境污染從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料一、煤的綜合利用1、煤的組成

組成元素:主要是碳元素；（還有少量的H、O、N、P、S、鹵素等）組成成分：是由多種有機物、無機物組成的復(fù)雜混合物。煤的結(jié)構(gòu)模型從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料無機物(少量)有機物C

元素—大量H、O、N、S等元素

—少量無機鹽等

污染環(huán)境COx、NOx、SO2

煙塵煤的組成1、煤的組成從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料煤的綜合利用煤的干餾煤的氣化煤的液化獲得潔凈的燃料和多種化工原料——物盡其用，保護環(huán)境煤直接作燃料——利用率低并污染環(huán)境從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料②煤的干餾實驗裝置圖實驗裝置1實驗裝置22、煤的綜合利用（1）煤的干餾①煤的干餾原理：把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程。從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料煤干餾的產(chǎn)物有哪些？將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程，叫做煤的干餾。焦爐煤氣、煤焦油、焦炭從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料表4-2煤干餾的主要產(chǎn)品和用途從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料（2）煤的氣化：

將煤中的有機物及碳轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)高溫水煤氣從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料在一定條件下將煤轉(zhuǎn)化液體燃料的過程。分為直接液化和間接液化。（3）煤的液化：C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高溫如：直接液化間接液化煤與氫氣作用生成液體燃料先轉(zhuǎn)化為CO和H2，再在催化劑作用下合成甲醇CO+2H2CH3OH催化劑從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料答案①減少污染：減少了煤燃燒產(chǎn)生的SO2、氮的氧化物、碳的氧化物和煙塵等污染物的排放。②提高效率：提高了煤燃燒的熱效率。煤的氣化、液化就是使煤變成清潔能源的有效途徑，煤的燃燒效率也得以提高。③獲得原料：提取了煤中的化學原料。在加工煤炭以及使用煤作燃料的過程中，對產(chǎn)生的煤灰、煤渣、廢氣、廢液等都加以合理的處理和利用，做到既消除污染又保護環(huán)境。二、石油的綜合利用1、石油的組成元素:

主要是碳、氫元素是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物。（還有水分、鹽分等雜質(zhì)）石油的主要成分：2、石油的煉制(除水脫鹽后)從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料結(jié)合圖思考：石油分餾的產(chǎn)品有哪些及其用途？從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料石油分餾示意圖從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料（１）石油的分餾：

利用原油中各組分沸點的不同，將復(fù)雜的混合物分離成較簡單和更有用的混合物的過程。石油的常壓蒸餾產(chǎn)品：重油的減壓蒸餾產(chǎn)品：石油氣C4以下汽油C5－C8煤油C11－C16柴油C15－C18重油C20以上輕質(zhì)油燃料油、柴油、潤滑油、石蠟、瀝青你了解直餾汽油嗎？從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料比較蒸餾、分餾、干餾蒸餾分餾干餾操作過程原理目的加熱和冷凝加熱和冷凝隔絕空氣加強熱物理變化物理變化復(fù)雜的物理變化和化學變化分離精煉加工煤從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料（２）石油的催化裂化在催化劑作用下，將含碳原子較多、沸點較高的烴斷裂為含碳原子較少、沸點較低的汽油等。C16H34

C8H18+C8H16

催化劑加熱、加壓催化劑加熱、加壓

C8H18C4H10+C4H8

你了解裂化汽油嗎？裂化的目的：提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量。從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料烷烴烯烴烷烴烯烴從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料（３）石油的裂解（深度的裂化）用比裂化更高的溫度使長鏈的烴分子斷裂成碳原子數(shù)較少的氣態(tài)烴分子和少量的液態(tài)，獲取有機化工原料，如乙烯等催化劑加熱、加壓CH４+C３H６

C４H１０C４H１０催化劑加熱、加壓C２H４+C２H６

從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料裂解的目的：獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。乙烯的產(chǎn)量是一個國家石化水平的標志C16H34C8H18+C8H16催化劑加熱、加壓十六烷辛烷辛烯從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料C8H18C4H10+C4H8催化劑加熱、加壓丁烷丁烯辛烷C4H10CH4+C3H6催化劑加熱、加壓甲烷丙烯丁烷C4H10C2H6+C2H4催化劑加熱、加壓乙烷乙烯丁烷從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料（４）石油的催化重整：在加熱和催化劑的作用下，可以通過結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，如苯從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料過程原理原料產(chǎn)品及用途脫水脫鹽分餾物理變化催化裂化裂解催化重整除去原油中的鹽和水，減少能耗及對設(shè)備的腐蝕。利用加熱和冷凝，把石油分成不同沸點范圍的產(chǎn)物。石油氣，汽油，煤油，柴油，石蠟油、潤滑油、重油等。輕質(zhì)液體燃料（裂化汽油）在一定條件下使用催化劑并加熱，把相對分子質(zhì)量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量較小、沸點較低的烴。采用比裂化更高的溫度，使其中的長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等小分子乙烯、丙烯、丁二烯等（有機化工的原料）重油原油原油燃料油、潤滑油石油煉制在加熱和催化劑作用下，對直鏈烷烴的結(jié)構(gòu)進行重新調(diào)整，使其轉(zhuǎn)化成帶支鏈的烷烴或環(huán)狀烴。燃料油、潤滑油苯的同系物及其它芳香烴從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料閱讀教材資料卡片—甲烷水合物。用途：（1）化石燃料（2）化工原料：合成氨、生產(chǎn)甲醇、合成多個碳原子的有機化合物（3）可燃冰CH4·nH2OCH4＋H2OCO＋3H2催化劑高溫三、天然氣的綜合利用從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料天然氣灶液化天然氣公交車從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料俄天然氣管道通向中國德國天然氣汽車從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料四、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：

。例如：乙烯合成聚乙烯

，丙烯合成聚丙烯

。石油、煤、天然氣相對分子質(zhì)量很大，屬于高分子化合物加聚、縮聚以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料4、聚乙烯與高分子化合物（1）聚乙烯的生成CH2=CH2CH2=CH2CH2=CH2+++……[CH2—CH2

]nnCH2=CH2[CH2—CH2]n聚乙烯（2）高分子化合物及其特征

相對分子質(zhì)量很大,是混合物,無固定的熔沸點。以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料CH2==CH2

—CH2—CH2—以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料加聚反應(yīng)聚合反應(yīng)：由相對分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對分子質(zhì)量大的高分子的反應(yīng)。此反應(yīng)屬于乙烯的加成反應(yīng)，所以這種聚合反應(yīng)又叫加成聚合反應(yīng)，簡稱加聚反應(yīng)。三大合成材料:塑料、合成橡膠、合成纖維綜合利用的意義：物盡其用、保護資源，創(chuàng)造出更多產(chǎn)品以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料聚丙烯：單體：CH2＝CHCH3以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料聚苯乙烯單體：CH2＝CHC6H5以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料聚甲基丙烯酸甲酯（有機玻璃）單體：CH2＝CCH3COOCH3以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料酚醛塑料單體：苯酚、甲醛以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料聚四氟乙烯單體：CF2＝CF2以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料思考與交流：1、目前，回收利用廢舊合成材料有很多途徑，請查閱資料了解有哪些途徑？并試著從環(huán)境保護和經(jīng)濟成本等方面作出評價。2、你認為應(yīng)該限制生產(chǎn)、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，還是回收利用？請用必要資料和數(shù)據(jù)作為論據(jù)。以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料1、回收利用廢舊合成材料主要有三種途徑：一、是通過熔融再生，重新做成多種有用的材料；二、是采用熱裂解或化學處理的方法使其分解，用于制備多種化工原料；三、是將廢舊合成材料作為燃料使用。以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料科學視野：壁虎的腳與膠黏劑以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料正方觀點舉例：1、生產(chǎn)和使用合成材料可以更加合理的開發(fā)和利用自然資源；2、生產(chǎn)和使用合成材料可以使利用太陽能變的方便、經(jīng)濟和實用；3、用合成材料替代木材、棉花、天然橡膠等，有利于生態(tài)環(huán)境的保護。以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料反方觀點舉例：1、生產(chǎn)和使用合成材料等自然界原本沒有的物質(zhì)，超出環(huán)境的自然消化能力，這不是科技的進步，而是異化和倒退。2、廢舊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，經(jīng)濟上考慮根本不合算。3、天然的東西是最好的，我們應(yīng)該提倡“回歸自然”的綠色生活方式，拒絕生產(chǎn)和使用合成材料。以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料隨堂練習A1、石油加工的主要目的是（）A.將石油按其成分的沸點不同加以分離B.將石油按飽和與不飽和烴加以分離C.得到碳原子數(shù)多的烴類D.將石油中烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴分開以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料2、用重油制取丙烯的方法是（）A.減壓分餾B.干餾C.裂化D.裂解D3、石油裂解的目的是（）A.提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量B.主要提高汽油的產(chǎn)量C.獲得短鏈不飽和烴D.改善汽油的質(zhì)量C以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料第四章化學與自然資源的開發(fā)利用第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護第1課時新課標人教版高中化學課件系列化學必修2環(huán)境保護與綠色化學環(huán)境保護與綠色化學一、環(huán)境保護1、在環(huán)境問題面前，化學工作者所面臨的重要問題在環(huán)境問題日益突出的今天，化學工作者所面臨的重要任務(wù)是對

的檢測、

的治理、尋找從源頭上治理

的生產(chǎn)工藝。2、化學在三廢治理過程中的重要作用環(huán)境情況三廢環(huán)境污染環(huán)境保護與綠色化學二、環(huán)境保護與綠色化學1、環(huán)境：主要是指人類的生存環(huán)境。2、環(huán)境問題：主要是指由于人類不合理開發(fā)和利用自然資源而造成生態(tài)環(huán)境的破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染問題。3、環(huán)境污染：人類排放的污染物質(zhì)超過了環(huán)境的自凈能力，引起環(huán)境質(zhì)量發(fā)生不良變化從而危害人類健康和生存的現(xiàn)象。因此，要隨時進行環(huán)境監(jiān)測?。?！如：水華、赤潮、酸雨、光化學煙霧……環(huán)境保護與綠色化學環(huán)境污染的分類：按環(huán)境要素：分大氣污染、水體污染、土壤污染。按人類活動分：工業(yè)環(huán)境污染、城市環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。按造成污染的性質(zhì)、來源分：化學污染、生物污染、物理污染（噪聲、放射性、熱、電磁波等）、固體廢物污染、能源污染。

環(huán)境保護與綠色化學思考與交流:1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)。工業(yè)上常利用它們與一些廉價易得的化學物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)加以控制、消除或回收利用。請舉例說明這些方法的化學反應(yīng)原理和類型。酸雨是指PH≤5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，屬于嚴重的大氣污染現(xiàn)象，會區(qū)域性或隨風漂移形成對土壤肥力、森林、水生動植物和建筑物等的大范圍危害。酸雨主要是由化石燃料的燃燒、金屬礦物的冶煉、生產(chǎn)和使用硫酸、硝酸的工廠等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。環(huán)境保護與綠色化學

利用化學方法可以控制硫和氮氧化物，進而控制酸雨等危害。例如：針對我國以煤炭為主、酸雨類型屬于硫酸型的特點，主要采取燃料預(yù)脫煤、爐內(nèi)脫硫和煙囪排氣除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脫硫。

CaO+SO2====CaSO3

2CaSO3+O2====2CaSO4SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3800

℃800

℃環(huán)境保護與綠色化學再如，機動車輛的尾氣排放也同樣需要控制，其中的氮氧化物還是光化學污染的主要成因，它比硫氧化物的消除難度大，一般采用CH4、H2、NH3等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物還原，轉(zhuǎn)化為N2、CO2、H2O等無害氣體。CH4+4NO2======4NO+CO2+2H2OCH4+4NO======2N2+CO2+2H2OPt400~500℃Pt400~500℃環(huán)境保護與綠色化學水華是淡水中的一種自然生態(tài)現(xiàn)象，是由于水的富營養(yǎng)化引起藻類（如藍藻、綠藻、硅藻等）的迅猛生長，水一般呈藍色或綠色。淡水中“水華”造成的最大危害是：飲用水源受到威脅，藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍藻“水華”的次生代謝產(chǎn)物MCRST能損害肝臟，具有促癌效應(yīng)，直接威脅人類的健康和生存。環(huán)境保護與綠色化學赤潮是由于海水中浮游藻類、原生動物或細菌異常增殖或聚集而引起海水變色的現(xiàn)象。實際上，赤潮并不一定都是紅色的，它可因引發(fā)赤潮的生物種類和數(shù)量不同而呈現(xiàn)出不同顏色。環(huán)境保護與綠色化學綠色化學理念（防治優(yōu)于治理）核心：利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無害化學”、“環(huán)境友好化學”、“清潔化學”。從學科觀點看：是化學基礎(chǔ)內(nèi)容的更新。（改變反應(yīng)歷程）從環(huán)境觀點看：強調(diào)從源頭上消除污染。（從一開始就避免污染物的產(chǎn)生）從經(jīng)濟觀點看：它提倡合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本。（盡可能提高原子利用率）熱點：原子經(jīng)濟性——反應(yīng)物原子全部轉(zhuǎn)化為最終的期望產(chǎn)物，原子利用率為100%環(huán)境保護與綠色化學環(huán)境保護與綠色化學按照綠色化學的原則，最理想的“原子經(jīng)濟“就是反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，這時原子利用率為100%。思考與交流乙烯生產(chǎn)環(huán)氧乙烷環(huán)境保護與綠色化學原子利用率=25.4%原子利用率=100%環(huán)境保護與綠色化學環(huán)境保護與綠色化學答案無機反應(yīng)中的化合反應(yīng)有機反應(yīng)中的加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)。

2月02日：國際濕地日

3月22日：世界水日

4月22日：地球日

5月31日：世界無煙日

6月05日：世界環(huán)境日

6月17日：世界防治荒漠化和干旱日

7月11日：世界人口日

9月16日：國際保護臭氧層日

10月4日：世界動物日10月16日：世界糧食日12月29日：國際生物多樣性日世

界

環(huán)

境

日

把保護生態(tài)環(huán)境看成自己的神圣使命，正成為世界上越來越多人的共識。請看---環(huán)境保護與綠色化學保護環(huán)境

從我做起環(huán)境保護與綠色化學1、某工廠利用銅屑制硝酸銅。你認為可以用哪些方法？哪種最好？利用銅屑制硝酸銅可以采用以下三種方法：銅與濃硝酸反應(yīng)；銅與稀硝酸反應(yīng)；銅與氧氣反應(yīng)后，再與硝酸反應(yīng)。從原子經(jīng)濟性的角度考慮，從最大限度地減少廢物的排放的角度考慮，采用銅與氧氣反應(yīng)后，再與硝酸反應(yīng)的方法是最好的。環(huán)境保護與綠色化學2、汽車尾氣（含有烴類、CO、SO2與NO等物質(zhì)）是城市空氣的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉(zhuǎn)換器”（用鉑、鈀合金作催化劑）。它的特點是使CO與NO反應(yīng)，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化。（1）寫出一氧化碳與一氧化氮反應(yīng)的化學方程式：2CO+2NO2CO2+N2

（2）“催化轉(zhuǎn)換器”的缺點是在一定程度上提高空氣的酸度，其原因是（）

SO2轉(zhuǎn)化為SO3，產(chǎn)生硫酸酸霧（3）控制城市空氣污染源的方法可以有

（多選扣分）

a開發(fā)氫能源b使用電動車

c植樹造林d戴上呼吸面具

ab環(huán)境保護與綠色化學3、“綠色化學”是指從技術(shù)、經(jīng)濟上設(shè)計可行的化學反應(yīng)，盡可能減少對環(huán)境的負作用。下列化學反應(yīng)，不符合綠色化學概念的是（）A．消除硫酸廠尾氣排放SO2＋NH3＋H2O=(NH4)2SO3B．消除制硝酸工業(yè)尾氣的氮氧化物污染

NO2＋NO＋NaOH=2NaNO2＋H2OC．制CuSO4

Cu＋2H2SO4(濃)=CuSO4＋SO2↑＋2H2OD．制CuSO4

2Cu＋O2=2CuOCuO＋H2SO4(稀)=CuSO4＋H2OC中有污染物SO2放出，不符合“綠色化學”的概念

C環(huán)境保護與綠色化學4、保護環(huán)境是每一個公民的責任，下列做法：①推廣使用無磷洗滌劑；②城市生活垃圾分類處理；③推廣使用一次性木質(zhì)筷子；④推廣使用清潔能源；⑤過量使用化肥、農(nóng)藥；⑥推廣使用無氟冰箱。其中有利于保護環(huán)境的是（）A．①②④⑤B．②③④⑥C．①②④⑥D(zhuǎn)．③④⑤⑥5、綠色化學的目標是（）A．減少對環(huán)境的污染B．防患于未然，最終杜絕化學污染源C．設(shè)計對人類健康和環(huán)境更安全的化合物D．研究變換基本原料和起始化合物綠色化學的核心是利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。

CB環(huán)境保護與綠色化學6、現(xiàn)有以下幾種措施：①對燃燒煤時產(chǎn)生的尾氣進行除硫處理，②少用原煤做燃料，③燃煤時鼓入足