2020-2021学年第二节 资源综合利用，环境保护备课ppt课件

这是一份2020-2021学年第二节 资源综合利用，环境保护备课ppt课件，共60页。PPT课件主要包含了第四章，有机物，无机物，碳元素，氧氮硫，2煤的综合利用，煤的焦化，焦炉气，煤焦油，可燃性气体等内容，欢迎下载使用。
化学与自然资源的开发利用
第二节 资源的综合利用 环境保护
迄今为止，煤仍是人类使用的主要能源之一，同时也是重要的化工原料。煤燃烧时不仅产生我们所需要的能量，同时还会生成大量的二氧化硫、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等污染物。采取哪些措施可以减少煤燃烧对环境造成的污染？物质文明的快速发展给人们的生活水平带来了快速的提高，但是物质文明发展的同时也给人们生产了垃圾，带来了烦恼，同学们对发展生产和保护环境有何看法？
●学习目标1．了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。2．了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料。3．了解节约能源和防止污染的重要性。4．了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性。
●新知预习1．煤的综合利用(1)煤的组成煤是由________和少量__________组成的复杂混合物，主要含__________，还含有少量__________________等元素。
隔绝空气加强热使之分解
2．天然气的综合利用(1)组成：天然气的主要成分是__________。(2)综合应用：①天然气是一种清洁的化石燃料。②作为一种化工原料，主要用于__________和__________等。3．石油的综合利用(1)石油的组成石油是由多种_____________组成的混合物。
　原油中各组分沸点的不同
4．以煤、石油和天然气为原料生产合成材料(1)三大合成材料：__________________________。(2)实例：制取聚乙烯反应的化学方程式为：__________________________________________。
塑料、合成橡胶和合成纤维
5．环境保护(1)环境问题的含义指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的_______________，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。(2)当今化学工作者面临的重要任务环境情况的监测、三废的治理、寻找源头治理环境污染的生产工艺等。
(3)三废①废气：大气污染物主要来自_______________和工业生产过程中产生的__________及其_______________。②废水：含有复杂的成分，任意排放会导致____________________的污染。③废渣：对废渣等固体废弃物的处理兼有_____________和__________________两个重要目的。
6．绿色化学(1)核心利用化学原理__________________________________ ________。(2)原子经济的含义原子经济要求反应物中的原子全部转化为__________________，这时原子利用率达到__________________。
从源头上减少和消除工业生产对环境的
●自主探究1．如何区分直馏汽油和裂化汽油？提示：直馏汽油与裂化汽油的区别：直馏汽油：石油经常压蒸馏制得的。主要含C5～C11的烷烃、环烷烃和芳香烃等。与溴水不反应，可作为溴的萃取剂。裂化汽油：重油经热裂化或催化裂化制得的。主要含C5～C11的烷烃、烯烃、二烯烃等。能使溴水、KMnO4(H＋)溶液褪色。
2．我们学过的四种基本反应类型中，最符合绿色化学原则的是哪种？在有机化学反应中有哪种？提示：绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除环境污染。我们学过的四种基本反应类型包括：化合反应、分解反应、置换反应和复分解反应，其中只有化合反应产物唯一，反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%，其他三种反应的反应产物不唯一，是两种或两种以上，所以他们的原子利用率小于100%。因此，其中最符合绿色化学原则的是化合反应。
在有机化学反应中，取代反应、氧化反应、酯化反应、水解反应、裂解反应等产物均不唯一，而加成反应产物唯一。因此，其中只有加成反应原子利用率为100%，最符合绿色化学原则。
●教材点拨1．煤的综合利用(1)煤的组成煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，其组成以碳元素为主，还含有少量的H、O、N、S等元素。
煤、石油和天然气的综合利用
(2)煤的综合利用(3)煤的干馏：①定义：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程。特别提示：煤的干馏又叫煤的焦化。从干馏产物中可获得燃料及多种化工原料。煤的成分复杂，煤在干馏时发生的变化肯定也复杂啦！可以说发生了复杂的物理变化和化学变化！
③干馏的主要产品和用途：
(5)煤综合利用的重要意义：①减少煤燃烧产生的大量SO2、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等污染物的排放。②提高煤燃烧的热效率——煤的气化、液化是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也得以提高。③提取煤中的化学原料——在加工煤炭以及使用煤作燃料的过程中，对于所产生的煤灰、煤渣、废气、废液等都加以合理的处理，做到既消除污染又充分利用资源。
2．石油的综合利用(1)石油的组成石油主要是由多种烷烃、环烷烃和芳香烃等碳氢化合物组成的混合物，无固定熔、沸点。除含C、H元素外，还含有S、O、N等元素。
(2)石油的分馏利用原油中各组分沸点不同，将复杂的混合物进行分离的过程。分馏是利用蒸馏的原理，加热石油，沸点低的烃先气化，经冷凝后分离出来；再冷凝出沸点高的烃。最终就可以将石油分成不同沸点范围的蒸馏产物了。分馏得到的产物(又叫馏分)不是纯净物而是混合物，同时也要注意石油分馏属于物理变化。
(3)石油的裂化和裂解①裂化：②裂解：采用比石油裂化更高的条件，使某些石油加工产品转化为分子内含碳原子数更少、沸点更低的气态化工原料的方法。
温馨提示：裂化是为了提高汽油的产量和质量，而裂解采用比裂化更高的温度，是为了获得大量的乙烯、丙烯等不饱和气体产物；裂化温度一般不超过500℃，而裂解温度一般是在700℃～1000℃，所以裂解是深度裂化。
温馨提示：含较多碳原子的烷烃发生裂解反应时，碳、氢原子分为两部分，生成另一种烷烃和一种烯烃；烷烃可继续上述反应，直到碳原子数较小为止。
归纳比较：化学六气的主要成分
4.以煤、石油和天然气为原料生产合成材料(1)三大合成材料塑料、合成橡胶和合成纤维这三大合成材料，都主要是以煤、石油和天然气为原料生产的。
(3)生产合成材料的四个概念①加聚反应：含有碳碳双键的相对分子质量小的化合物，在一定条件下，相互结合成相对分子质量大的高分子，这样的反应称为加成聚合反应，简称加聚反应。②单体：在形成聚乙烯这种高分子化合物时，反应物为乙烯，乙烯称为单体。③链节：聚乙烯分子中的重复结构单元—CH2—CH2—称为链节。④聚合度：聚乙烯分子中的n称为聚合度，表示高分子化合物中所含链节的数目。
(4)高分子化合物的合成：高分子化合物有天然的，如蛋白质、纤维素、淀粉，也有人工合成的聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(又称有机玻璃)、合成橡胶等合成高分子化合物都是由加聚反应制得的。相对分子质量巨大是高分子化合物的基本特征，也是它们与低分子化合物的根本区别。高分子化合物的判断方法：一般是看分子式中是否含有n，如果有则是高分子化合物，如果没有则一定不是高分子化合物。
5．由加聚反应生成高聚物的单体的判断(1)凡链节中主碳链为两个碳原子，其单体必为一种，将链节中两个单键闭合即为单体。如
(2015·黑龙江省大庆铁人中学高二月考)下列关于煤、天然气、石油等资源的说法正确的是(　　)A．煤的干馏是物理变化B．液化石油气和天然气的主要成分都是碳氢化合物C．石油裂化得到的汽油是纯净物D．煤的气化和石油的分馏都是物理变化
【解析】　A．煤的干馏是指在隔绝空气的条件下加强热使之分解，生成焦炭、煤焦油和煤气等，属于化学变化，故A错误；B.液化石油气主要成分是含1～4个碳原子的气态烷烃和烯烃，天然气的成分是甲烷，它们都属于碳氢化合物，故B正确；C.汽油成分主要为C5－C11的烷烃、环烷烃、烯烃及芳香烃，属于混合物，故C错误；D.煤的汽化属于化学变化，主要生成氢气和一氧化碳，石油的分馏属于物理变化，故D错误。【答案】　B
【点拨】　有机高分子化合物虽然相对分子质量很大，但它们的结构并不复杂，通常是由简单的结构单元重复连接而成的，做题时根据高分子链的结构特点，结合单体间可能发生的反应，找出其链节。书写聚合物的化学式可先写出单体的化学式，然后使双键断开相连接即可。在书写时常将双键碳原子作为端点，其他原子团作为支链。
(2015·河北省广平县一中高二4月月考)下列说法正确的是(　　)A．石油裂化的主要目的是为了提高轻质油的质量和产量B．石油分馏所得到的馏分是一种具有固定熔沸点的纯净物C．可燃冰、干冰和冰的主要化学成分相同D．石油的裂化、分馏、裂解等都是化学变化
【解析】　A．石油裂化的主要目的是为了提高轻质油的质量和产量，A正确；B.石油分馏所得到的馏分是没有固定熔沸点的混合物，B错误；C.可燃冰的主要成分是甲烷，干冰的主要成分是CO2，冰的主要化学成分是水，C错误；D.石油的裂化、裂解等都是化学变化，分馏是物理变化，D错误，答案选A。【答案】　A
关于聚乙烯的说法正确的是(　　)A．聚乙烯是通过加聚反应生成的B．聚乙烯具有固定的元素组成，因而有固定的熔、沸点C．聚乙烯塑料袋因有毒，故不能装食品D．聚乙烯因性质稳定，故不易造成污染
●教材点拨1．环境问题的含义通常所说的环境问题，主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。对环境情况的监测、三废的治理、寻找源头治理环境污染的生产工艺等，都是当今化学工作者面临的重要任务。
2．环境保护分析(1)环境自净：人类活动不断地向环境排放污染物质，而大气、水、土壤的扩散、稀释、氧化还原、生物降解等作用，使污染物的毒性和浓度自然降低，这种现象叫做环境自净。(2)排放的污染物超过了环境的自净能力，环境质量就会发生不良的变化，危害人类健康和生存，于是就造成了环境污染。
3．化学面临的重要任务(1)对环境情况的监测为了解环境的污染情况，消除和控制污染以及研究污染物的存在、分布和转化规律，需要对污染物的形态、含量等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据。
(2)各种污染与防治①大气污染：
4.绿色化学(1)绿色化学的含义绿色化学的目的在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物。①从科学观点看，它是化学科学基础内容的更新。②从环境观点看，它强调从源头上消除污染。③从经济观点看，它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。(2)绿色化学的核心利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染。
(3)原子经济按照绿色化学的原则，最理想的原子经济就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。(4)绿色化学对化学反应的要求
(2015·云南省景洪市三中高一期中)下列措施不符合节能减排的是(　　)A．大力发展火车发电，解决电力紧张问题B．在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水C．用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，并回收石膏D．用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气
【解析】　A．大力发展火力发电，是能够解决电力紧张问题，但是会消耗大量的化石燃料，在燃烧过程会产生大量粉尘及CO2，不符合节能减排的原则，错误；B.在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水，既解决了能源问题，也不会造成环境污染，符合节能减排的原则，正确。C.用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫，发生反应形成CaSO3，进一步氧化变为CaSO4，形成并回收石膏，使物质得到充分利用，同时减少了环境污染，符合节能减排原则，正确。D.用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气，可以解决农村的能源利用，沼气池的渣子可以作为农田的肥料充分利用，达到节能减排的目的，正确。【答案】　A
(2015·河南省周口中英文学校高一月考)20世纪90年代初，国际上提出“预防污染”这一新概念，绿色化学是预防污染的基本手段，下列各项属于绿色化学的是(　　)A．处理废弃物 B．治理污染点C．减少有毒物 D．杜绝污染源
【解析】　A．处理废弃物是环境污染物已经排出再处理，不是从源头消除污染，不符合绿色化学含义，所以错误。B.治理污染点也是环境污染物已经产生再处理，不是从源头消除污染，不符合绿色化学含义，所以错误。C.减少有毒物并没有彻底消除污染，不符合绿色化学含义，所以错误。D.杜绝污染源是从源头消除了污染，符合绿色化学含义，所以正确。【答案】　D
1．(2015·江苏省扬州中学高三4月测试)在全球气候变暖的背景下，以低能耗、低污染为基础的“低碳经济”成为发展趋向。下列不属于“促进低碳经济”宗旨的是(　　)A．提高能源效率、寻找替代能源、保护森林以及生态友好型消费B．推广以液化石油气代替天然气作民用燃料C．推广利用二氧化碳与环氧丙烷和琥珀酸酐的三元共聚物的生物降解材料D．推广“绿色自由”计划，吸收空气中CO2并利用廉价能源合成汽油
【解析】　A．提高能源效率、寻找替代能源，就可以减少化石能源的使用，减少CO2、固体废弃物的产生与排放，保护森林，使天更蓝，空气更清新，这样生态环境更好，正确；B.若推广以液化石油气代替天然气作民用燃料，则会产生更多的CO2气体，会消耗更多化石能源，不利于环境保护，错误；C.推广利用二氧化碳与环氧丙烷和琥珀酸酐的三元共聚物的生物降解材料，就可以减少固体废弃物对环境造成的污染，符合“低碳经济”发展要求，正确；D.推广“绿色自由”计划，吸收空气中CO2并利用廉价能源合成汽油，可以减少石油的开采和使用量，减少空气中CO2的含量，符合“低碳经济”理念，正确。【答案】　B
2．(2015·江苏省扬州市高二期末)以下食品中的有机成分属于高分子化合物的是(　　)A．谷类中含有的淀粉B．植物油、动物脂肪中含有的油脂C．食醋中含有的醋酸D．酒中含有的酒精
【解析】　A．谷类中含有的淀粉属于高分子化合物，正确；B.植物油、动物脂肪中含有的油脂，相对分子质量只有几百，不是高分子化合物，错误；C.食醋中含有的醋酸有确定的分子式CH3COOH，相对分子质量是60，不属于高分子化合物，错误；D.酒中含有的酒精是C2H6O，相对分子质量是46，不属于高分子化合物，错误。【答案】　A
3．(2015·山东省即墨市高二期中)下列石油和煤的炼制和加工过程中，不属于化学变化的是(　　)A．分馏 B．干馏C．裂化 D．裂解
【解析】　分馏：互溶的两种液体，利用沸点不同进行分离，故A不属于化学变化；B.干馏：隔绝空气对煤进行加强热使其分解，属于化学变化；C.裂化：一定条件下，使含碳原子数较多、相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为含碳原子数较少、相对分子质量较小、沸点较低的烃，属于化学变化；D.裂解：以比裂化更高温度，使石油分馏产物中的长链烃断裂成气态短链烃，属于化学变化，故A选项符合题意。【答案】　A
4．(2015·浙江省余姚中学高二4月月考)关于石油的说法中，不正确的是(　　)A．石油主要含烃类物质，这些烃类物质随着烃分子含有的碳原子数的增加沸点升高B．常压分馏得到的汽油是混合物，没有固定的沸点，但石油气为纯净的丙烷C．石油分馏不是化学变化，但裂化是化学变化D．催化重整和加氢裂化可以提高汽油等轻质油的品质【解析】　石油分馏过程中得到的各种馏分均为混合物。【答案】　B
6．(2015·湖南省娄底市高一期末)“资源节约型和环境友好型社会”就是要谋求社会的和谐发展。请根据这一主题，选择下列序号进行填空：A．二氧化碳 B．氮氧化物C．二氧化硫 D．氟氯烃(1)推广使用燃煤脱硫技术，防治________污染；(2)造成温室效应和全球气候变暖的主要物质是________；(3)会破坏臭氧层的物质是________；(4)导致光化学烟雾的物质是________。
【解析】　(1)推广使用燃煤脱硫技术，减少二氧化硫的排放，防治二氧化硫产生的污染；(2)造成温室效应的气体是二氧化碳，二氧化碳的密度大于空气，使地球相当于又一个保护膜，热量不能散发出去，导致气候变暖；(3)破坏臭氧层的物质的氟氯烃，氟氯烃与臭氧反应转化为氧气，使臭氧减少；(4)导致光化学烟雾的是氮的氧化物。【答案】　(1)C　(2)A　(3)D　(4)B
一、蒸馏、分馏、干馏的比较归纳