高中化学人教版 (新课标)必修2第二节 资源综合利用,环境保护评课ppt课件
展开1. 煤、石油和天然气的综合利用2. 环境保护与绿色化学
第二节 资源综合利用 环境保护
1.了解了解煤、石油的提炼方法与产品;2.理解煤、石油综合利用的原因和意义;3.以乙烯为例,认识聚合反应,高分子化 合物并了解高分子材料在生活中的应用 及可能带来的环境问题;4.认识化学在环境保护中的作用,树立绿 色化学观念。
以小组讨论为主,让学生在给出的讨论题目下将知识目标逐个实现。
体会化学在自然资源开发和利用中的意义和作用,加强学生的环保意识,培养学生绿色化学的理念。
煤干馏、石油分馏及裂化的原理。
石油裂化、聚合物单体的判断。
1.1 从煤、石油和天然气中获得基本化工原料
煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,以C为主,含少量H、O、N、S等。
1. 煤、石油和天然气的综合利用
将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,也叫煤的焦化。可得到焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油和焦炭等。
将煤转化成可燃性气体的过程。
将煤直接与氢气作用生成液体燃料称为直接液化;将煤先转化为CO和H2,再在催化剂作用下合成甲醇的过程成为间接液化。
石油又称原油,是在地下深处开采的棕黑色粘稠性可燃液体,由各种烷烃、环烷烃和芳香烃等多种碳氢化合物组成的混合物。
主要含C、H,还含少量O、N、S等。
利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程。可得到汽油、煤油、柴油和重油等。
石油的裂化就是在一定条件下,将相对分子质量较大,沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小,沸点较低的烃过程,又称催化裂化。
(3)石油的裂化和裂解:
这里的汽油为裂化汽油,含不饱和键;通过石油分馏得到的汽油叫直馏汽油,只含饱和键。
石油的裂解(深度的裂化)是将石油分馏产品在比裂化更高的温度(700℃~800℃甚至更高)下,使烃分子中的化学键发生更大程度的断裂,以获得乙烯丙烯等不饱和小分子烃的过程。
在催化剂作用下,将链状烃结构重新调整转化为环状烃的过程。
(4)石油的催化重整:
(1)天然气的组成:CH4为主。
(2)天然气的应用:合成氨,甲醇等。
1.2 以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
塑料、合成橡胶和合成纤维。
乙烯称为单体,重复结构单元─CH2=CH2─称为链节;n称为聚合度。
聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、合成橡胶等都是通过加聚反应制得的,它们都是混合物。
以煤、石油和天然气为原料,合成多种高分子材料,使人类在利用自然资源的进程中前进了一大步。但是,很多常用塑料在自然环境中降解速率很慢,急剧增加的废弃物也造成了巨大的环境压力。
1. 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论据。
2. 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。
3. 结合教材中碳循环示意图,举出一些化学反应实例,说明循环过程中碳及其化合物之间的转化,讨论这些过程对人类生存、发展的意义和作用。
2.1 环境问题: 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。
2. 环境保护与绿色化学
又称环境友好化学,环境无害化学,清洁化学,是用化学的技术和方法去减少或清除有害物质的生产和使用。
利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。
2.3 绿色化学的核心:
指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%。
1.煤、石油和天然气的组成
2.煤干馏原理及其产品
3.石油分馏得到的产品及裂化过程
4.绿色化学的核心及原子经济
1(2009天津卷)海水是巨大的资源宝库,在海水淡化及综合利用方面,天津市位居全国前列。从海水中提取食盐和溴的过程如下:
(1)请列举海水淡化的两种方法: 、 。
(2)将NaCl溶液进行电解,在电解槽中可直接得到 的产品有H2、 、 、或H2、 。
(3)步骤Ⅰ中已获得Br2,步骤Ⅱ中又将Br2还原 为Br,其目的为 。
(4)步骤Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2,吸收率可达95%, 有关反应的离子方程式为 ,由此反应可知, 除环境保护外,在工业生产中应解决的主要问题 是 。
(5)某化学研究性学习小组为了解从工业溴中提纯溴的方法,查阅了有关资料,Br2的沸点为59℃。微溶于水,有毒性和强腐蚀性。他们参观生产过程后,了如下装置简图:
①图中仪器B的名称: 。
②整套实验装置中仪器连接均不能用橡胶塞和橡 胶管,其原因是 。
③实验装置气密性良好,要达到提纯溴的目的,操作中 如何控制关键条件: 。
④C中液体产生颜色为 。为除去该产物中仍残留的少 量Cl2,可向其中加入NaBr溶液,充分反应后,再进 行的分离操作是 。
(1)蒸馏法、电渗析法、离子交换法及其他合 理答案中的任意两种(2)Cl2 NaOH NaClO(3)富集溴元素(4)Br2+SO2+2H2O=4H++SO42-+2Br- 强酸 对设备的严重腐蚀(5)①冷凝管 ②Br2腐蚀橡胶③控制温度计b的温 度,并收集59℃的馏分④深红棕色分液(或 蒸馏)
2(2009广东卷)超细氧化铝是一种重要的功能陶瓷原料。(1)实验室常以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3为原料,在一定条件下先反应生成沉淀NH4AlO(OH)HCO3,该沉淀高温分解即得超Al2O3,NH4AlO(OH)HCO3热分解的化学反应方程式 。(2)NH4Al(SO4)2·12H2O的相对分子质量为453。欲配制100mlPH为2浓度约为0.1ml-1的NH4Al(SO4)2溶液,配制过程为①用托盘天平称量NH4Al(SO4)2·12H2O固体 g。②将上述固体置于烧杯中 。
(3)在0.1ml·l-1NH4Al(SO4)2溶液中,铝各形态的浓度(以Al3+计)的对数(lgc)随溶液ph变化的关系见下图
①用NaOH溶液调节(2)中溶液pH至7,该过程中发生反应的离子方程式有 ②请在答题卡的框图中,画出0.01ml·l-1NH4Al(SO4)2溶液中铝各形态的浓度的对数lgc随溶液pH变化的关系图,并进行必要的标注。
作图要点:起始与最终数值为-2;刚开始产生沉淀时PH要增大;完全沉淀和沉淀溶解时的PH应与原图一样;氢氧化铝完全溶解时的PH也是不变的二纵座标发生改变,所以线要与原图有所区别。
(1)解答该题的关键是要判断出反应的产物,由题意NH4AlO(OH)HCO3热分解的产物应该有Al2O3,结合所学知识可知产物还应有NH3、CO2和H2O,配平化学方程式得:
2NH4AlO(OH)HCO3 2NH3↑+Al2O3+3H2O↑+2CO2↑
(2)注意配置一定物质的量浓度溶液的操作步骤地准确性,一般是计算、溶解、转移、洗涤、定容、装瓶。计算时要注意规范,同时要注意托盘天平的精确度是±0.1g,100ml 0.1ml/LNH4Al(SO4)2中,物质的量为0.01ml,M[NH4Al(SO4)2]=453g/ml ,所以m(NH4Al(SO4)2)=453g/ml×0.01ml=4.53g=4.5g;溶解时要注意玻璃棒搅拌,转移时注意用到玻璃棒引流,同时还要注意洗涤操作,定容时距刻度2~3cm处应改用胶头滴管,同时还要注意上下震荡,使之混合均匀,装瓶时要注意贴上标签。
(3)①从题给图示可以看出,pH至7时铝离子完全转化为氢氧化铝沉淀,没有出现沉淀的溶解,又因为铵根离子水解使溶液显酸性,所以中性溶液中必须是铵根离子和一水合氨的混合物,说明必需有铵根离子与氢氧根的反应。该过程中发生反应的离子方程式为: Al3+ +3OH-=Al(OH)3↓;NH4+ +OH-=NH3·H2O②作图时注意NH4Al(SO4)2浓度的变化,由于浓度变为0.01ml·l-1,所以起始与最终数值为-2,又因为Al3+浓度减少减少为0.01ml·l-1,而溶度积常数不变,所以刚开始产生沉淀时pH要增大。而完全沉淀和沉淀溶解时的PH应与原图一样不能改变,但注意氢氧化铝完全溶解时的PH也是不变的二纵座标发生改变,所以线要与原图有所区别。
3 (2009海南卷)
工业上常用氨氧化法生产硝酸,其过程包括氨的催化氧化(催化剂为铂铑合金丝网)、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。请回答下列问题:
(1)氨催化氧化的化学方程式为 :
(2)原料气中空气必须过量,其主要原因是 ;
(3)将铂铑合金做成薄丝网的主要原因是 ;
(4)水吸收二氧化氮生成硝酸为放热反应,其化学方 程式为 ,为了提高水对二氧化氮的吸收 率,可采取的措施为 (答2项)。
(2)提高氨的转化率和一氧化氮的转化率
(3)增大单位质量的催化剂与反应物的接触面积
(4)3NO2+H2O=2HNO3+NO 加压 降温
(2)根据平衡原理,增大反应物的浓度,平衡向正 反应方向移动,以提高原料的转化率;(3)这是为了增大铂铑合金的表面积,使接触面积 增大,提升催化的效果;(4)为了提高吸收率,可根据溶解过程放热采用降 温处理,且气体的吸收可用加压的方式。
1.含有碳元素的混合物是 ( )①二氧化碳 ②石灰石 ③甲烷④天然气 ⑤一氧化碳 ⑥石油 ⑦乙醇 ⑧煤 ⑨醋酸 ⑩水煤气A. ①②③④⑤ B. ⑥⑦⑧⑨⑩C. ①③⑤⑦⑨ D. ②④⑥⑧⑩
2.下列各组物质中均属于有机物的是 ( ) A. 乙酸,乙醇,淀粉 B. 金刚石,水,天然气C. 大理石,干冰,一氧化碳 D. 酒精,煤气,塑料
3.下列燃料燃烧不会造成环境污染的是( ) A. 煤 B. 酒精 C. 汽油 D. 氢气
4.下列燃料中不属于矿物燃料的是( ) A. 天然气 B. 煤 C. 石油 D. 酒精
5.下列各气体属于纯净物的是 ( )A. 天然气 B. 水煤气 C. 甲烷 D. 液化石油气
6.关于裂化和裂解的叙述中,不正确的是( ) A. 裂解与裂化的产物中都含有不饱和烃B. 裂解与裂化都是为了得到气态烃C. 裂解与裂化的原料都是石油分馏产品D. 裂解与裂化都是为了使相对分子质量大的烃断 裂成相对分子质量小的烃
7.按照绿色化学原则,下列反应符合最理想原子经济性的是( ) A. 乙烯与氧气在银催化作用下生成环氧乙烷B.乙烷与氯气反应制备氯乙烷C.苯与乙醇在一定条件下生产乙苯D.乙醇与浓硫酸共热制备乙烯
8.绿色化学的目标是( ) A.减少对环境的污染B.防患于未然,最终杜绝化学污染源C.设计对人类健康和环境更安全的化合物D.研究变换基本原料和起始化合物
9. 如何防止铁的锈蚀是工业上研究的重点内容。为研究铁锈蚀的影响因素,某同学做了如下探究实验
回答以下问题:(1)上述实验中发生了电化学腐蚀的是(填实验序 号) ;在电化学腐蚀中,负极反应 是 ;正极反应是 。(2)由该实验可知,可以影响铁锈蚀速率的因素 是 。(3)为防止铁的锈蚀,工业上普遍采用的方法 是 (答两种方法)。
(1)3、4、5、6 Fe-2e-=Fe2+(或2Fe-4e- =2Fe2+) O2+4e-+2H2O=4OH-(2)湿度、温度、O2的浓度、电解质存在 (3)电镀、发蓝等表面覆盖层,牺牲阳极的阴极 保护法等(其他合理答案也给分)
1.B 2.B 3.AD 4.B 5.D 6.C7. (1) SO2,NO2 和可吸入颗粒物(2)污染环境10.增大空气进入量或减少液化石油气进入量
人教版 (新课标)必修2第二节 资源综合利用,环境保护背景图ppt课件: 这是一份人教版 (新课标)必修2第二节 资源综合利用,环境保护背景图ppt课件,共50页。PPT课件主要包含了有机物,无机物,碳氢化合物,煤焦油,合成氨,合成橡胶,合成纤维,结构单元,聚合度,污染物等内容,欢迎下载使用。
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高中化学第二节 资源综合利用,环境保护课前预习课件ppt: 这是一份高中化学第二节 资源综合利用,环境保护课前预习课件ppt,共40页。PPT课件主要包含了废水废渣,无机物少量,有机物,C元素大量,无机盐等,污染环境,煤的组成,煤的综合利用,煤的干馏,煤的气化等内容,欢迎下载使用。