高中化學(xué) 4.2 資源的綜合利用 環(huán)境保護(hù)課件 新人教版必修2.ppt

成才之路 化學(xué) 路漫漫其修遠(yuǎn)兮吾將上下而求索 人教版 必修2 化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用 第四章 第二節(jié)資源的綜合利用環(huán)境保護(hù) 第四章 迄今為止 煤仍是人類(lèi)使用的主要能源之一 同時(shí)也是重要的化工原料 煤燃燒時(shí)不僅產(chǎn)生我們所需要的能量 同時(shí)還會(huì)生成大量的二氧化硫 氮的氧化物 碳的氧化物和煙塵等污染物 采取哪些措施可以減少煤燃燒對(duì)環(huán)境造成的污染 物質(zhì)文明的快速發(fā)展給人們的生活水平帶來(lái)了快速的提高 但是物質(zhì)文明發(fā)展的同時(shí)也給人們生產(chǎn)了垃圾 帶來(lái)了煩惱 同學(xué)們對(duì)發(fā)展生產(chǎn)和保護(hù)環(huán)境有何看法 學(xué)習(xí)目標(biāo)1 了解煤 石油 天然氣的組成及其綜合利用 2 了解以煤 石油 天然氣為原料生產(chǎn)合成材料 3 了解節(jié)約能源和防止污染的重要性 4 了解綠色化學(xué)的含義并體會(huì)綠色化學(xué)在化工生產(chǎn)中的重要性 新知預(yù)習(xí)1 煤的綜合利用 1 煤的組成煤是由 和少量 組成的復(fù)雜混合物 主要含 還含有少量 等元素 有機(jī)物 無(wú)機(jī)物 碳元素 氫 氧 氮 硫 2 煤的綜合利用 隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解 煤的焦化 焦?fàn)t氣 煤焦油 可燃性氣體 2 天然氣的綜合利用 1 組成 天然氣的主要成分是 2 綜合應(yīng)用 天然氣是一種清潔的化石燃料 作為一種化工原料 主要用于 和 等 3 石油的綜合利用 1 石油的組成石油是由多種 組成的混合物 甲烷 合成氨 生產(chǎn)甲醇 碳?xì)浠衔?2 石油的綜合利用 原油中各組分沸點(diǎn)的不同 鏈狀烴 環(huán)狀烴 4 以煤 石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料 1 三大合成材料 2 實(shí)例 制取聚乙烯反應(yīng)的化學(xué)方程式為 塑料 合成橡膠和合成纖維 3 四個(gè)概念 小分子化合物 ch2 ch2 最小重復(fù)結(jié)構(gòu)單元 ch2 ch2 鏈節(jié)的數(shù)目 n 5 環(huán)境保護(hù) 1 環(huán)境問(wèn)題的含義指由于人類(lèi)不合理地開(kāi)發(fā)和利用自然資源而造成的 以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類(lèi)生活所造成的環(huán)境污染 2 當(dāng)今化學(xué)工作者面臨的重要任務(wù)環(huán)境情況的監(jiān)測(cè) 三廢的治理 尋找源頭治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝等 生態(tài)環(huán)境破壞 3 三廢 廢氣 大氣污染物主要來(lái)自 和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的 及其 廢水 含有復(fù)雜的成分 任意排放會(huì)導(dǎo)致 的污染 廢渣 對(duì)廢渣等固體廢棄物的處理兼有 和 兩個(gè)重要目的 化石燃料燃燒 廢氣 攜帶的顆粒物 土壤 水源 減少環(huán)境污染 資源回收利用 6 綠色化學(xué) 1 核心利用化學(xué)原理 2 原子經(jīng)濟(jì)的含義原子經(jīng)濟(jì)要求反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為 這時(shí)原子利用率達(dá)到 從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染 期望的最終產(chǎn)物 100 自主探究1 如何區(qū)分直餾汽油和裂化汽油 提示 直餾汽油與裂化汽油的區(qū)別 直餾汽油 石油經(jīng)常壓蒸餾制得的 主要含c5 c11的烷烴 環(huán)烷烴和芳香烴等 與溴水不反應(yīng) 可作為溴的萃取劑 裂化汽油 重油經(jīng)熱裂化或催化裂化制得的 主要含c5 c11的烷烴 烯烴 二烯烴等 能使溴水 kmno4 h 溶液褪色 2 我們學(xué)過(guò)的四種基本反應(yīng)類(lèi)型中 最符合綠色化學(xué)原則的是哪種 在有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中有哪種 提示 綠色化學(xué)的核心就是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除環(huán)境污染 我們學(xué)過(guò)的四種基本反應(yīng)類(lèi)型包括 化合反應(yīng) 分解反應(yīng) 置換反應(yīng)和復(fù)分解反應(yīng) 其中只有化合反應(yīng)產(chǎn)物唯一 反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物 即原子利用率為100 其他三種反應(yīng)的反應(yīng)產(chǎn)物不唯一 是兩種或兩種以上 所以他們的原子利用率小于100 因此 其中最符合綠色化學(xué)原則的是化合反應(yīng) 在有機(jī)化學(xué)反應(yīng)中 取代反應(yīng) 氧化反應(yīng) 酯化反應(yīng) 水解反應(yīng) 裂解反應(yīng)等產(chǎn)物均不唯一 而加成反應(yīng)產(chǎn)物唯一 因此 其中只有加成反應(yīng)原子利用率為100 最符合綠色化學(xué)原則 煤 石油和天然氣的綜合利用 思維導(dǎo)圖 1 煤的綜合利用 1 煤的組成煤是由有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物 其組成以碳元素為主 還含有少量的h o n s等元素 教材點(diǎn)撥 特別提示 煤的干餾又叫煤的焦化 從干餾產(chǎn)物中可獲得燃料及多種化工原料 煤的成分復(fù)雜 煤在干餾時(shí)發(fā)生的變化肯定也復(fù)雜啦 可以說(shuō)發(fā)生了復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化 干餾實(shí)驗(yàn)裝置圖 干餾的主要產(chǎn)品和用途 5 煤綜合利用的重要意義 減少煤燃燒產(chǎn)生的大量so2 氮的氧化物 碳的氧化物和煙塵等污染物的排放 提高煤燃燒的熱效率 煤的氣化 液化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 提取煤中的化學(xué)原料 在加工煤炭以及使用煤作燃料的過(guò)程中 對(duì)于所產(chǎn)生的煤灰 煤渣 廢氣 廢液等都加以合理的處理 做到既消除污染又充分利用資源 2 石油的綜合利用 1 石油的組成石油主要是由多種烷烴 環(huán)烷烴和芳香烴等碳?xì)浠衔锝M成的混合物 無(wú)固定熔 沸點(diǎn) 除含c h元素外 還含有s o n等元素 2 石油的分餾利用原油中各組分沸點(diǎn)不同 將復(fù)雜的混合物進(jìn)行分離的過(guò)程 分餾是利用蒸餾的原理 加熱石油 沸點(diǎn)低的烴先氣化 經(jīng)冷凝后分離出來(lái) 再冷凝出沸點(diǎn)高的烴 最終就可以將石油分成不同沸點(diǎn)范圍的蒸餾產(chǎn)物了 分餾得到的產(chǎn)物 又叫餾分 就不是純凈物而是混合物 同時(shí)也要注意石油分餾屬于物理變化 3 石油的裂化和裂解 裂化 裂解 采用比石油裂化更高的條件 使某些石油加工產(chǎn)品轉(zhuǎn)化為分子內(nèi)含碳原子數(shù)更少 沸點(diǎn)更低的氣態(tài)化工原料的方法 溫馨提示 裂化是為了提高汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量 而裂解采用比裂化更高的溫度 是為了獲得大量的乙烯 丙烯等不飽和氣體產(chǎn)物 裂化溫度一般不超過(guò)500 而裂解溫度一般是在700 1000 所以裂解是深度裂化 溫馨提示 含較多碳原子的烷烴發(fā)生裂解反應(yīng)時(shí) 碳 氫原子分為兩部分 生成另一種烷烴和一種烯烴 烷烴可繼續(xù)上述反應(yīng) 直到碳原子數(shù)較小為止 歸納比較 化學(xué)六氣的主要成分 4 以煤 石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料 1 三大合成材料塑料 合成橡膠和合成纖維這三大合成材料 都主要是以煤 石油和天然氣為原料生產(chǎn)的 2 合成高分子化合物 乙烯合成聚乙烯 乙烯分子中的雙鍵可斷裂而與其他物質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng) 在適當(dāng)溫度 壓強(qiáng)和有催化劑存在的條件下 乙烯也可以發(fā)生自身加成反應(yīng) 形成相對(duì)分子質(zhì)量巨大的高分子化合物 聚乙烯 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 ch2 這個(gè)反應(yīng)可以用下式簡(jiǎn)單表示為 nch2 ch2 ch2 ch2 n 3 生產(chǎn)合成材料的四個(gè)概念 加聚反應(yīng) 含有碳碳雙鍵的相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物 在一定條件下 相互結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大的高分子 這樣的反應(yīng)稱(chēng)為加成聚合反應(yīng) 簡(jiǎn)稱(chēng)加聚反應(yīng) 單體 在形成聚乙烯這種高分子化合物時(shí) 反應(yīng)物為乙烯 乙烯稱(chēng)為單體 鏈節(jié) 聚乙烯分子中的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元 ch2 ch2 稱(chēng)為鏈節(jié) 聚合度 聚乙烯分子中的n稱(chēng)為聚合度 表示高分子化合物中所含鏈節(jié)的數(shù)目 4 高分子化合物的合成 高分子化合物有天然的 如蛋白質(zhì) 纖維素 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 又稱(chēng)有機(jī)玻璃 合成橡膠等合成高分子化合物都是由加聚反應(yīng)制得的 相對(duì)分子質(zhì)量巨大是高分子化合物的基本特征 也是它們與低分子化合物的根本區(qū)別 高分子化合物的判斷方法 一般是看分子式中是否含有n 如果有則是高分子化合物 如果沒(méi)有則一定不是高分子化合物 2014 經(jīng)典習(xí)題選萃 下列轉(zhuǎn)化不屬于煤或石油的綜合利用的是 a 將煤干餾制得煤焦油和焦炭b 在一定條件下將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料c 將煤制成蜂窩煤作燃料d 將石油裂解制得乙烯等化工原料 典例透析 解析 a項(xiàng)煤的干餾和b項(xiàng)煤的液化屬于煤的綜合應(yīng)用 而將煤制成蜂窩煤作燃料是為了使煤燃燒更充分 不屬于綜合利用 d項(xiàng)石油裂解屬石油的綜合利用 故選c 答案 c 某高分子化合物的部分結(jié)構(gòu)如下 下列說(shuō)法不正確的是 點(diǎn)撥 有機(jī)高分子化合物雖然相對(duì)分子質(zhì)量很大 但它們的結(jié)構(gòu)并不復(fù)雜 通常是由簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)單元重復(fù)連接而成的 做題時(shí)根據(jù)高分子鏈的結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 結(jié)合單體間可能發(fā)生的反應(yīng) 找出其鏈節(jié) 書(shū)寫(xiě)聚合物的化學(xué)式可先寫(xiě)出單體的化學(xué)式 然后使雙鍵斷開(kāi)相連接即可 在書(shū)寫(xiě)時(shí)常將雙鍵碳原子作為端點(diǎn) 其他原子團(tuán)作為支鏈 1 下列關(guān)于化石燃料及其使用的一些說(shuō)法中不正確的是 a 煤的氣化是指將固態(tài)煤粉碎后高溫下變?yōu)闅鈶B(tài) 以使煤燃燒時(shí)能與氧氣充分接觸而完全燃燒b 天然氣除可用作清潔能源外 也可用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等c 石油分餾得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油其成分不相同 變式訓(xùn)練 d 化石燃料也是重要的化工原料 乙烯和苯就是分別來(lái)自于石油和煤的基本化工原料答案 a 2 2014 經(jīng)典習(xí)題選萃 關(guān)于聚乙烯的說(shuō)法正確的是 a 聚乙烯是通過(guò)加聚反應(yīng)生成的b 聚乙烯具有固定的元素組成 因而有固定的熔 沸點(diǎn)c 聚乙烯塑料袋因有毒 故不能裝食品d 聚乙烯因性質(zhì)穩(wěn)定 故不易造成污染答案 a 環(huán)境保護(hù)和綠色化學(xué) 思維導(dǎo)圖 1 環(huán)境問(wèn)題的含義通常所說(shuō)的環(huán)境問(wèn)題 主要是指由于人類(lèi)不合理地開(kāi)發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞 以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類(lèi)生活所造成的環(huán)境污染 對(duì)環(huán)境情況的監(jiān)測(cè) 三廢的治理 尋找源頭治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝等 都是當(dāng)今化學(xué)工作者面臨的重要任務(wù) 教材點(diǎn)撥 2 環(huán)境保護(hù)分析 1 環(huán)境自?xún)?人類(lèi)活動(dòng)不斷地向環(huán)境排放污染物質(zhì) 而大氣 水 土壤的擴(kuò)散 稀釋 氧化還原 生物降解等作用 使污染物的毒性和濃度自然降低 這種現(xiàn)象叫做環(huán)境自?xún)?2 排放的污染物超過(guò)了環(huán)境的自?xún)裟芰?環(huán)境質(zhì)量就會(huì)發(fā)生不良的變化 危害人類(lèi)健康和生存 于是就造成了環(huán)境污染 3 化學(xué)面臨的重要任務(wù) 1 對(duì)環(huán)境情況的監(jiān)測(cè)為了解環(huán)境的污染情況 消除和控制污染以及研究污染物的存在 分布和轉(zhuǎn)化規(guī)律 需要對(duì)污染物的形態(tài) 含量等進(jìn)行分析和鑒定 提供可靠的分析數(shù)據(jù) 2 各種污染與防治 大氣污染 4 綠色化學(xué) 1 綠色化學(xué)的含義綠色化學(xué)的目的在于不再使用有毒 有害的物質(zhì) 不再產(chǎn)生廢物 從科學(xué)觀點(diǎn)看 它是化學(xué)科學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容的更新 從環(huán)境觀點(diǎn)看 它強(qiáng)調(diào)從源頭上消除污染 從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看 它提倡合理利用資源和能源 降低生產(chǎn)成本 2 綠色化學(xué)的核心利用化學(xué)原理從源頭上減少或消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染 3 原子經(jīng)濟(jì)按照綠色化學(xué)的原則 最理想的原子經(jīng)濟(jì)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(shí)原子利用率為100 4 綠色化學(xué)對(duì)化學(xué)反應(yīng)的要求 2014 試題調(diào)研 綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)是指化學(xué)實(shí)驗(yàn)要符合綠色化學(xué)思想 如減少污染 防止浪費(fèi)等 下列符合綠色化學(xué)實(shí)驗(yàn)的是 a 用銅與濃硫酸反應(yīng)制取cuso4 并用少量品紅溶液吸收尾氣b 將co還原fe2o3后的尾氣直接排入空氣中c 用ccl4進(jìn)行萃取操作練習(xí)時(shí) 將溴水改成碘水d 將zn和稀硫酸制h2后的廢液倒入水槽后 再清洗玻璃儀器 典例透析 解析 本題考查綠色化學(xué)的實(shí)質(zhì) 品紅溶液可以用來(lái)檢驗(yàn)so2氣體 但不能用來(lái)吸收尾氣 a錯(cuò) co還原fe2o3后的尾氣中含有少量co氣體 直接排放到空氣中會(huì)造成污染 b錯(cuò) 溴易揮發(fā) 而碘不易揮發(fā) c對(duì) 鋅與稀硫酸制氫氣后的廢液倒入水槽會(huì)污染環(huán)境 d錯(cuò) 答案 c 3 在 綠色化學(xué)工藝 中 理想狀態(tài)是反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物 即原子利用率為100 下列反應(yīng)類(lèi)型能體現(xiàn) 原子經(jīng)濟(jì)性 原則的是 置換反應(yīng) 化合反應(yīng) 分解反應(yīng) 取代反應(yīng) 加成反應(yīng) 消去反應(yīng) 加聚反應(yīng) 縮聚反應(yīng)a b c d 變式訓(xùn)練 答案 b點(diǎn)撥 化合反應(yīng) 加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)均只有一種產(chǎn)物 即反應(yīng)物原子全部轉(zhuǎn)化欲制得產(chǎn)物 符合 綠色化學(xué)工藝 的要求 其它各反應(yīng)中 反應(yīng)物的原子部分轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物 1 2014 經(jīng)典習(xí)題選萃 雙選 下列說(shuō)法中 正確的是 a 石油有固定的沸點(diǎn) 所以可進(jìn)行分餾b 重油經(jīng)過(guò)催化裂化可以得到汽油c 在石油加工過(guò)程中經(jīng)過(guò)減壓蒸餾可得到石蠟油d 石油分餾所得的餾分是純凈物答案 bc 點(diǎn)撥 本題考查石油的分餾 裂化及其綜合利用 答題時(shí)要分清不同利用方式的原理或不同利用方式的目的 2 2014 四川新津中學(xué)高一月考 下列關(guān)于煤的干餾的敘述中 正確的是 a 煤的干餾是加熱使煤分解的過(guò)程b 煤的干餾是化學(xué)變化 石油的分餾是物理變化c 煤干餾的目的是為了得到煤焦油d 煤是以單質(zhì)碳為主的復(fù)雜混合物 干餾時(shí)單質(zhì)碳與混合的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化答案 b 點(diǎn)撥 將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過(guò)程 叫做煤的干熘 也叫煤的焦化 屬于化學(xué)變化 煤干餾后得到焦炭 煤焦油 焦?fàn)t氣 粗氨水和粗苯等主要產(chǎn)品 這些產(chǎn)物可用于生產(chǎn)化肥 塑料 合成橡膠 合成纖維 炸藥 染料 醫(yī)藥等 煤中含的主要元素為碳元素 還含有少量氫 氮 硫 氧等元素 由以上分析知b項(xiàng)正確 4 2014 試題調(diào)研 下列符合化學(xué)實(shí)驗(yàn) 綠色化 的有 在萃取操作的演示實(shí)驗(yàn)中 將ccl4萃取溴水改為ccl4萃取碘水 在銅和濃硝酸反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中 將銅片改為可調(diào)節(jié)高度的銅絲 將實(shí)驗(yàn)室的廢酸液和廢堿液中和后再排放a b c d 答案 d 點(diǎn)撥 綠色化 就是無(wú)污染化 溴水易揮發(fā) 而碘水不揮發(fā) 將銅片改為可調(diào)節(jié)高度的銅絲可以控制反應(yīng)的進(jìn)行 減少污染 將實(shí)驗(yàn)室的廢酸液和廢堿液中和后再排放可以消除污染 綠色化學(xué)利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染 稱(chēng)為 清潔化學(xué) 環(huán)境無(wú)害化學(xué) 環(huán)境友好化學(xué) 符合原子經(jīng)濟(jì)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 5 2014 試題調(diào)研 下列關(guān)于有機(jī)物的說(shuō)法中 正確的一組是 淀粉 油脂 蛋白質(zhì)在一定條件下都能發(fā)生水解反應(yīng) 乙醇汽油 是在汽油里加入適量乙醇而成的一種燃料 它是一種新型化合物 除去乙酸乙酯中殘留的乙酸 可加過(guò)量飽和na2co3溶液振蕩后 靜置分液 石油的分餾 裂化和煤的干餾都是化學(xué)變化 淀粉遇碘酒變藍(lán)色 葡萄糖能與新制cu oh 2發(fā)生反應(yīng) 塑料 橡膠和纖維都是合成高分子材料a b c d