資源的綜合利用和環(huán)境保護

1、第二節(jié) 資源綜合利用 環(huán)境保護第四章 化學與可持續(xù)發(fā)展1煤不經(jīng)過加工，只能作為燃料，不僅對熱的利用率低，而且煤燃燒時還產(chǎn)生大量的煙塵、廢渣和有毒氣體，污染環(huán)境。2形成：古代動植物經(jīng)過上一萬年的復雜變化形成的，屬不可再生資源 根據(jù)石油專家以往的推算 ,地球上石油只能使用 40 50年 ，煤炭還有不到100年措施：實現(xiàn)煤炭、石油的綜合利用，提高他們的利用率減少化石燃料燃燒所造成的環(huán)境污染3一.煤的綜合利用煤的成分？煤的綜合利用有哪些途徑，相應的產(chǎn)物又有哪些？煤的干餾是物理變化還是化學變化無煙煤泥煤4煤炭的主要組成5煤的組成無機物(少量)無機鹽等 有機物C 元素大量H、O、N、S 等元素 少量污染環(huán)

2、境COx、NOx、 SO2 煙塵煤的組成：多種有機物和無機物所組成的復雜 混合物6煤的種類5060泥煤5070褐煤7080煙煤95無煙煤含C的質(zhì)量分數(shù)煤的種類無煙煤泥煤褐煤7煤直接作燃料利用率低并污染環(huán)境（1）煤的干餾什么是煤的干餾把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程煤的干餾產(chǎn)物：出爐煤氣、煤焦油、焦炭8干餾產(chǎn)品 主要成分 主要用途出爐煤氣焦爐氣氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳氣體燃料、化工原料粗氨水氨、銨鹽氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、 合成材料 煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚類、萘類染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料瀝青筑路材料、制碳素電極 焦炭炭冶金、合成氨造氣、電石、燃料9煤的氣化在一定條件

3、下把煤中的有機物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。主要反應是：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 高溫煤的液化在一定條件下將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料直接液化煤與氫氣作用生成液體燃料間接液化 先轉(zhuǎn)化為CO和H2，再在催化劑作用合成甲醇 CO + 2H2 CH3OH（甲醇）一定條件10二.天然氣的利用天然氣的主要成分是甲烷綜合利用：A、燃料清潔能源B、化工原料：合成氨、生產(chǎn)甲醇、合成兩碳或多碳有機物液化天然氣公交車天然氣灶11甲烷水合物是由甲烷和水在高壓（100大氣壓或10MPa）和低溫（010）條件下合成的一種固態(tài)結(jié)晶物質(zhì)，可表示為CH48H2O,甲烷分子處于由多個水分子形成的籠中。甲烷水合物多呈白色

4、或淺灰色晶體，外貌類似冰雪，可以象酒精塊一樣被點燃，故也有人叫它“可燃冰”。甲烷水合物 :12三.石油的綜合利用（1）石油的組分主要有哪些？（3）石油分離的原理和方法是什么？（4）分餾與蒸餾區(qū)別是什么，是物理變化還是化學變化（5）石油分餾后餾分有哪些，每一種餾分是純凈物還是 混合物（2）石油的綜合利用有哪些途徑？13（1）石油的組成組成元素：主要是碳、氫元素組成成分：各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物（一般不含烯烴）石油是混合物,無固定的沸點.利用分餾的原理進行石油的分離.14石油的分餾利用原油中各組分沸點的不同進行分離的過程叫分餾.原油的預處理-脫水、脫鹽石油的一次加工-分餾設備-分餾塔.

5、（2）石油的分餾15石油分餾主要在分餾塔中進行，通過分餾可以獲得汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油。有常壓分餾減壓分餾兩種.1617實驗室蒸餾石油的裝置 溫度計蒸餾燒瓶冷凝器接受器（牛角管） 碎瓷片 1825%產(chǎn)量提高19（3）石油的催化裂化 -在一定的條件下，將相對分子質(zhì)量大的烴（重油或石蠟油）斷裂成相對分子質(zhì)量小的烴的過程叫裂化.含有不飽和烴,能使溴水褪色,不能用來萃取溴.C16H34 C8H18 + C8H16十六烷辛烷辛烯催化劑加熱加壓成分:目的：提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量和質(zhì)量，獲得石油裂化氣。注意汽油有直餾汽油和裂化汽油兩種.直餾汽油是由石油直接分餾而得的汽油(不含烯烴)；裂化汽油是由重油經(jīng)裂化而制得

6、的汽油(含有烯烴)。兩者成分不同. 原料：石油分餾產(chǎn)品（重油）20裂解是深度的裂化.（4）石油的裂解:為了獲得更多的短鏈的不飽和烴（如乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯等），以進行三大合成 在更高的溫度下，使長鏈烴（石油分餾產(chǎn)物）斷裂成乙烯、丙烯等短鏈烴。目的:原理：C8H18 C4H10 + C4H8 高溫C4H10 C3H6 + CH4 高溫C4H10 C2H6 + C2H4 高溫把鏈狀烴轉(zhuǎn)化成為環(huán)狀烴的過程.如:苯或甲苯等.（5）催化重整:原料：汽油21加成聚合反應（即加聚反應）方法：將雙鍵改為單鍵，將原來連在不飽和碳原子上的其它原子（或原子團）寫在鏈節(jié)的上方或下方。聚乙烯nCH2CH2 CH2C

7、H2 n 催化劑四 化石燃料的產(chǎn)品三大合成材料塑料、合成橡膠、合成纖維22聚氯乙烯nCH2CH2 CH2CH2n 催化劑ClClnCH2CH2 CH2CH2n 催化劑CH3CH3聚丙烯23聚氯乙烯塑料聚乙烯塑料聚丙烯塑料聚苯乙烯塑料2425合成纖維26聚四氟乙烯單體：CF2CF227合成材料概況：隨著人類不斷的文明和進步，人對天然材料的利用已不能滿足很多方面的需要，于是就發(fā)生了一場材料的革命人工合成材料；合成材料的原料豐富、制造加工簡單，性能千變?nèi)f化；塑料、合成纖維、合成橡膠稱為三大合成材料；黏合劑、涂料也屬于合成材料。28塑料 塑料的主要成分是合成樹脂，其中還添加了某些特定用途的添加劑（如提

8、高塑性的增塑劑、防止老化的防老化劑）；有些熱塑性塑料（聚乙烯塑料），可以反復加工，多次使用；有些熱固性塑料（電木），一旦加工成型就不會受熱熔化。 常見的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有機玻璃）、酚醛塑料（電木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。29合成纖維纖維天然纖維化學纖維棉花羊毛木材草類合成纖維：用石油、天然氣等為原料制成的單體，再經(jīng)聚合制成的纖維（如：“六大綸”、碳纖維、光導纖維等）人造纖維：用木材、草類的纖維經(jīng)化學加工制成。如黏膠纖維等30合成橡膠橡膠天然橡膠合成橡膠通用橡膠特種橡膠丁苯橡膠順丁橡膠氯丁橡膠聚硫橡膠硅橡膠31例2：如何用化學方法檢驗一瓶裂化汽油里是否含有甲苯、二甲苯

9、等芳香烴？寫出實驗步驟。取約5ml汽油，滴加溴水至溴水不褪色為止，再加入適量NaOH溶液除去剩余Br2，分液。取油層液體，滴加酸性KMnO4稀溶液，振蕩。若KMnO4溶液褪色，則說明含有苯的同系物（甲苯、二甲苯）。32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)。331、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作成多種有用的材料；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

10、料使用。34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。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。351.下列物質(zhì)中，有固定熔沸點的是（ ） A汽油 B煤 C苯 D煤焦油課堂練習C

11、2.下列說法錯誤的是（ ）A石油是只含有的烷烴，可以通過石油的分餾得到汽油B含以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C石油的分餾是一個化學過程D石油裂解得到的裂解氣中含不飽和的烯烴C363、1moL 某直鏈烷烴A可以直接裂解成1moL 氣態(tài)烷烴 B 和 1moL氣態(tài)烯烴 C，經(jīng)測定，裂解后混合氣體的密度是同溫同壓下氫氣的 14.5倍，試回答：(1)A的式量為 ，結(jié)構(gòu)簡式為 .(2)B可能是 ,C可能是 .(3)如果將1moL B完全燃燒需要 2moL 氧氣，則C 就是 。該烯烴發(fā)生加聚反應的化學方程式為 。 58CH3CH2CH2CH3甲烷或乙烷丙烯或乙烯丙烯nCH2=CHCH3 CH2 CH

12、 n 催化劑CH3課堂練習37二、環(huán)境保護與綠色化學38394041被污染的小河42亂扔導致的污染4344二、環(huán)境保護與綠色化學 環(huán)境問題的含義 保護環(huán)境工作者當前的任務：（1）對環(huán)境情況的檢測（2）三廢的治理（3）尋找源頭治理環(huán)境的生產(chǎn)工藝要較好地完成這些任務，都離不開化學知識。生態(tài)環(huán)境破壞環(huán)境污染廢氣（化學燃料燃燒及工廠廢氣）廢水（工業(yè)廢水、生活廢水等）廢渣（工業(yè)垃圾、生活垃圾等）45 傳統(tǒng)的化學工業(yè)給環(huán)境帶來的污染已十分嚴重，目前世界每年產(chǎn)生的有害廢物達3億噸4億噸，給環(huán)境造成危害，并威脅著人類的生存。有識之士提出了綠色化學的號召，并立即得到了全世界的積極響應。綠色化學的核心就是要利用化

13、學原理從源頭減少和消除污染。46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：是化學基礎內(nèi)容的更新。（改變反應歷程）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)濟性反應物原子全部轉(zhuǎn)化為最終的期望產(chǎn)物，原子利用率為100%47人類保護傘的洞臭氧層被破壞空中死神酸雨全球變暖溫室效應光化學煙霧無形殺手居室污染環(huán)境污染的類別：1、大氣污染：來自工業(yè)廢氣，汽車尾氣，生活廢氣（硫與氮

14、的氧化物，碳氧化物，氮氫化物，鹵素化合物，放射性）48催化劑催化劑催化劑汽車尾氣催化轉(zhuǎn)化原理492、水污染：來自工業(yè)廢水、生活廢水(無 機物, 重金屬鹽類,營養(yǎng)物有機物, 洗 滌劑, 石油)水體富營養(yǎng)化（N、P、K、S的化合物）（生活污水、農(nóng)田排水、化肥、合成洗滌劑、工業(yè)廢水引起藻類、浮游生物暴發(fā)性繁殖 赤潮、水華）50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，直接威脅人類的健

15、康和生存。51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。 返回52水！1998摩洛哥干旱羊上樹 屢次經(jīng)受干旱考驗的摩洛哥山羊?qū)W會了在沒有草吃的時候爬上樹吃樹葉。53 重金屬污染：如 汞、鎘、鉛、鉻、砷貓自殺事件水俁?。ü廴荆┕趋阑巫兇喙峭床。ㄦk污染）智力發(fā)展隱性殺手鉛污染3、土壤污染 來自工業(yè)垃圾、生活垃圾、廢水、化肥、農(nóng)藥殘留(Cl,P,S)、放射物質(zhì)殘留4、噪聲污染 5、輻射污染6、食品污染：54 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 -55太陽能汽車5657綠色化學綠色化學的