高中化學(xué)必修二第四章第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護(hù)

第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護(hù)湖南桃源九中高一年級(jí)第一學(xué)年第二學(xué)期高一年級(jí)化學(xué)2第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用工業(yè)生產(chǎn)：大量原料能源產(chǎn)品廢物污染環(huán)境資源的綜合利用環(huán)境保護(hù)知識(shí)回顧一、化石燃料煤、石油和天然氣都是古代

經(jīng)過一系列復(fù)雜變化而成的，它們是人們生活中經(jīng)常使用的主要燃料，因此人們常稱它們?yōu)?/p>

燃料，是

資源。二、煤、石油燃燒對(duì)環(huán)境的影響1、煤的燃燒對(duì)空氣的影響煤燃燒時(shí)會(huì)排放出

等氣體和一些煙塵，它們都是大氣的污染物。2、用石油作燃料，直接燃燒的是石油的加工產(chǎn)品——汽油、煤油、柴油等，它們?nèi)紵龝r(shí)會(huì)排放出

、

、含

化合物、未燃燒的

化合物和煙塵等，它們都是大氣的污染物。動(dòng)植物遺骸化石不可再生SO2、NO2CO氮的氧化物鉛碳?xì)淦駷橹?，煤、石油、天然氣仍是人類使用的主要能源，同時(shí)它們也是重要的化工原料。如何實(shí)現(xiàn)化石燃料的綜合利用，提高利用率，減少化石燃料燃燒所造成的環(huán)境污染，是人類面臨的重大挑戰(zhàn)。一、煤、石油和天然氣的綜合利用1、煤的種類與組成煤的種類2．煤的元素組成：C、H、O、N、S等

3．煤的成分：多種有機(jī)物和無機(jī)物所組成的復(fù)雜混合物50～60％泥煤50～70％褐煤

70～80％煙煤

95％無煙煤含C的質(zhì)量分?jǐn)?shù)

煤的種類(一)從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料4．煤的綜合利用煤的綜合利用主要是通過煤的干餾、煤的液化和氣化，獲得潔凈的燃料和多種化工原料。（1）煤的干餾煤干餾的主要產(chǎn)品和用途

干餾產(chǎn)品

主要成分

主要用途出爐煤氣焦?fàn)t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、燃料煤的汽化和液化就是使煤變成清潔能源的有效途徑，與此同時(shí)煤的燃燒效率等也得到提高。

（2）煤的氣化

（3）煤的液化煤的直接液化：使煤與氫氣作用生成液體燃料。煤的間接液化：先將煤轉(zhuǎn)化為CO和H2，再在催化劑作用下合成甲醇等。C(s)+H2O(g)

CO(g)+H2(g)高溫CO+2H2CH3OH（甲醇）一定條件5、天然氣的組成及其綜合利用天然氣主要成分是甲烷。天然氣是一種清潔燃料，可以直接用作燃料。天然氣更是一種重要的化工原料，主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇及分子內(nèi)含兩個(gè)或兩個(gè)以上碳原子的其他有機(jī)化合物。甲烷水合物甲烷水合物是由甲烷和水在高壓（>100大氣壓或>10MPa）和低溫（0～10℃）條件下合成的一種固態(tài)結(jié)晶物質(zhì)，可表示為CH4?nH2O,甲烷分子處于由多個(gè)水分子形成的籠中。甲烷水合物多呈白色或淺灰色晶體，外貌類似冰雪，可以象酒精塊一樣被點(diǎn)燃，故也有人叫它“可燃冰”。你知道嗎？6、石油的組成及其綜合利用(1)石油的分餾石油分餾是利用原油中各組分沸點(diǎn)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。石油分餾主要在分餾塔中進(jìn)行，通過分餾可以獲得汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油。石油分餾示意圖分餾是分離提純沸點(diǎn)相近的混合液體的一種方法，它實(shí)質(zhì)上就是多次蒸餾。如石油的分餾。干餾、分餾和蒸餾的區(qū)別：

干餾是固態(tài)物質(zhì)隔絕空氣加強(qiáng)熱發(fā)生分解反應(yīng)的過程，屬于化學(xué)反應(yīng)。如：煤的干餾。

蒸餾是液態(tài)混合物在不需要隔絕空氣情況下加熱發(fā)生的液體氣化再冷凝的過程。屬于物理變化。（2）石油的催化裂化石油的催化裂化是將含碳原子較多、沸點(diǎn)較高的烴斷裂為含碳原子較少、沸點(diǎn)較低的汽油的過程。石油裂化的產(chǎn)品再經(jīng)過進(jìn)一步裂解，可以獲得很多重要的化工原料。乙烯、丙烯、甲烷等都是通過石油裂化和裂解得到的重要化工原料。C16H34

C8H18+C8H16催化劑加熱加壓C8H18

C4H10+C4H8催化劑加熱加壓C4H10

C2H6+C2H4催化劑加熱加壓C4H10

CH4+C3H8催化劑加熱加壓（3）石油的催化重整①在加熱和催化劑的作用下，使石油中的鏈狀烴發(fā)生結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整而轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴的過程叫石油的催化重整。②石油的催化重整的目的：獲取苯、甲苯等重要的基本化工原料，并提高汽油品質(zhì)。25%產(chǎn)量提高(二)以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料由低分子（相對(duì)分子質(zhì)量?。┥筛叻肿踊衔铮ㄏ鄬?duì)分子質(zhì)量巨大）的反應(yīng)叫做聚合反應(yīng)。nCH3CH=CH2→〔CHCH2〕nCH3︱聚合反應(yīng)加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)明確：單體、鏈節(jié)、聚合度單體聚合度鏈節(jié)nCH3CH=CH2→〔CHCH2〕nCH3︱OOnCH2OH-CH2OH+nHO─C─C─OH→

O-CH2-CH2-O─C─C+2nH2OOOn二、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)當(dāng)人類活動(dòng)產(chǎn)生的污染物或某種能造成污染物質(zhì)，進(jìn)入環(huán)境的濃度或總量超越環(huán)境容量或環(huán)境自凈的能力，從而導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量下降及惡化的現(xiàn)象，就是環(huán)境污染。想一想：什么是環(huán)境污染呢？1998摩洛哥干旱羊上樹沙塵暴:1986年4月,烏克蘭基輔北部切爾諾貝利核電站4號(hào)反應(yīng)堆爆炸,放射性物質(zhì)大量外瀉,造成31人死亡,237人受放射性傷害.根據(jù)村民的不完全統(tǒng)計(jì)，自1999年以來，西堤頭村和劉快莊村各種癌癥患者有232人，平均年齡51歲，最小的才7歲，已經(jīng)死亡172人，其中肺癌、肝癌和腸癌的患病比例最高。兩個(gè)村的總?cè)丝诖蠹s是1.3萬，癌癥發(fā)病率達(dá)到了178/萬，是全國癌癥平均發(fā)病率7/萬的25倍多水華光化學(xué)煙霧

大氣污染物一氧化氮、二氧化氮和某些碳?xì)浠衔镌谔柟庾贤饩€的照射下，在低空大氣中發(fā)生復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)（大氣中的氧氣也參加了反應(yīng)），形成白色或淺蘭色有特殊氣味的光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧中主要含二次污染物如醛類、酮類、臭氧、過氧硝酸、乙酰酯等。光化學(xué)煙霧嚴(yán)重危害人體健康，損害植物及橡膠制品等。

請(qǐng)看以下數(shù)據(jù)：1．全世界每年消耗的化石燃料，２０世紀(jì)初不足１５億噸，７０年代初達(dá)７０－８０億噸．２．人類每年都在制造成千上萬種新化學(xué)品，有毒化學(xué)品已達(dá)４００萬噸．南極企鵝體內(nèi)也檢驗(yàn)出滴滴涕,北極附近冰蓋層,鉛汞含量不斷上升.污染到處存在,世界已無凈土(一)環(huán)境污染的分類：1．按環(huán)境要素分：大氣污染、水體污染、土壤污染

2．按人類活動(dòng)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

3．按造成污染的性質(zhì)、來源分：化學(xué)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(二)化學(xué)在環(huán)境保護(hù)上的應(yīng)用主要有以下幾個(gè)方面：1．對(duì)環(huán)境情況進(jìn)行監(jiān)測：對(duì)污染物的存在形態(tài)、含量進(jìn)行分析和鑒定。2．治理三廢：對(duì)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢水和廢渣進(jìn)行處理，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)資源的回收利用。3．尋找源頭治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝，實(shí)施清潔生產(chǎn)——綠色化學(xué)三、綠色化學(xué)與清潔生產(chǎn)綠色化學(xué)的核心是要利用化學(xué)原理從源頭消除污染。綠色化學(xué)是指化學(xué)反應(yīng)和過程以“原子經(jīng)濟(jì)性”為基本原則，即在獲取新物質(zhì)的化學(xué)反應(yīng)中充分利用參與反應(yīng)的每個(gè)原料原子，實(shí)現(xiàn)“零排放”。不僅充分利用資源，而且不產(chǎn)生污染；并采用無毒、無害的溶劑、助劑和催化劑，生產(chǎn)有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人身健康的環(huán)境友好產(chǎn)品。綠色化學(xué)化工的目標(biāo)是尋找充分利用原材料和能源，且在各個(gè)環(huán)節(jié)都潔凈和無污染的反應(yīng)途徑和工藝。對(duì)生產(chǎn)過程來說，綠色化學(xué)包括：節(jié)約原材料和能源，淘汰有毒原材料，在生產(chǎn)過程排放廢物之前減降廢物的數(shù)量和毒性；對(duì)產(chǎn)品來說，綠色化學(xué)旨在減少從原料的加工到產(chǎn)品的最終處置的全周期的不利影響。綠色化學(xué)綠色化學(xué)的核心之一：原子經(jīng)濟(jì)性最理想的“原子經(jīng)濟(jì)”：反應(yīng)物中原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物,實(shí)現(xiàn)”零排放”。即原子利用率100%.反應(yīng)物反應(yīng)產(chǎn)物反應(yīng)過程綠色化學(xué)應(yīng)用無毒無害的催化劑反應(yīng)過程反應(yīng)物藝工產(chǎn)生的全安提高能源的利用率無毒無害原料可再生資源原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)高選擇性反應(yīng)環(huán)境友好產(chǎn)品（安全、能降解、可再利用）應(yīng)用無毒無害的溶劑綠色化學(xué)示意圖請(qǐng)把左側(cè)的化學(xué)物質(zhì)與右側(cè)的環(huán)境問題聯(lián)系起來SO2、NO2氟利昂洗滌劑（生活污水）CO2溫室效應(yīng)水體富營養(yǎng)化（赤潮）酸雨臭氧層破壞白色污染塑料汽油空氣中鉛、CO超標(biāo)思考與交流[課堂練習(xí)]1、某工廠利用銅屑制硝酸銅。你認(rèn)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(jì)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。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(gè)“催化轉(zhuǎn)換器”（用鉑、鈀合金作催化劑）。它的特點(diǎn)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