高三化學專題精品課件6

第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護1．了解煤、石油和天然氣等綜合利用的意義。2．了解能源是人類生存和社會發(fā)展的重要基礎(chǔ)。3．認識化學在環(huán)境保護中的作用，樹立綠色化學的觀念。1．利用好教材中展示的圖表，熟悉天然氣、煤、石油作為化工原料的重要性。2．結(jié)合實際體會環(huán)境保護及防治的意義。一、煤、石油、天然氣的綜合利用1．煤(1)煤的組成：有機物和少量無機物組成的復雜的________，主要含________等元素。(2)煤的綜合利用途徑有________________________________________________________________________。制水煤氣的原理為：________________________________________________________________________。2．石油(1)石油的成分多種________組成的混合物，所含元素以________為主。(2)石油的分餾利用原油中各組分________不同，將復雜混合物分離成較簡單和更有用的混合物的過程。(3)石油的裂化含碳原子較多、高沸點的烴在催化劑、高溫條件下，斷裂成________，裂化是化學過程。十六烷裂化的方程式__________________________________________________________________。(4)石油的裂解在更高溫度下的深度裂化，丁烷裂解為甲烷和丙烯的方程式：________________________________________________________________________。3．天然氣(1)主要成分是________，是一種清潔的化石燃料和重要的化工原料。(2)合成NH3和CH3OH：寫出以甲烷、水和空氣制NH3的方程式：____________________________________________________________________________________________________。4．三大合成材料(1)三大合成材料指________。(2)聚合反應(yīng)合成聚乙烯的化學方程式為：________________________________________________________________________，單體為________，鏈節(jié)為________，聚合度為________。二、環(huán)境保護與綠色化學1．環(huán)境保護(1)三廢污染指________________________________________________________________________。(2)環(huán)保措施：________________________________________________________________________。2．綠色化學(1)核心是利用________從源頭上減少和消除________的污染。(2)原子經(jīng)濟性：反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的________，即原子利用率為________。答案：二、1.(1)廢水、廢氣、廢渣(2)回收利用，達標排放；研制可降解塑料2.(1)化學原理工業(yè)對環(huán)境(2)最終產(chǎn)物100%1．關(guān)于石油組成的下列敘述，正確的是 ()A．石油只含碳、氫兩種元素，是多種烴的混合物B．石油主要含碳、氫兩種元素，是多種烴的混合物C．石油是液態(tài)的物質(zhì)，只含液態(tài)烴D．石油的大部分是液態(tài)烴，其中溶有氣態(tài)烴和固態(tài)烴答案：BD2．(2009·西安八校)某同學提出了下列環(huán)保建議，其中你認為可以采納的是 ()①用氣態(tài)燃料代替液態(tài)和固態(tài)燃料作為發(fā)動機動力來源；②開發(fā)生產(chǎn)無汞電池；③提倡使用一次性發(fā)泡塑料餐具和塑料袋；④分類回收垃圾；⑤開發(fā)無磷洗滌劑；⑥提倡使用手帕，減少餐巾紙的使用A．①②③④B．②③④⑤C．①②④⑤⑥ D．全部解析：用氣態(tài)燃料可以減少硫、鉛等對環(huán)境造成的污染。開發(fā)無汞電池可以減少重金屬污染。一次性發(fā)泡塑料餐具和塑料袋是造成白色污染的主要原因，③錯誤。分類回收垃圾，一可以廢物利用，二可以減少垃圾的污染。含磷洗滌劑的使用是產(chǎn)生赤潮的主要原因。提倡使用手帕，減少餐巾紙的使用可以節(jié)省木材。答案：C3．2008年8月，在北京成功舉辦的第二十九屆奧運會，突出了“綠色奧運、科技奧運、人文奧運”的理念。其中“綠色奧運”是指 ()A．把環(huán)境保護作為奧運設(shè)施規(guī)劃和建設(shè)的首要條件B．運動員的食品全部是未加任何添加劑的食品C．奧運場館建設(shè)均使用天然材料建造，不使用人工合成材料D．所有奧運用品全部是綠色的答案：A4．下列說法錯誤的是 ()A．石油中含有C5～C11的烷烴，可以通過石油的分餾得到汽油B．含C18以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C．煤是由有機物和無機物組成的復雜的混合物D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來答案：D5．(2008·江蘇高考)化學與生活、社會密切相關(guān)。下列說法不正確的是 ()A．利用太陽能等清潔能源代替化石燃料，有利于節(jié)約資源、保護環(huán)境B．凡含有食品添加劑的食物對人體健康均有害，不可食用C．為防止電池中的重金屬等污染土壤和水體，應(yīng)積極開發(fā)廢電池的綜合利用技術(shù)D．提倡人們購物時不用塑料袋，是為了防止白色污染答案：B6．(2009·汕頭模擬)下列關(guān)于某些社會熱點問題的說法中，錯誤的是 ()A．禁止使用含鉛汽油是為了提高汽油的燃燒效率B．光化學煙霧的產(chǎn)生與人為排放氮氧化物有關(guān)C．臭氧空洞的形成與氟氯烴和氮氧化物泄漏到大氣中有關(guān)D．甲醛是某些劣質(zhì)裝飾板材釋放的常見污染物之一答案：A7．如圖是實驗室干餾煤的裝置圖：(1)指出圖中儀器名稱：c____________，d____________。(2)儀器d的作用是____________，c中液體有____________和____________，其中無機物里溶有____________，可用____________檢驗出來。有機物可以通過____________的方法使其中的重要成分分離出來。(3)e處點燃的氣體主要成分有____________，火焰的顏色是____________。解析：本題是關(guān)于煤干餾的實驗，根據(jù)煤干餾的主要產(chǎn)品，b中得到的應(yīng)是焦炭，c中得到的應(yīng)是粗氨水和煤焦油，e處放出的應(yīng)是焦爐氣。其中粗氨水中溶有氨，呈堿性，可用酚酞溶液檢驗；煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物，應(yīng)用分餾的方法分離；焦爐氣的主要成分有CH4、CO、H2、CH2===CH2，燃燒時呈淡藍色火焰。答案：(1)U形管燒杯(2)盛裝冷水對蒸氣進行冷卻粗氨水煤焦油氨酚酞溶液分餾(3)H2、CH4、CH2===CH2、CO淡藍色8．有效地利用現(xiàn)有能源和開發(fā)新能源已受到各國的普遍重視。(1)可用改進汽油組成的辦法來改善汽油的燃燒性能。例如，加入CH3OC(CH3)3來生產(chǎn)“無鉛汽油”。CH3OC(CH3)3分子中必存在的原子間連接形式有________(填編號)。(2)天然氣的燃燒產(chǎn)物無毒、熱值高，而且管理輸送方便，將成為我國西部開發(fā)的重點之一。天然氣常和石油伴生，其主要的成分是____________。能說明它是正四面體而非正方形平面結(jié)構(gòu)的理由是________(填編號)。①其一氯取代物不存在同分異構(gòu)體②其二氯取代物不存在同分異構(gòu)體③甲烷極難溶于水④它的四個氫原子完全相同(3)新型燃氫汽車已研發(fā)多年，它清潔衛(wèi)生、噪聲低、啟動快、行駛穩(wěn)等，但是昂貴的氫氣讓人買得起車用不起氣，看來有效開發(fā)利用氫能源，將成為能源領(lǐng)域的新熱點，你認為以下可供開發(fā)又較經(jīng)濟的制氫方法是________(填編號)。①電解水②鋅和稀硫酸反應(yīng)③光解海水其次，制得純氫氣后還需要解決的問題是____________________________________________________________(寫出其中一個)。解析：(1)根據(jù)有機物的排列方式可知分子中均為單鍵。(2)CH4的二氯取代物無同分異構(gòu)體可證明其結(jié)構(gòu)為正四面體。(3)法③經(jīng)濟實用，H2的貯存、運輸和安全燃燒是需解決的主要問題。答案：(1)③(2)CH4②(3)③貯存、運輸和安全燃燒(任選一條即可)1.石油的分餾、裂化和裂解比較方法原料原理目的分餾原油(常壓分餾)、重油(減壓分餾)根據(jù)石油各組分沸點高低不同，利用加熱汽化、冷凝、回流，把石油分成不同沸點范圍的組分得到不同沸點范圍的分餾產(chǎn)物——汽油、煤油、柴油、重油等裂化重油、石蠟在一定條件下，把相對分子質(zhì)量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量小、沸點低的烴提高輕質(zhì)液體燃料油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量裂解石油分餾產(chǎn)品(包括石油氣)在高溫下，使具有長鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴獲得短鏈不飽和烴，如乙烯、丙烯、丁二烯等2.直餾汽油和裂化汽油的區(qū)別獲得方法主要化學成分鑒別方法直餾汽油原油直接分餾，物理變化一般是C5～C11的烷烴及少量的芳香烴等，性質(zhì)穩(wěn)定能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油裂化汽油重油裂化，化學變化含有的C5～C11的烷烴和烯烴，性質(zhì)活潑3.各種工業(yè)廠氣的主要成分特別提醒：直餾汽油可用作鹵素單質(zhì)的萃取劑，而裂化汽油易與鹵素單質(zhì)發(fā)生加成反應(yīng)，故不能用作鹵素單質(zhì)的萃取劑。名稱來源主要成分用途高爐煤氣煉鐵高爐CO2、CO等燃料水煤氣水煤氣爐CO、H2等燃料、化工原料煉廠氣石油煉制廠低級烷烴燃料、化工原料裂解氣裂解爐“三烯二烷”石油化工原料焦爐氣煉焦爐H2、CH4C2H4等燃料、化工原料天然氣天然氣、油田甲烷燃料、化工原料●案例精析【例1】如何從石油中獲得更多的輕質(zhì)燃油一直是化學家探索的課題，將石油分餾得到的重油進行裂化可以獲得更多的輕質(zhì)燃油。資料一：石蠟是含有20～30個碳原子的烷烴的混合物，常溫下呈固態(tài)。資料二：石油催化裂化中通常使用Al2O3作催化劑。某研究性學習小組在實驗室中模擬石油的催化裂化，裝置如圖：實驗過程中可觀察到燒瓶Ⅰ中固體石蠟先熔化，試管Ⅱ中有少量液體凝結(jié)，試管Ⅲ中酸性高錳酸鉀溶液褪色，實驗后聞試管Ⅱ中液體氣味，具有汽油的氣味。(1)該裝置儀器連接的順序應(yīng)遵循的原則為____________，為保證實驗成功，實驗前必須進行的操作是____________，裝置中較長導管的作用是____________；(2)試管Ⅱ中少量液體凝結(jié)說明了__________________________________；(3)試管Ⅲ中溶液褪色說明了__________________________________；(4)能否用試管Ⅱ中的液體萃取溴水中的溴，理由是______________________________________________________。(5)寫出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化學方程式________________________________________________。(6)石油裂化的重要意義是__________________________________。[解析]

儀器連接的順序應(yīng)遵循從下往上，從左到右的原則，裝入藥品之前要檢驗裝置的氣密性。依據(jù)石油分餾工業(yè)的分餾塔原理，設(shè)置了長導管，其作用除導氣外，兼起冷凝氣體的作用；依據(jù)催化裂化原理，下列反應(yīng)皆有可能發(fā)生：試管Ⅱ中有液體生成，說明生成5個碳原子數(shù)以上的烴，因為常溫常壓下，5個碳原子數(shù)以上的烴大都呈液體，試管Ⅲ中KMnO4溶液褪色說明生成常溫常壓下呈氣態(tài)的5個碳原子數(shù)以下的烯烴；由于裂化產(chǎn)物中有烯烴生成，易與溴發(fā)生加成反應(yīng)，所以不能用來萃取鹵素單質(zhì)；從以上變化可以看出，石油裂化的主要目的是為了獲得更多的輕質(zhì)燃油，特別是汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量。

[答案]

(1)從下往上，從左往右檢驗裝置的氣密性導氣、冷凝氣體(2)裂化生成了5個碳原子數(shù)以上的烴(3)裂化生成了碳原子數(shù)小于5的烯烴(4)不能，因為裂化產(chǎn)物中有烯烴，易與溴發(fā)生加成反應(yīng)(5)(6)可提高石油產(chǎn)品中輕質(zhì)燃油特別是汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量近期我國冀東渤海灣發(fā)現(xiàn)儲量達10億噸的大型油田。下列關(guān)于石油的說法正確的是 ()A．石油屬于可再生礦物能源B．石油主要含有碳、氫兩種元素C．石油的裂化是物理變化D．石油分餾的各餾分均是純凈物解析：結(jié)合石油的成分、加工方法和主要產(chǎn)品的成分和應(yīng)用逐項分析判斷。見下表：答案：B選項內(nèi)容指向·聯(lián)系分析結(jié)論A石油屬于化石能源，屬不可再生能源錯誤B石油主要含C、H兩元素，還含有N、S等元素正確C石油的裂化與裂解均生成了新物質(zhì)，屬化學變化錯誤D石油分餾的各餾分是某段餾程范圍內(nèi)的物質(zhì)，仍屬于混合物錯誤1.大氣污染(1)定義：當大氣中某些有毒、有害物質(zhì)的含量超過正常值或大氣的自凈能力時，就發(fā)生了大氣污染。(2)污染物：主要有顆粒物、硫化物、氮化物、碳的氧化物、碳氫化合物，以及含鹵素化合物和放射性物質(zhì)等。(3)主要危害：危害人體健康，影響動、植物生長，破壞建筑物和建筑材料，改變世界的氣候。(4)防治的方法和措施：立法，綜合治理。2．水污染(1)定義：排放的污染物使水和水體的物理、化學性質(zhì)發(fā)生變化，或使生物群落發(fā)生變化，從而降低了水體的使用價值。(2)污染物的種類：重金屬、酸、堿、鹽等無機化合物；耗氧物質(zhì)、石油和難降解的有機物以及洗滌劑等。(3)防止和治理：控制污水的任意排放，用物理、化學、生物等方法綜合治理。3．土壤污染(1)定義：進入土壤中的污染物的數(shù)量超過了土壤的自凈能力，就會引起土壤質(zhì)量下降，這種現(xiàn)象就稱為土壤污染。(2)污染物：城市污水、工業(yè)廢水、生活垃圾及工礦業(yè)固體廢棄物，化肥、農(nóng)藥、大氣沉降物、牲畜的排泄物、生物殘體等。(3)防治的措施：控制和減少污染的排放，加強工礦企業(yè)固體廢棄物及城市垃圾的處理和利用?！癜咐觥纠?】(2007·全國卷Ⅰ)下列有關(guān)環(huán)境問題的說法正確的是 ()A．燃煤時加入適量石灰石，可減少廢氣中SO2的量B．臭氧的體積分數(shù)超過10－4%的空氣有利于人體健康C．pH在5.6～7.0之間的降水通常稱為酸雨D．含磷合成洗滌劑易于被細菌分解，故不會導致水體污染[解析]

先考慮各選項的反應(yīng)原理或污染原因，然后根據(jù)基本規(guī)律或常識做出正確判斷。本題看似考查識記能力，實則考查分析能力和識記運用能力。分析見下表[答案]A選項內(nèi)容指向·聯(lián)系分析結(jié)論A燃煤時加入石灰石發(fā)生如下反應(yīng)：CaCO3CaO＋CO2↑，CaO＋SO2===CaSO3及2CaSO3＋O2===2CaSO4(礦渣)，因此能減小廢氣中SO2的含量正確B空氣中臭氧超過10－5%時可加速血液循環(huán)令人產(chǎn)生傷害錯誤CpH越大，堿性越強，酸性越弱，因此只有pH<5.6的雨水才稱為酸雨錯誤D含磷的洗滌劑，會造成水體污染使水體富營養(yǎng)化而起赤潮、水華等現(xiàn)象錯誤空氣是人類生存所必需的重要資源。為改善空氣質(zhì)量而啟動的“藍天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“藍天工程”建設(shè)的是 ()A．推廣使用燃煤脫硫技術(shù)，防止SO2污染B．實施綠化工程，防止揚塵污染C．研制開發(fā)燃料電池汽車，消除機動車尾氣污染D．加大石油、煤炭的開采速度，增加化石燃料的供應(yīng)量解析：本題意在考查學生對環(huán)境保護知識的理解和掌握、增強全民的環(huán)境保護意識，是高考考查的熱點?；剂蠈俨豢稍偕Y源并且它們的燃燒過程都會生成對大氣產(chǎn)生污染的有害氣體，如SO2等，因此不符合“藍天工程”的要求。答案：D1.綠色化學的含義(1)綠色化學又稱環(huán)境無害化學、環(huán)境友好化學、清潔化學。(2)綠色化學的理想在于不再使用有毒、有害的物質(zhì)，不再產(chǎn)生廢物。①從科學觀點看，綠色化學是化學科學基礎(chǔ)內(nèi)容的更新；②從環(huán)境觀點看，它強調(diào)從源頭上消除污染；③從經(jīng)濟觀點看，它提倡合理利用資源和能源，降低生成成本，這是符合可持續(xù)發(fā)展要求的。2．綠色化學的基本原則(1)防治污染的產(chǎn)生優(yōu)于治理產(chǎn)生的污染；(2)原子經(jīng)濟性(設(shè)計的合成方法應(yīng)將反應(yīng)過程中所用的材料，盡可能全部轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)品中)；(3)應(yīng)考慮到能源消耗對環(huán)境和經(jīng)濟的影響，并應(yīng)盡量少地使用能源(在常溫、常壓下進行)。應(yīng)用指南：實現(xiàn)綠色化學過程、目標及相應(yīng)措施，可歸納為下圖：●案例精析【例3】(2007·廣東理科基礎(chǔ))以下反應(yīng)最符合綠色化學原子經(jīng)濟性要求的是 ()A．乙烯聚合為聚乙烯高分子材料B．甲烷與氯氣制備一氯甲烷C．以銅和濃硝酸為原料生產(chǎn)硝酸銅D．用SiO2制備高純硅[解析]

先寫出各選項的化學方程式再根據(jù)原子經(jīng)濟性的要求：反應(yīng)物的所有原子全部被利用，沒有副產(chǎn)物做出判斷。[答案]A選項內(nèi)容指向·聯(lián)系分析結(jié)論A合成聚乙烯的方程式為nCH2===CH2

CH2—CH2，無副產(chǎn)物正確B甲烷與Cl2反應(yīng)會生成多種氯代物和氯化氫，一氯代物僅是其中一種產(chǎn)物錯誤CCu＋4HNO3(濃)===Cu(NO3)2＋2NO2↑＋2H2O產(chǎn)生污染性的NO2氣體錯誤DSiO2＋2CSi＋2COSi＋2Cl2===SiCl4SiCl4＋2H2===Si＋4HCl，有副產(chǎn)物錯誤甲基丙烯酸甲酯是世界上年產(chǎn)量超100萬噸的高分子單體，它的舊法合成的化學反應(yīng)是(CH3)2C===O＋HCN―→(CH3)2C(OH)CN(CH3)2C(OH)CN＋CH3OH＋H2SO4―→CH2===C(CH3)COOCH3＋NH4HSO490年代新創(chuàng)立了合成方法，化學反應(yīng)是CH3C≡CH＋CO＋CH3COHCH2===C(CH3)COOH與舊法比較，新法的優(yōu)點是 ()A．原料無爆炸危險B．原料都是無毒物質(zhì)，符合綠色化學特征C．沒有副產(chǎn)物，原料利用率高D．對設(shè)備腐蝕性較小答案：CD【例1】(2009·山東東營)已知煤的結(jié)構(gòu)模型如下圖所示：(1)從煤的結(jié)構(gòu)模型來看，煤是工業(yè)上獲得________烴的重要來源。(2)我國大約70%的煤是直接用于燃燒的。從煤的結(jié)構(gòu)模型來看，煤在提供熱量的同時產(chǎn)生大量的________等氣體物質(zhì)，造成嚴重的大氣污染。(3)“型煤”技術(shù)不僅可以減少87%的廢氣排放量，煙塵排放量也可減少80%，致癌物苯并芘的排放量也減少，同時節(jié)煤20%～30%?！靶兔骸奔夹g(shù)的原理是利用固硫劑在燃燒過程中生成穩(wěn)定的硫酸鹽。下列物質(zhì)中適宜于作固硫劑的是________。(填字母)A．氯化鈣B．氧化鈣C．硫酸鈣 D．氫氧化鈣(4)某“型煤”生產(chǎn)廠利用石灰石作固硫劑，試用化學方程式表示其“固硫”過程__________________。(5)除上述的“型煤”技術(shù)外，為了解決煤燃燒所造成的污染問題和提高煤的利用價值，煤資源的綜合利用方法還有________、________、________等。[解析]

(1)煤結(jié)構(gòu)中含有較多的苯環(huán)，隔絕空氣給煤加強熱可以使它分解，從而獲得芳香烴。(2)煤結(jié)構(gòu)中含有S和N，所以直接燃燒煤能產(chǎn)生SO2和氮氧化物，污染環(huán)境。(3)煤燃燒產(chǎn)生SO2，固硫過程是使其生成穩(wěn)定的硫酸鹽，所以固硫劑可選用氧化鈣或氫氧化鈣。固硫反應(yīng)為：SO2＋CaOCaSO32CaSO3＋O22CaSO4Ca(OH)2＋SO2===CaSO3＋H2O2CaSO3＋O22CaSO4(4)若利用石灰石作固硫劑，則發(fā)生的反應(yīng)可表示為：CaCO2CaO＋CO2↑2CaO＋2SO2＋O22CaSO4(5)煤的干餾、氣化和液化是提高煤的利用價值的