第二节　资源综合利用　环境保护教学设计第一课时

第四章第二节

资源综合利用

环境保护

[学习目标] 1.了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。

2.了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料。

3.了解节约能源和防止污染的重要性。

4.了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性。

知识点一

煤、石油和天然气的综合利用

阅读教材P95～P100，思考并填空

1．煤、石油和天然气的组成

化石燃组成

料

有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳煤

元素，另外有少量氢、氧、氮、硫等元素

天然气

主要成分是甲烷

石油

由多种碳氢化合物组成的混合物

2.煤、石油和天然气的加工及利用

3．以煤、石油、天然气为原料生产合成材料

(1)三大合成材料：①塑料；②合成橡胶；③合成纤维。

(2)合成高分子的反应——加聚反应

①定义：在适当温度、压强和催化剂存在的条件下，不饱和化合物发生自身加成反应，形成相对分子质量巨大的高分子化合物的反应。

②相关概念

单体——生成高分子化合物的小分子化合物。

链节——高分子化合物中的最小重复结构单元。

聚合度——高分子化合物中所含的链节的数目。

例如：聚乙烯的生成

【做一做】

1．判断正误：

(1)石油的分馏、裂化、裂解都属于化学变化。(×) (2)石油的裂化是根据石油中各组分的沸点的不同进行分离，从而获得裂化汽油。(×) (3)化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一。(×) (4)天然气的主要用途就是作燃料。(×) 2．思考：

(1)高分子化合物聚乙烯的单体和链节的组成和结构都相同吗？

2—CH2提示：不同。高分子化合物的单体是形成高分子化合物的小分子，链节是高分子中的重复的结构单元。聚乙烯的单体是乙烯(CH2===CH2)分子，链节是“—CH2—CH2—”，二者组成相同，结构不同。

(2)能否用裂化汽油萃取溴水中的溴单质？

提示：不能。裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物，不饱和烃可以与溴水发生加成反应，无法达到萃取溴的目的。

【认知总结】

化学中的“三馏”和“两裂”

1．化学中“三馏”的比较

名称

原理

特点

干馏

隔绝空气、高温下使物质分解的过程

属于化学变化，产物为混合物

根据液态混合物中各组分沸点不同，属于物理变化，产物为单一组分的纯蒸馏

加热使某一组分蒸发进行分离

净物

根据液态混合物中各组分沸点不同属于物理变化，产物为沸点相近的各分馏

进行分离

组分组成的混合物

2.化学中“两裂”的比较

名称

定义

目的

在一定条件下，把相对分子质量提高轻质油的产量，特别是提高汽裂化

大、沸点高的烃断裂为相对分子质油的产量

量小、沸点低的烃

在高温下，使具有长链分子的烃断裂解

裂成各种短链的气态烃和少量液获得短链不饱和烃

态烃，属于深度裂化

特别提醒

(1)煤干馏时一定要隔绝空气，目的是防止煤在空气中燃烧。

(2)由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物。

(3)因为裂解气中含有烯烃，因此把裂解气通入溴水或酸性KMnO4溶液中，二者均会褪色。

(4)直馏汽油和裂化汽油的成分不同，性质有明显的区别，直馏汽油的成分为饱和烃，裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物，故裂化汽油可以发生加成反应，可使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。

【随堂练习】

1下列有关石油和煤的利用叙述不正确的是(

) A．煤的干馏就是将煤隔绝空气在高温条件下使之分解，得到焦炭、煤焦油等物质的过程

B．煤的液化就是将煤转化成甲醇等液态物质的过程

C．煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变化过程

D．石油通过催化裂化或裂解，可以获得碳原子数较少的轻质油

2.对如图所示的变化叙述错误的是(

) A．右图所示实验中发生了化学变化

B．液体X的pH>7，Y是一种黑色黏稠状液体

C．气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴的四氯化碳溶液褪色

D．液体Y是一种纯净物

3．下图是石油分馏塔的示意图，a、b、c三种馏分中(

)

A．a的沸点最高

B．b的沸点最低

C．c的平均相对分子质量最大

D．每一种馏分都是纯净物

4．下列说法正确的是(

) A．石油分馏获得的汽油是纯净物

B．石油的裂化是物理变化

C．煤干馏后可以得到粗苯

D．石油的裂解可以得到氯乙烯

知识点二

环境保护与绿色化学

阅读教材P100～P102，思考并填空

1．环境问题：是指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．环境保护的任务

(1)环境监测：对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据。

(2)三废的治理：工业三废是指废水、废气、废渣，是主要的环境污染物。

(3)寻找源头治理环境污染的生产工艺：杜绝污染物的排放，能从根本上解决环境问题。

3．绿色化学

(1)核心：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)最高目标：原子利用率是100%，即反应物中的原子全部转化为期望的最终产物。

【做一做】1．判断正误：

(1)绿色化学的含义是对污染物进行治理。(×) (2)加成反应和取代反应中，反应物原子利用率均达到100%。(×) 2．思考：

防止环境污染，用化学方法处理“工业三废”是一种重要的手段。这种措施是否符合绿色化学的理念？

[认知总结] 1.绿色化学的特点和原子经济性

(1)绿色化学的特点

①开发绿色反应，将原子利用率提高到100%。

②使用无毒、无害的原料、催化剂、溶剂。

③开发绿色工艺。

④开发和生产绿色产品。

(2)“原子经济”

“原子经济”要求反应物的原子全部转变成最终产物，原子利用率达到100%，也就是说在化学反应过程中不产生任何废物。化学反应的“原子经济”好坏用原子利用率来衡量：期望产物的总质量原子利用率＝×100%。

生成物的总质量2．六大环境问题

环境问题

主要污染物

主要危害

造成全球气候变暖，水位上升，陆地面CO2

温室效应

积减小等

酸雨

SO2、NOx

土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等

到达地球表面的紫外线明显增多，给人臭氧层破坏

氟氯代烷、NOx

类健康及生态环境带来多方面危害

刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，光化学烟雾

碳氢化合物、NOx

使人生病甚至死亡

(1)在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产

(2)混入生活垃圾中难处理、难回收

(3)易被动物当作食物吞入，导致动物死亡

使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化

白色污染

废弃塑料制品

赤潮和水华

废水中含氮、磷元素的营养物质