归纳与整理教学活动设计方案

第二节

资源的综合利用

环境保护

新课情境呈现

迄今为止，煤仍是人类使用的主要能源之一，同时也是重要的化工原料。煤燃烧时不仅产生我们所需要的能量，同时还会生成大量的二氧化硫、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等污染物。采取哪些措施可以减少煤燃烧对环境造成的污染？

物质文明的快速发展给人们的生活水平带来了快速的提高，但是物质文明发展的同时也给人们生产了垃圾，带来了烦恼，同学们对发展生产和保护环境有何看法？

课前新知预习

一、煤、石油和天然气的综合利用

1．从煤、石油和天然气中获得基本化工原料

(1)煤的组成和加工。

①煤的组成。

②煤的加工方法及其原理和产品。

方法

干馏

原理和产品

原理：将煤隔绝空气加强热使之分解

产品：__焦炭__、__煤焦油__和炉煤气

原理：将煤转化为可燃性气体，主要反应的化学方程式为__C(s)＋气化

H2O(g)=====CO(g)＋H2(g)__ 液化

直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料

间接液化：先转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成__甲醇__等

高温(2)天然气的组成和利用。

(3)石油的组成和加工。

组成→由多种碳氢化合物组成的混合物

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点拨：石油的分馏为物理变化；煤的干馏、气化和液化及石油的裂化、裂解和催化重整都是化学变化。

2．以煤、石油、天然气为原料生产合成材料：

(1)三大合成材料。

(2)合成高分子的反应——加聚反应。

①概念：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。举例：

②三个概念。

点拨：乙烯和聚乙烯的元素组成及百分含量相同，但化学性质有明显差别。

二、环境保护与绿色化学

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，以及工农业和人类生活所造成的环境污染。

2．环境保护的任务

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(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

点拨：化合反应、加成反应和加聚反应中原子利用率是100%，符合绿色化学要求，取代反应不符合。

预习自我检测

1．下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(

C

) A．石油裂解得到的汽油是纯净物

B．石油产品都可用于聚合反应

C．天然气是一种清洁的化石燃料

D．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料

解析：A项，石油裂解得到的汽油含有多种饱和烃、不饱和烃，因此是混合物，故错误；B项，石油产品不一定都可用于聚合反应，故错误；C项，天然气燃烧产生水和二氧化碳，无污染，因此是一种清洁的化石燃料，故正确；D项，水煤气是通过煤的气化得到的气体燃料，故错误。

2．(2018·河南商丘九校联考)下列变化中，不属于化学变化的是(

B

) A．煤的液化

C．煤的干馏

B．石油的分馏

D．石油的裂化

解析：石油的分馏是利用各组分沸点不同进行分离，属于物理变化，其他为化学变化，故B项正确。

3．乙烯的产量是衡量一个国家石油化工水平的重要标志。聚乙烯是以乙烯为原料合成的一种人们常用的高分子材料。下列有关聚乙烯的叙述中正确的是(

C

) A．乙烯合成聚乙烯的变化属于化合反应

B．乙烯合成聚乙烯的化学方程式是nCH2===CH2――→CH2===CH2

C．聚乙烯在自然界中很难降解，容易导致“白色污染”

D．聚乙烯是纯净物

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解析：乙烯合成聚乙烯的反应属于加聚反应，A项错误；乙烯合成聚乙烯的化学方程式中产物聚乙烯的结构简式为CH2—CH2，B项错误，高聚物均为混合物，D项错误。

4．聚丙烯酸酯类涂料是目前市场上流行的墙面涂料之一，它具有弹性好、不易老化、耐擦洗、色泽亮丽等优点。聚丙烯酸酯的结构简式可表示为酯加聚得到的。下列关于聚丙烯酸酯的说法中不正确的是(

B

) A．属于高分子化合物

B．链节为—CH2—CH—

C．单体为CH2===CH—COOR D．一定条件下能发生水解反应

，是由丙烯酸解析：聚丙烯酸酯的链节为，故B错误。

5．(2018·河南安阳35中期末)下列情况可能引起大气污染的是(

C

) ①煤的燃烧

②工业废气的排放

③动植物的呼吸

④飞机、汽车尾气的排放

A．①②③

C．①②④

B．①③④

D．②③④

解析：化石燃料的燃烧、汽车尾气的排放、工厂废气的排放等都会产生大量的有害气体和粉尘；动植物的呼吸产生二氧化碳，二氧化碳不属于大气污染物；故C符合题意。

6．(2018·天津静海一中期末)在绿色化学工艺中，理想状态是反应物中的原子全部转化为欲制得的产物，即原子利用率为100%，在用CH3C≡CH合成CH2===C(CH3)COOCH3的过程中，欲使原子利用率达到最高，还需要其他的反应物有(

B

) A．CO2和H2O C．CH3OH和H2

B．CO和CH3OH D．H2和CO2

解析：根据原子守恒可知，生成物比丙炔多2个碳原子、2个氧原子和4个氢原子，因此根据各组物质分子式可知，B项正确。

课堂探究研析

知识点一

化学中的“三馏、两裂”

问题探究：1.通过煤的干馏可以得到粗苯，那么煤中含有苯等芳香烃吗？

2．若从煤焦油中分离出芳香烃，应采用什么方法？

3．石油的裂化和裂解有何区别与联系？

4．直馏汽油和裂化汽油有何区别？如何区别？

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探究提示：1.煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物，不直接含有苯等芳香烃，而是在干馏时生成了芳香烃。

2．煤焦油是由各种芳香烃组成的液态混合物。可根据各种芳香烃的沸点不同利用蒸馏法进行分离。

3．裂化和裂解原理相同，只是裂解温度比裂化温度更高，裂解又叫深度裂化。

4．直馏汽油是饱和烃的混合物，裂化汽油中含有不饱和烃，可用溴水区别它们。

知识归纳总结：

1．化学“三馏”的比较

原理

干馏

隔绝空气、高温下使物质分解

产物为混合物

化学变化

蒸馏

根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离

产物为单一组分的纯净物

物理变化

分馏

与蒸馏原理相同

产物为沸点相近的各组分组成的混合物

物理变化

产物

反应类型

2．化学“两裂”的比较

名称

裂化

定义

在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃

在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃，属于深度裂化

目的

提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量

获得短链不饱和烃

裂解

典例1 石油被称为工业的血液，煤被称为工业的粮食。它们的加工以及综合利用具有非常重要的意义。下列说法正确的是(

D

) A．煤的干馏产物主要是各类有机物

B．石油的分馏、裂化、裂解，煤的干馏都属于化学变化

C．从煤焦油中经过分馏可以得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯

D．石油的裂化、裂解说明烃在加热条件下是可以分解的，且碳链越长越易分解

解析：煤的干馏产物有粗氨水、煤焦油、焦炉气和焦炭等物质，其中焦炭居多，故A错误；石油的分馏属于物理变化，石油的裂化、裂解，煤的干馏都属于化学变化，故B错误；煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物，通过干馏能得到苯、甲苯、二甲苯等有机物，故C错误；石油的裂化、裂解是在一定条件下将长链烃断裂为相对分子质量较小的短链烃的过程，说明烃在加热条件下是可以分解的，且碳链越长越易分解，故D正确。

〔变式训练1〕

(2018·广东佛山高一检测)下列有关石油加工的叙述不正确的是(

B

) A．石油分馏所得的馏分仍是混合物

B．石油裂化的原料是石油分馏产品，包括石油气

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C．石油裂化的主要目的是获得更多汽油等轻质油

D．石油裂解的原料是石油分馏产品，包括石油气

解析：石油裂化和裂解都是长链烃变成短链烃，裂解是深度裂化，它的原料是石油的分馏产品，裂化的主要原料为重油等。

知识点二

“六大”环境污染及危害

问题探究：

1．塑料制品的使用给我们的生活带来方便的同时，也带来巨大危害——“白色污染”问题，我们该如何解决这个问题？

2．在汽车的排气管上安装“催化转化器”(用铂钯合金作催化剂)，可以把汽车尾气中的有害气体CO与NO催化生成可参与大气生态循环的无毒气体CO2和N2，这种尾气处理的方法是否符合绿色化学的概念？

探究提示：1.(1)改进塑料的配方和生产工艺，研制可降解的塑料。如以乙烯和一氧化碳为原料制成聚乙烯光降解塑料，以纤维素和淀粉为原料制成微生物降解塑料等。

(2)回收利用废旧合成材料。通过熔融再生重新做成多种有用的材料；采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；将废旧合成材料作为燃料使用。

2．不符合，绿色化学的核心是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。这种尾气处理的方法是被动地治理污染，不符合绿色化学的概念。

知识归纳总结：

环境问题

温室效应

酸雨

臭氧层破坏

主要污染物

CO2

SO2、NOx

氟氯代烷、NOx

主要危害

造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等

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，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，导致农光化学烟雾

碳氢化合物、NOx

白色污染

废弃塑料制品

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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

赤潮和水华

废水中含氮、磷元使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中素的营养物质

溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化

典例2 (2018·湖北黄冈高一质检)化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是(

D

) A．CO2属于大气污染物

B．酸雨是pH小于7的降水

C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成

D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧

解析：常见的大气污染物有颗粒物、二氧化硫、三氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮以及碳氢化合物等。二氧化碳不属于大气污染物，A项错误；酸雨是pH小于5.6的降水，B项错误；酸雨是由氮的氧化物和硫的氧化物引起的，二氧化碳不会引起酸雨，C项错误。

〔变式训练2〕

“保护我们生存的环境，因为地球只有一个”，这已成为各国的共识。全球环境面临的三大热点问题是酸雨、臭氧层的破坏、温室效应。

(1)酸雨形成的主要原因是人们向空气中排放了大量的(

A

) A．二氧化硫

C．一氧化碳

(2)臭氧层易被破坏的原因是(

A

) A．臭氧氧化性强，不稳定

C．臭氧被紫外线破坏

B．臭氧还原性强，不稳定

D．臭氧与氢气合成雨水

B．二氧化碳

D．硫化氢

(3)目前地球气温普遍上升是由温室效应引起的，引起温室效应的主要原因是(

D

) A．CO2能放出能量，使大气层中空气的温度升高

B．植物的光合作用需要CO2，可促进光合作用

C．CO2可产生温室效应，使地球温度升高

D．CO2能阻挡太阳光由地面反射回高空的红外辐射

解析：酸雨的主要成分是H2SO4和HNO3，其中H2SO4含量较高。酸雨的形成是大量含硫物质燃烧和汽车尾气所致，氮氧化物、氟氯代烷是破坏臭氧层的元凶。

核心科学素养

绿色化学理念和节能减排思想

1．绿色化学

核心；利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染，又称为“环境无正确教育版权所有-侵权必究

害化学”“环境友好化学”“清洁化学”。

从经济观点看：它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本(尽可能提高原子利用率)。

热点：原子经济性——反应物原子全部转化为最终的期望产物，原子利用率为100%。

期望产物的总质量原子利用率＝×100%。

生成物的总质量2．节能减排——低碳经济、低碳生活

“低碳”就是指生活作息时所耗用的能量要尽量减少，从而降低碳，特别是二氧化碳的排放量，从而减少对大气的污染，减缓生态恶化。

低碳生活的途径有：减少食物加工过程，注意节约用电，尽量购买本地的、当季的食物，尽量减少私家车的使用，减少使用一次性餐具，尽量使用太阳能等代替化石燃料，多用电子邮件、MSN、QQ等即时通信工具，少用传真打印机等。

低碳经济包括：发展氢能和太阳能、提高原子利用率、发展绿色化学、限制塑料制品的使用等。

〔即时训练〕

(2018·河南安阳35中期末)以节能减排为基础的低碳经济是社会可持续发展的战略举措。下列做法违背低碳经济要求的是(

D

) A．发展太阳能和氢能

B．限制塑料制品的使用

C．提高原子利用率，发展绿色化学

D．加大石油、煤的开采，增加供应量

解析：A项，氢能和太阳能的开发利用过程中不向周围环境中排放污染物，是清洁能源，可以减少二氧化碳的排放，不符合题意；B项，限制塑料制品的使用，可以减少污染，符合低碳经济的理念，不符合题意；C项，绿色化学是指无污染、无公害、尽可能地把反应物转化为环保、健康、安全的产品，提高原子利用率，发展绿色化学符合低碳经济的理念，不符合题意；D项，大量使用化石燃料，会增加二氧化碳的排放，不符合低碳经济，且化石能源不可再生，不利于可持续发展，符合题意。

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