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化学与自然资源的开发利用复习

考纲要求

1.了解金属矿物、海水、煤、石油、天然气的综合利用。

2．了解科学、技术、社会的相互关系(如化学与生活、材料、能源、环境、生命过程、信息技术的关系等)。

3．了解在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。常见的考查形式：①金属的通性，金属冶炼的一般原理；②海水的综合开发与利用(镁、溴、碘的提取为近几年高考的重点)；③煤和石油的综合利用；④高分子化合物的特征、性质及判断(预计今后随着材料科学的发展，还会加强对材料知识的考查)；⑤绿色化学和环境保护的相关知识。

梳理与整合

一、金属矿物的开发利用 1．金属在自然界中的存在

在地壳中除了金、铂等少数极不活泼的金属外，绝大多数金属元素以化合态形式存在于自然界。

2．金属冶炼的实质

金属只有正价，没有负价，所以金属的冶炼过程就是把金属还原的过程。

3．金属冶炼的方法

(1)热分解法

如加热分解HgO、Ag2O冶炼Hg、Ag (2)热还原法

如CO、H2、C等还原剂还原金属氧化物

(3)电解法

工业上用电解法冶炼

利用电解的方式电解氯盐或者氧化物来冶炼金属。

(4)其他方法

如湿法炼铜，铝热反应等。

金属冶炼方法与金属活动性顺序的关金属活动性顺序：

K、Ca、Na、

Mg、Al Zn、Fe、Sn、

Pb(H)、Cu Hg、Ag、Pt、Au

冶炼方法按照金属活动性顺序依次为：电解法、热还原法、热分解法。

二、海水资源的开发利用现

1．海水水资源的利用

(1)海水的淡化方法主要有蒸馏法、电渗析法和离子交换法等。

(2)蒸馏法

原理：利用水的沸点低，蒸馏时水汽化，而其他物质沸点高，不能汽

化，水蒸气冷却得到淡水。

注意：①海水蒸馏原理的装置中冷却水的流向(低进高出)，目的是保证冷凝管中充满冷却水，冷却效果更好和冷凝水的利用效率更高。

②为防止暴沸，海水中必须加入碎瓷片。

2．海水化学资源的开发利用

海水提溴、海带提碘、海水制盐等。

三、煤、石油和天然气的综合利用

1．煤的综合利用

(1)煤的组成有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含有碳元素，还含有氢、氧、硫、氮等元素。

(2)煤的综合利用

①煤的干馏;煤的干馏指将煤隔绝空气的条件下加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化。

②煤的气化

:将煤转化为把煤中的有机物质转化为可燃性气体的过程，目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤气。

③煤的液化：把煤转化为液体燃料的过程。

2．石油的综合利用

(1)石油的成分：石油主要是由多种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。

(2)石油的分馏：利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程叫做分馏。分馏是物理变化。其主要目的是得到汽油、煤油、柴油等轻质油。

(3)石油的裂化

①条件：催化剂、高温。

②过程：含碳原子较多，沸点较高的烃断裂为含碳原子数少的烃，裂化是物理变化。

③主要目的：将重油转化为轻质油，提高轻质油的产量。

(4)石油的裂解

①定义

;石油深度的裂化（也可以称为“裂解”），石油中的烃分子断裂成以乙烯、丙烯为主的短链烃。

②生产目的：生产乙烯、丙烯、甲烷等重要基本化工原料。

3．天然气的综合利用

(1)主要成分是甲烷，是一种清洁的化石燃料和重要的化工原料。

(2)天然气与水蒸气反应制取H2。原理：CH4＋H2O→CO＋3H2（高温催化剂）

4．三大合成材料

(1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。

(2)加成聚合反应

合成聚乙烯的化学方程式为：

单体为CH2=CH2，链节为-CH2CH2-，聚合度为n。

四、环境保护与绿色化学

1．环境保护

(1)工业三废指废气、废液、固体废弃物。

(2)环保措施：回收利用、达标排放、研制可降解塑料。

2．绿色化学

(1)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。

(2)原子经济：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率达到100%。