第二节　资源综合利用　环境保护优质课一等奖

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讨论化工生产中遵循绿色化学思想的重要性

知识要点：

1．煤的综合利用

(1)煤成分：有机物和无机物组成的复杂混合物；含有碳、氢、氧、氮、硫等元素。

(2)煤的综合利用：干馏、液化和气化。

2．天然气的综合利用

(1)化石燃料

(2)化工原料：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物。

3．石油的综合利用

(1)石油的成分：烷烃、环烷烃和芳香烃等。

(2)石油的炼制：

分馏：利用原油中各成分沸点的不同进行分离的过程。

裂化：将碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为碳原子数较少、沸点较低的烃的过程。

裂化的目的：提高汽油的产量。

裂解：采用比石油裂化更高的条件，使某些石油加工产品转化为碳原子数更少、沸点更低的气态烃和少量液态烃的过程，以提供有机化工原料。

重整：在加热和催化剂作用下，链状烃转化为环状烃。

4．聚合反应和高分子化合物

由相对分子质量小的化合物生成相对分子质量很大的化合物(高分子化合物)的反应叫做聚合反应。例如，合成聚乙烯的反应方程式为nCH2===CH2―→CH2CH2。

5．环境保护

(1)工业三废是指：废气、废水、废渣。

(2)环保措施：回收利用、达标排放、研制可降解塑料。

6．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)原子经济性：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。

从煤、石油和天然气中获得基本化工原料

[新知探究] 1．煤的组成及其综合利用

(1)煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物。主要含有碳元素，还含有少量的氢、氧、氮、硫等。

(2)煤的干馏是指将煤在隔绝空气的条件下加强热使其分解的过程。煤干馏的主要产物有焦炭、煤焦油、粗氨水、苯、焦炉气(含H2、CH4及少量CO、CO2、C2H4、N2等)。

(3)煤的气化：将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。主要反应为

C(s)＋H2O(g)=====CO(g)＋H2(g)。

这是一个吸热反应，反应所需要的能量一般是由间歇进行的碳的燃烧来提供的。

(4)煤的液化：将煤转化成液体燃料的过程。

直接液化：煤与氢气生成液体燃料的过程。

高温

间接液化：煤先转化为水煤气(CO、H2)再转化为甲醇的过程。

2．天然气的综合利用

(1)天然气的主要成分是甲烷。

(2)天然气是21世纪新型清洁能源的原因为燃烧更充分且燃烧产物是水和二氧化碳不会污染环境。

(3)目前生产甲醇的原料已逐步大规模地转向天然气，在天然气产地可将甲烷和氧气混合，在200 ℃和100个大气压的条件下，通过铜制管道反应制得甲醇(CH3OH)。该反应的化学方程式(反应条件可省略)为2CH4＋O22CH3OH。

3．石油的组成及其综合利用

(1)石油主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等碳氢化合物的混合物，没有固定的沸点。石油的加工包括：石油的分馏、裂化、裂解、重新调整等。

(2)石油分馏得到汽油、煤油、柴油等轻质油，石油分馏的原理是加热石油，沸点低的烃先气化，经冷凝后分离出来，随着温度的升高，较高沸点的烃再气化，经冷凝后又分离出来。

(3)通过石油分馏得到的汽油产量远远不能满足社会需求，解决这一矛盾的方法是将石油进行裂化请举例说明(写出化学方程式)C12H26―→C6H14＋C6H12。

(4)石油裂化的产物还可以进一步裂解，裂解被称为深度裂化，其目的是为了获得大量的乙烯、丙烯等不饱和气体产物，作为化工原料。

(5)石油的裂化和裂解的区别和联系为①二者的原理相同，②裂解选用的温度更高，又称深度裂化。

(6)重新调整是在加热和催化剂作用下，链状烃转化为环状烃。

[名师点拨] 1．化学中“三馏”的比较

名称

干馏

蒸馏

分馏

隔绝空气、高温下使物根据液态混合物中各组原理

与蒸馏原理相同

质分解

分沸点不同进行分离

产物为单一组分的纯净产物为沸点相近的各组产物

产物为混合物

物

分组成的混合物

反应

化学变化

物理变化

物理变化

类型

2.化学中“两裂”的比较

名称

定义

目的

在一定条件下，把相对分子质量大、沸点提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产裂化

高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的量

烃

在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各裂解

获得短链不饱和烃

种短链的气态烃和少量液态烃