第二节　资源综合利用　环境保护名师教学设计

第四章化学与自然资源的开发利用

信宜市华侨中学

张广玉

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。

知识衔接

1．化石燃料主要包括煤、石油、天然气，它们属于

不可再生能源(填“可再生能源”或“不可再生能源”)。

3．造成温室效应、酸雨的主要原因是什么？

提示：

空气中二氧化碳含量的增加是造成温室效应的

主要原因，二氧化硫、氮的氧化物的排放是形成酸雨的主

要原因。

自主学习

一、煤、石油和天然气的综合利用

1．煤、石油和天然气的组成。

化石燃料

组成

由有机物和少量无机物组成的复

煤

杂混合物，主要含碳元素，另外有

少量氢、氧、氮、硫等元素

石油

天然气

由多种碳氢化合物组成的混合物

主要成分是甲烷

2.煤、石油和天然气的综合利用。

(1)煤的综合利用。

(2)石油的综合利用。

④重新调整：石油在加热和催化剂的作用下，可以

通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃。

(3)天然气的综合利用。

天然气是一种清洁的化石燃料，主要用于合成氨和

生产甲醇等。

3．以煤、石油和天然气为原料生产合成材料。

(1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。

(2)加聚反应：由不饱和的小分子合成高分子化合物

的反应称为加成聚合反应，简称加聚反应。

(3)单体、链节和聚合度(以

为例)。

①单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，聚

乙烯的单体为

CH2=CH2。

②链节：高分子化合物中的最小重复结构单元，聚

乙烯的链节为—CH2—CH2—。

③聚合度：高分子化合物中所含链节的数目，聚乙

烯的聚合度为

n。

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。

易错提醒

1．煤的干馏必须是在隔绝空气的条件下进行的，原

因是煤在高温下与空气中的

O2 易发生化学反应。

2．煤的干馏、气化和液化

，石油的裂化和裂解均为

化学变化，石油的分馏属于物理变化。

3．煤的气化、液化的目的是把煤转变为清洁能源，

提高煤的燃烧效率；石油分馏的目的是为了得到汽油、煤

油、柴油等轻质油；石油裂化的目的是为了提高轻质油特

别是汽油的产量和质量；石油裂解的目的是为了得到乙

烯、丙烯、丁二烯等短链不饱和烃。

4．绿色化学、白色污染与颜色无关：绿色化学不是

被动地治理污染而是主动地防止环境污染，

只有从根本上

切断污染源，才能真正地做到保护环境；白色污染是指生

活、生产中废弃的塑料制品而造成的污染。

自我检测

1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)。

(1)煤的干馏可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品，

该过程属于物理变化。( ) (2)煤里主要含碳及少量的其他元素，但绝大多数都

含硫，工业上大量燃烧含硫燃料会形成“酸雨”。( (3)石油的分馏、裂化、裂解都属于化学变化。( ) ) (4)绿色化学的含义是对污染物进行治理。( (5)加成反应和取代反应中，反应物原子利用率均达

到

100%。( ) 解析：(1)煤的干馏属于化学变化。(3)石油的分馏属

于物理变化。(4)绿色化学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，

而不仅是对污染物进行治

理。

(5)加成反应和加聚反应只有目标产物，无副产物，

故原子利用率为

100%，符合绿色化学的思想；但取代反

应副反应多，有副产物，反应物的原子利用率达不到

100%。

答案：(1)×

(2) √ (3) × (4)× (5)×

2．下列转化不属于煤或石油的综合利用的是( A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭

B．在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料

C．将煤变为煤饼作燃料

D．将石油裂解制得乙烯等化工原料

解析：煤的干馏、气化及液化是实现煤综合利用的主

要途径；将煤转变为煤饼，成分不变，不属于煤的综合利

用；石油的裂化和裂解均得到许多化工原料，属于石油的

综合利用。

答案：C 3．用金属铜制取硝酸铜，从节约原料和防止环境污

染方面考虑，最好的方法是( ) 解析：A 中反应为

Cu＋4HNO3(浓)===Cu(NO3)2＋

2NO2 ↑ ＋

2H2O ；

B 中

反

应

为

3Cu ＋

8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2＋2NO↑＋4H2O。两个反应都

既浪费原料(HNO3)，又污染大气(有

NO2 和

NO 气体放

出)。C 中

Cu 在

Cl2 中燃烧会造成大气污染，用

AgNO3 作反应物不经济。

△ 2CuO ，

CuO ＋

D 中

反

应

为

：

2Cu ＋

O2 ===== 2HNO3===Cu(NO3)2＋H2O，符合题目要求。

答案：D 4．想一想，连一连。

环境污染

(1)温室效应

(2)酸雨

(3)臭氧空洞

(4)光化学烟雾

(5)赤潮

(6)白色污染

主要成因

A．SO2 和

NOx 的大量排放

B．汽车尾气

C．废水中

N、P 元素含量的

第3页

增大

D．空气中

CO2 的含量浓度升高

E．氯氟烃的大量排放

F．废弃的塑料制品

答案：

(1)—D (6)—F (2)—A (3)—E (4)—B (5)—C 要点一

化学中的“三馏”和“两裂” 问题

1：干馏、蒸馏和分馏有何区别？请列表比较一

下。

提示：

名称

干馏

蒸馏

分馏

根据液态混合

隔绝空气、

物中各组分沸

与蒸馏原理相

原理

高温下使物

点不同进行分

同

质分解

离

产物为沸点相

产物为混合

产物为单一组

产物

近的各组分组

物

分的纯净物

成的混合物

变化

化学变化

物理变化

物理变化

问题

2：裂化和裂解有何区别？请列表比较一下。

提示：

名称

定义

目的

在一定条件下，把相对

提高轻质油的产

分子质量大、沸点高的

裂化

量，特别是提高

烃断裂为相对分子质量

汽油的产量

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

获得短链不饱和

裂解

链的气态烃和少量液态

烃

烃

[ 例

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、乙醇等液态物质

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，可以获得碳原子数较少的轻

质油

解析：A 项，煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分

解的过程，煤的干馏产品主要有焦炭、煤焦油、粗氨水、

焦炉气等；

B 项，煤的液化是将煤转化为液体燃料(如甲醇等)的

过程；C 项，煤的气化是将煤转化为气体燃料(如

CO、

H2)的过程；D 项，石油的催化裂化是将相对分子质量大、

沸点高的烃断裂为相对分子质量小，沸点低的烃的过程，

从而获得轻质油。

答案：C 思路点拨：解答本题要注意以下几点：

(1)明确干馏、液化、气化、裂化、裂解的含义；

(2)理解物理变化与化学变化的本质区别。

1．(1) 石油的分馏，煤的干馏，煤的液化都属于物

理变化过程吗？

(2)如何通过实验区分直馏汽油和裂化汽油？

答案：(1)石油的分馏属于物理变化，煤的干馏、液

化均为化学变化过程。

(2)裂化汽油能使溴的四氯化碳溶液褪色而直馏汽油

不能使溴的四氯化碳溶液褪色。

要点二

“六大”环境问题

问题：

你了解常见的六大环境问题吗？请说出其主要

污染物及其危害。

提示：

环境问题

温室效应

酸雨

主要污染

物

CO2 SO2、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

氟氯代烷、

线明显增多，给人类

臭氧层破坏

NOx 健康及生态环境带来

多方面危害

刺激人体器官，

第4页

特别是人的

碳氢化合

光化学烟雾

呼吸系统，使人生病甚至死

物、NOx 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

废弃塑料

②混入生活垃圾中难处理、

制品

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，使水体变成浑浊绿色，

水质恶化

白色污染

废水中含

N、P元

赤潮和水华

素的营养

物质

[例

2] 以下非金属氧化物与其引起的环境问题及主

要来源对应正确的是( 选项

A 环境问题

酸雨

光化学烟

雾

温室效应

CO中毒

氧化物

CO2 SO2 主要来源

化石燃料的燃烧

汽车尾气的排放

NO2 CO 工厂废气的排放

燃料的不完全燃

烧

解析：

A 中，

CO2 对应的环境问题是温室效应。

B 中，

SO2 对应的环境问题是酸雨，主要来源于煤的燃烧和硫酸

厂排放的废气。C 中，NO2 对应的环境问题是酸雨及光化

学烟雾，主要来源于汽车尾气的排放。

答案：D 解题归纳

酸雨形成的化学反应

1．酸雨形成多数由于化石燃料的燃烧。

点燃

(1)含有硫的煤燃烧生成二氧化硫：S＋O2=====SO2。

(2)二氧化硫和水作用生成亚硫酸：

SO2＋H2O H2SO3。

(3)亚硫酸在空气中可氧化成硫酸：2H2SO3＋O2 2H2SO4。

2．氮氧化物溶于水形成酸：雷雨闪电时，大气中常

有少量的二氧化氮产生。

(1) 闪

电

时

氮

气

与

氧

气

化

合

生

成

一

氧

化

氮

：

N2 ＋

放电

O2=====2NO。

(2)一氧化氮不稳定，

在空气中氧化成二氧化氮：

2NO ＋O2===2NO2。

(3) 二

氧

化

氮

和

水

作

用

生

成

硝

酸

：

3NO2 ＋

H2O===2HNO3＋NO 2.化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是

( ) A.CO2 属于大气污染物

B.酸雨是

pH 小于

7 的雨水

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、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

降雨，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；

全球气温变暖的温室效应，城市中的热岛效应，还有

海洋中的厄尔尼诺现象和拉尼娜现象等其产生都和二氧

化碳的排放有关系，D 项正确。

答案：D