第二节　资源综合利用　环境保护教学设计范文

第二节

资源综合利用

环境保护

长沙市稻田中学

肖修锋

【学习目标】

1.了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。

2.通过简单实例，了解常见高分子材料的合成，能举例说明高分子材料在生产、生活、科技等领域中的应用及发展。

3.认识化学对环境保护的意义。

4.了解绿色化学的含义，知道在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。

【自主学习】

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煤的加工方法及产品

(2)天然气的组成和利用

(3)石油的组成和加工

提醒

煤的干馏、气化、液化，石油的裂化、裂解均是化学变化，而石油的分馏是物理变化。

2.以煤、石油、天然气为原料生产合成材料

(1)三大合成材料：______________、________________、________________，这三大合成材料，主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。

(2)合成高分子化合物的常见反应类型

①加聚反应：由相对分子质量小的化合物通过________________相互结合成相对分子质量很大的高分子化合物的反应。如_________________________________________________。

注意：a.单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如____________________。

b.链节：高分子化合物中的最小重复单元，如______________________________________。

c.聚合度：高分子化合物中的链节数，如聚乙烯中的n。

②缩聚反应：由相对分子质量小的化合物通过________结合成相对分子质量很大的高分子化合物，同时有____________(如H2O等)生成的反应。如：

[议一议]

1.判断正误，正确的打“√”错误的打“×”

(1)煤、石油和天然气是不可再生能源，也是新型清洁能源(

) (2)把煤加强热使之分解的过程叫煤的干馏(

) (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(

) (5)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴(

) 2.问题思考：

高分子化合物聚乙烯(

二、环境保护与绿色化学

1.环境问题

2—CH2)的单体和链节的组成和结构都相同吗？

主要是指由于人类不合理地开发和利用______________而造成的________________破坏，以及__________和____________所造成的环境污染。根治污染的最有效途径是控制__________。

2.“三废”污染

“三废”主要指________、________和________，大气污染物主要来自__________________和工业生产过程中产生的________及其携带的____________；工业生产中的废水往往含有复杂的成分，任意排放会导致土壤、水源的污染，需要经过多步处理才能达到排放标准；废渣等固体废弃物的处理兼有____________________和______________________两个重要目的。

3.当今化学工作者面临的重要任务

(1)环境监测

(2)三废治理

(3)寻找源头治理环境污染的生产工艺等。

其中对环境情况的监测，就是对污染物的________________________________________等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据。

4.绿色化学

绿色化学的核心是利用化学原理从________上________和________工业生产对环境的污染。

“原子经济”就是反应物的原子____________为期望的最终产物，这时原子利用率为______。

[议一议]

加成反应和加聚反应符合绿色化学的思想，且原子利用率是100%，正确吗？

【难点突破】

一、煤、石油和天然气的综合利用

例1

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

归纳总结

1.“三馏”比较

原理

物质分解

产物

反应类型

产物为混合物

物

化学变化

物理变化

组分组成的混合物

物理变化

分沸点不同进行分离

产物为单一组分的纯净产物为沸点不同的各干馏

隔绝空气加强热使蒸馏

根据液态混合物中各组与蒸馏原理相同

分馏

2.化学中“两裂”的比较

名称

定义

在一定条件下，把相对分子质量大、沸点提高轻质油的产量，特别是提高汽裂化

高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的油的产量

烃

在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各裂解

种短链的气态烃和少量液态烃

3.化学“六气”的主要成分

获得短链不饱和烃

目的

高炉

煤气

主要成分

CO、CO2

H2、CO CH4

水煤气

天然气

油气

C3H8、C4H10

H2、CH4、C2H4、CO C2H4、C3H6、C4H8、CH4

液化石焦炉气

裂解气

变式训练1

下列说法中错误的是(

) A.石油是混合物，石油分馏得到的汽油也是混合物

B.含C20以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油

C.焦炭是煤干馏的一种重要产品

D.煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来

二、环境保护和绿色化学

例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

归纳总结

六大环境问题

环境问题

温室效应

酸雨

臭氧层破坏

光化学烟雾

碳氢化合物、NOx

氟氯代烷、NOx

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，白色污染

废弃塑料制品

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，消赤潮和水华

废水中含氮、磷元素的耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质营养物质

恶化

变式训练2

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%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是(

) ①置换反应

②化合反应

③分解反应

④取代反应

⑤加成反应

⑥加聚反应

⑦酯化反应

A.②⑤⑥

B.②④⑤

C.只有⑥

D.只有⑥⑦

【当堂过关】

1.下列说法不正确的是(

) A.煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠

B.煤可与水蒸气反应制成水煤气，水煤气的主要成分为CO和H2

C.汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氢化合物

D.以石油、煤和天然气为原料，可生产塑料、合成橡胶和合成纤维

2.下列有关环境问题的说法正确的是(

) A.燃煤中加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量

B.臭氧的体积分数超过104%的空气有利于人体健康

－C.pH在5.6～7.0之间的降水通常称为酸雨

D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染

3.以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是(

) A.发展氢能和太阳能

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.尽量用纯液态有机物代替水作溶剂

4.聚苯乙烯的结构为。请回答下列问题：

(1)聚苯乙烯重复出现的结构单元是__________，单体是____________。

(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52 000，则该高聚物的结构单元重复出现的次数是n＝________。

5.绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。

(1)下列各项符合“绿色化学”要求的是__________。

A.处理废弃物

C.减少有毒物

B.治理污染点

D.杜绝污染源

(2)在我国西部大开发中，某地为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是__________。

A.建在西部干旱区可以脱贫致富

B.应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区

C.企业有权自主选择厂址

D.不宜建在人口稠密的居民区

(3)某化工厂排放的污水中含有Mg2、Fe3、Cu2、Hg2四种离子。某同学设计了从该污水＋＋＋＋中回收纯净的金属铜的方案。

在能制得纯铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？__________。应增加哪些措施防止污染________________________________________________________________________。

答案精析

第二节

资源综合利用

环境保护

【自主学习】

一、1.(1)①有机物

无机物

C

H、O、N、S

②焦炉气

煤焦油

可燃性气体

C(s)＋H2O(g)――→CO(g)＋H2(g)

(2)CH4

燃料

(3)碳氢化合物

利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程

汽油

煤油

柴油

乙烯

丙烯

甲烷

C3H6

C2H6

加热

催化剂

链状

环状

2.(1)塑料

合成橡胶

合成纤维

(2)①加成反应

nCH2===CH2――→a.CH2===CH2

b.—CH2—CH2—

②缩合

小分子

议一议

1.(1)×

(2)×

(3)×

(4)×

(5)√

2.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。

二、1.自然资源

生态环境

工农业生产

人类生活

污染源

2.废气

废液

废渣

化石燃料燃烧

废气

颗粒物

减少环境污染

资源回收利用

3.(3)存在形态

含量

4.源头

减少

消除

全部转化

100% 议一议

正确，加成反应和加聚反应只有目标产物，无副产物，故原子利用率是100%，符合绿色化学的思想。

【难点突破】

例1

C

[煤的干馏和煤的液化属于煤的综合利用，而将煤变成煤饼作燃料是为了提高煤的利用率，不属于综合利用；石油裂解属于石油的综合利用。]

变式训练1

D

[石油通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料，但产量不高。通常采用裂化的方法，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，提高汽油的产量。煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤焦油是含有多种芳香族化合物的混合物，可以生产芳香族化合物苯和甲苯。]

例2

D

[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；一定条件2—CH2高温

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。]

变式训练2

A

[据四种基本反应类型的定义即判断出只有化合反应产物唯一。在有机反应类型中，取代反应、酯化反应、水解反应的产物均不唯一而加成产物、加聚产物唯一，反应物中的原子全部转化成期望的最终产物，即原子利用率为100%。]

【当堂过关】

1.C

[植物油是由C、H、O三种元素构成的有机物，不属于碳氢化合物。]

2.A

[A项，石灰石在煤燃烧过程中分解为CaO，CaO和SO2结合为CaSO3，进一步转化为CaSO4，可减少SO2污染；B项，当空气中臭氧的含量超过105%(体积分数)时，就会对人体、－动植物及暴露在空气中的物质造成危害；C项，pH小于5.6的雨水称为酸雨；D项，含磷合成洗涤剂易造成水体富营养化，形成“水华”“赤潮”等水体污染。]

3.D

[所谓低碳经济，是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、制度创新、产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到社会经济发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。发展氢能和太阳能、限制塑料的使用和发展绿色化学，都符合低碳经济。]

4.(1

(2)500 解析

有机高分子化合物的性质及其结构有关，故由其结构可判断其溶解性和热塑性以及热固性。

根据化学方程式：，可以确定聚苯乙烯的单体为。重复出现的结构单元为52 000次数：n＝＝500。

1045.(1)D

(2)B、D

(3)第③步

增加冷凝回收装置

；当Mr＝52 000时，则重复出现的解析

(1)根据题干描述：绿色化学是“预防污染”的根本手段，因此应从“源头”上杜绝。

(2)化工基地的筹建首先不宜建在人口稠密的居民区，同时要考虑水资源和交通问题。

(3)第③步由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此会造成环境污染。