第二节　资源综合利用　环境保护教案和学案内容

第四章

第二节

资源的综合利用

环境保护

教学目标

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。

教学过程

一、煤、石油和天然气的综合利用

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)＋高温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。

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--燃料

(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。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。

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。

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裂化：在一定条件下，将长链烃变为短链烃的过程。裂化的目的：提高汽油的产量。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。

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。

裂化和裂解的比较

名称

定义

目的

在一定条件下，把相对分子质量大、提高轻质油的产量，特别是提高汽裂化

沸点高的烃断裂为相对分子质量油的产量

小、沸点低的烃

在高温下，使具有长链分子的烃断裂解

裂成各种短链的气态烃和少量液态获得短链不饱和烃

烃

4．聚合反应和高分子化合物

(1)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

(2) 三个概念

单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物。

链节：高分子化合物中的最小重复结构单元。

聚合度：高分子化合物中所含链节的数目。

二、环境保护

1．环境保护 (1)“六大”环境问题

环境问题

主要污染物

温室效应

酸雨

臭氧层

破坏

光化学

烟雾

白色污染

CO2

SO2、NOx

氟氯代烷、

NOx

碳氢化合物、

NOx

废弃塑

料制品

2

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，导致农作物减产

②混入生活垃圾中难处理、难回收

赤潮和

水华

废水中含

N、P元素的

营养物质

(2)工业三废是指：废气、废水、废渣。

(3)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：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%。

化学反应的原子经济好坏用原子利用率来衡量

期望产物的式量原子利用率＝×100%。

期望产物的式量＋废弃副产物的式量 (3)“绿色化学”的特点

开发绿色反应，将原子利用率提高到100%。

使用无毒、无害的原料、催化剂、溶剂。

开发绿色工艺。

开发和生产绿色产品。

课后练习

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

1．下列有关煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(

) A．石油裂解得到的汽油是纯净物

B．石油产品都可用于加成反应

C．天然气是一种清洁的化石燃料

D．煤就是碳，属于单质

2．下列不属于煤的综合利用的是(

) 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．煤变为煤饼作燃料

D．将煤干馏制得甲苯和乙烯

3．下列变化不属于化学变化的是(

) A．煤的干馏 B．石油分馏

C．由乙烯制聚乙烯 D．重油裂化

4．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．开发氢能和太阳能等新能源

B．开发回收二氧化碳的技术 3

C．提高原料利用率，发展绿色化学

D．用小汽车代替自行车出行

5．引起环境污染的原因不正确的是(

) A．重金属、农药和难分解有机物等会造成水体污染

B．装饰材料中的甲醛、芳香烃及氡等会造成居室污染

C．SO2、NO2和CO2都会导致酸雨的形成

D．CO2的大量排放会造成温室效应的加剧

解析：选C C项中的CO2不会导致酸雨的形成。 6．苯乙烯的结构简式为，试写出苯乙烯发生下列反应的化学方程式：

(1)与溴水反应__________________。

(2)在Ni作用下与足量H2加成______________。

(3)自身加成生成聚苯乙烯__________________。

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