第二节　资源综合利用　环境保护ppt配用优秀获奖教案

第二节

资源综合利用

环境保护

喀左三高中

孙守茂

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。

细节教材记住主干

（一）

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。

（二）

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%。

知识点一

从煤、石油和天然气中获得基本化工原料

新知识探究

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) ＋

H2 O(g)=====高温

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。 (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(CH3 OH)。该反应的化学方程式(反应条件可省略) 为2CH4＋O 2 2CH3 OH。 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

)C12H 26―→

C 6H 14 ＋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 原理

隔绝空气、高温下使物质分解

根据液态混合物中各组

分沸点不同进行分离 与蒸馏原理相同 产物

产物为混合物 产物为单一组分的纯净物

产物为沸点相近的各组

分组成的混合物

反应 类型 化学变化

物理变化

物理变化 2.化学中“两裂”的比较

名称

定义

目的 裂化

在一定条件下，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 提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产

量 裂解

在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各

种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链不饱和烃 [对点演练] 1．下列说法中错误的是( ) A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油3 B．含C18以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油 C．煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物 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

解析：选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。

知识点二

以煤石油天然气为原料生产合成材料

新知识探究

1 ．三大合成材料是塑料、合成橡胶、合成纤维。 2．加聚反应 (1) 加聚反应是由不饱和的小分子相互加成的聚合反应。 (2)聚合反应中的单体、链节和聚合度：

[名师点拨]

三个概念 (1)单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物。 (2)链节：高分子化合物中的最小重复结构单元。 (3)聚合度：高分子化合物中所含链节的数目。

知识点三

环境保护和绿色化学

1、下面为环境污染的热点问题，请查阅资料，探究产生的原因及防治方法。

环境问题 产生原因

防治方法

温室效应

大气中CO2含量的不断增加

减少化石燃料的燃烧 酸雨 SO2和氮的氧化物的大量排放 燃料预脱硫，控制机动车辆尾气

排放 水体富营养化(赤潮) 含有大

量氮、磷的污水任意排放 将工业和生活废水处理后再排

放 臭氧层破坏

氮的氧化物、氟氯代烃等的排放

使用无氟制冷剂等

白色污染

聚乙烯等塑料垃圾

回收利用 2.绿色化学的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。最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物 (即没有副反应，不生成副产物，更不能产生废弃物) ，这时原子利用率为

100%。 3．以乙烯合成环氧乙烷有以下两种方法： 方法一： 方法二：

，方法二的原子利用率可达100%。

2、“绿色化学”的特点 (1)开发绿色反应，将原子利用率提高到100%。 (2)使用无毒、无害的原料、催化剂、溶剂。 (3)开发绿色工艺。 (4)开发和生产绿色产品。 3．化学反应的原子经济好坏用原子利用率来衡量 原子利用率＝期望产物的式量

期望产物的式量＋废弃副产物的式量

×100%。 [对点演练] 3．“绿色化学”又称环境无公害化学。下列叙述符合“绿色化学”原则的是( ) A．绿色化学的核心是利用化学原理对工业生产造成的环境污染进行治理 B．用聚苯乙烯等塑料代替木材生产包装盒、快餐盒等，以减少木材使用 C．研制新型杀虫剂，使它只对目标昆虫有毒杀作用而对其他昆虫无害 D．现代石油化工采用银作催化剂，将乙烯直接氧化生产环氧乙烷符合“原子经济”

解析：选D 绿色化学的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，A项错误；用聚苯乙烯等塑料代替木材生产包装盒、快餐盒等会造成白色污染，B项错误；新型杀虫剂的使用仍然会造成食品、水等污染，C项错误；D项反应原子利用率为100%，符合“绿色化学”原则，正确。

课下能力提升

一、选择题

1．煤、石油、天然气是人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料，下列不属于以煤、石油和天然气为主要原料生产的合成材料是( ) A．塑料 B．合成橡胶 C．淀粉 D．合成纤维

解析：选C 淀粉是天然高分子化合物，其他都是以煤、石油、天然气为主要原料人工合成的。

2．下列措施中不符合节能减排的是( ) A．大力发展火力发电，解决电力紧张问题 B．在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水 C．用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫 D．用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气

解析：选A 火力发电不能减少有害物质的排放，不符合节能减排 3．在石油工业中，将重油制成乙烯的方法是( ) A．裂化 B．裂解 C．干馏 D．分馏 解析：选B 将重油制成气态不饱和烃，应采取比裂化更高的温度才可以实现，即采用裂解的方法。

4．下列有关煤的叙述，不正确的是( ) A．煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质 B．煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分 C．煤除了含有C元素外，还含有少量的N、H、S、O等元素 D．煤等化石燃料的储量有限，节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键

解析：选B 煤是有机物和少量无机物组成的混合物，煤焦油是煤干馏的产物之一，不属于煤本身的成分。

5.天然气的主要成分——CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下列是有关天然气的几种叙述，①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；②等质量CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；③燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一；④CH4作为化工原料中用于合成氨、生产甲醇。其中正确的是( ) A．①②③ B．①②④ C．③④ D．②③ 解析：选B ①天然气与煤、柴油相比，氢元素的质量分数高，氢燃烧产物无污染，是相对清洁的能源；②CH4的摩尔质量为16 g/mol，CO2的摩尔质量为44 g/mol，则等质量时，CH4产生的温室效应大于CO2；③天然气燃烧不产生硫、氮的氧化物，不会形成酸雨；由CH4的用途知④正确。

6．“煤制油”的关键技术是煤的气化，而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应：C(s)＋H2O(g)=====高温

CO(g)＋H2(g)，该反应是吸热反应，反应所需能量是由间歇进行的碳的燃烧(氧气用空气代替)来提供的：C＋O2=====点燃

CO2，下面关于该过程的说法不正确的是( ) A．煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染 B．第一个反应需要吸热，所以煤的气化从能量角度来看，得不偿失 C．煤气化后作为燃料，燃烧充分，热利用率高 D．上述两个反应后的混合气体中除去CO、CO2后主要就是合成氨的两种原料气 解析：选B 虽然在煤的气化过程中，会有一部分煤的潜在能量受到损失，但由于加工后得到气态燃料的热利用率高，且较清洁，故从总体来看煤气化或液化后使用是合理的，B项错误，A、C项正确；因反应C＋O2=====点燃

CO2中的氧气用空气代替，故反应后混合气体成分为N2、CO、CO2和H2等，除去CO、CO2后主要就是合成氨的原料N2，H2，D项正确。