第二节　资源综合利用　环境保护名师教学设计1

第二十三讲

资源综合利用、环境保护

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考纲导引

考点梳理

1.了解煤、石油和天然气等综合利用的意义。

1.煤、石油、天然气的2.大气污染、水污染、“白色污染”的危害及减少和防治污染的方法

综合利用

3.在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。

2.环境保护与绿色化学

基础知识梳理

一、石油的综合利用

1.主要成分：石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物，是烷烃、环烷烃和芳香烃组成的复杂的混合物，因此没有固定的沸点。所含元素以碳、氢为主，还有少量N、S、P、O等。

2.石油化工

（1）石油的分馏 含碳原子数越少的烃，沸点越低。因此，在给石油加热时，低沸点的烃先汽化，经过冷凝液化后分离出来。随着温度的升高，较高沸点的烃再汽化，经过冷凝液化后，又分离出来。这样不断地加热汽化和冷凝液化，就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。这种方法就是叫做分馏。每一种馏分仍然是多种烃的混合。利用原油中各组分沸点不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程叫做分馏。分馏是物理过程。其主要目的是得到汽油、煤油、柴油等轻质油。

（2）裂化 将长链烃断裂成短链烃的化学反应。分为热裂化和催化裂化两种。目的是提高轻质油的产量，特别是汽油的产量。如：

产物为半烷半烯（一般偶数个C为半烷半烯，奇数个烷多烯少）。这样得到的汽油称为裂化汽油，都含烯烃，不可用来萃取溴水中的溴，可使溴水褪色。目的是：将重油转化为轻质油。

（3）裂解

①石油在更高的温度下发生深度裂化，石油中的烃分子断裂成以乙烯、丙烯为主的短链烃如：

C4H10 一定条件下CH4+C3H6C4H10一定条件下C2H4+C2H6

②裂解气主要成分为乙烯、丙烯、丁二烯。国际上常用乙烯的产量来衡量一个国家石油化学工业发展水平的重要标志。

3.石油的炼制方法及各种工业厂气的主要成分比较：

名称

来源

主要成分

用途

高炉煤气

炼铁高炉

CO2、CO等

燃料

水煤气

水煤气炉

CO、H2等

燃料、化工原料

炼厂气

石油炼制厂

低级烷烃

燃料、化工原料

裂解气

裂解炉

“三烯二烷”

石油化工原料

焦炉气

炼焦炉

H2、CH4、C2H4等

燃料、化工原料

天然气

天然气田、油田

甲烷

燃料、化工原料

二、煤的综合利用

1.煤的组成：由有机物和无机物所组成的复杂的混合物，是工业上获取芳香烃的一种重要来源。主要含有碳元素，还含有少量氢、氧、

氮

、

硫

等元素。

2.煤的化工生产

（1）煤的干馏 煤的干馏指把煤隔绝空气加强热使它发生分解反应的过程。煤经过干馏能生产焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气。干馏是一种化学方法。

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(2)煤的气化

将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程，目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤气。化学方程式为

高温C＋H2O(g)=====CO＋H2。

(3)煤的液化

①直接液化

催化剂煤＋氢气———→液体燃料

高温②间接液化

高温催化剂煤＋水——→水煤气———→甲醇等

高温三、天然气的综合利用

1.主要成分：然气系古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出，

天然气蕴藏在地下约3000—

4000米之多孔隙岩层中，主要成分为甲烷。

2.主要用途：

①天然气发电，具有缓解能源紧缺、降低燃煤发电比例，减少环境污染。

②天然气是制造氮肥的最佳原料，具有投资少、成本低、污染少等特点。天然气占氮肥生产原料的比重，世界平均为80%左右。 ③天然气作为民用燃料，热值高，污染少，符合环保意识。

④天然气代替汽车用油，具有价格低、污染少、安全等优点。天然气被视为最干净的能源之一。

四、三大合成材料

1.三大合成材料是指塑料、合成橡胶和合成纤维

。

2.聚合反应：合成聚乙烯的化学方程式：单体为CH2==CH2，链节为—CH2—CH2—，聚合度为n。

五、环境污染及保护

1.除了自然因素外，大气污染主要来自化石燃料的燃烧和工业生产中产生的废气及颗粒物，工业生产的废水会导致土壤、水源的污染；废渣等固体废弃物的处理兼有减少环境污染和资源回收利用两个重要目的

2.大气污染（1）主要污染物：二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氢化物、飘尘、煤尘、放射性物质等。（2）来源：煤、石油的燃烧，矿石冶炼，汽车尾气，工业废气等。（3）危害：危害人体健康；影响植物生长；破坏建筑材料；改变地球气候等“温室效应”与全球变暖。

（4）治理：综合治理：调整能源结构，开发新能源(太阳能、氢能、风能、地热等)，减少使用煤、石油、天燃气等化石燃料，减少工业废气排放，对废气进行回收净化再利用等。大力植树造林严禁乱砍滥伐。政府部门合理规划、制订标准、加强监测。

3.水污染（1）主要污染物：无机物，碱、盐等，重金属耗氧物质，植物营养物质，石油，难降解有机物等。另外还有氰化物、酚类、病原体、放射性物质、悬浮固体物等等。（2）来源：石油炼制、工业废水、生活污水、使用过农药、化肥的农田排水、降雨淋洗大气污染物和地面淋洗固体垃圾等。（3）危害：污染水源，改变水质，加剧水源危机；造成水体富营养化，破坏海滨风景区；危及人体健康等；“赤潮”与水体富营养化。（4）治理：控制污水任意排放，对污水进行净化处理，改善用水制度，研究无污染新工艺，合理、科学地施用化肥、农药等。

4.居室污染（1）主要污染物：CO、CO2、SO2、NOx、NH3、醛类(如甲醛)、酚类、烟雾、烟尘、放射性稀有气体氡、电磁波、螨虫、细菌、病毒等。（2）来源：煤、石油、液化气、天然气等的燃烧，煎、炒、烘、烤等高温烹调加工中产生的烟雾，烟草的燃烧，电器发出的电磁波，地毯中的螨虫，建筑装璜材料产生的甲醛、放射性稀有气体氡，化妆品，日用化学品，家宠等。

（3）危害：引起人体呼吸道、消化道等疾病，导致各种癌症、皮肤病、传染病，影响婴幼儿智力和发育等。（4）防治措施：保持室内清洁、通风；对电器辐射采取防护措施，并保持距离；厨房要有通风换气设施；宠物要经常洗浴，养成良好的排便习惯，并注意及时清除；女性朋友要慎用化妆品和日常化学用品；建议男士少抽烟或不抽烟。

5.绿色化学（1）含义绿色化学又称环境友好化学或清洁化学，是从源头上防止污染产生或把化学过程对环境的负面影响降低到最低程度的化学，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%．绿色化学要求原料和产品无害，在化学过程中不产生“三废”或使“三废”降低到最低程度．

（2）化学实验绿色化的途径①开发绿色实验，如实验室以H2O2分解法制氧取代氯酸钾分解法，实现原料和反应过程的绿色化；②防止实验过程中尾气、废物等对环境的污染，实验中有危害性气体产生时要加强尾气吸收，对实验产物尽可能再利用等；③在保证实验效果的前提下，尽量减少实验试剂的用量(如降低试剂浓度，减少用量等)，使实验小型化、微型化；④对于危险或反应条件苛刻、污染严重或仪器、试剂价格昂贵的实验，可采用计算机模拟化学实验或观看实验录像等办法；⑤妥善处置实验产生的废物，防止污染环境．现绿色化学过程、目标及相应措施，可归纳为下图：

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