第二节　资源综合利用　环境保护优秀教学设计

第二节

资源综合利用

环境保护

[学习目标定位]

1.能够认识化石燃料综合利用的意义。2.以酸雨的防治和无磷洗涤剂的使用为例，认识化学对环境保护的意义。3.了解合成新物质对人类生活的影响，知道在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。

一

化石燃料的综合作用

1．煤的综合利用

(1)煤的组成

物质组成：有机物和少量无机物煤

元素组成：主要含碳元素、还含少量氢、氧、氮、硫等元素

(2)综合利用

概念：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程①干馏

主要产品：焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦炉气

概念：将煤转化为可燃性气体的过程②气化

高温―→COg＋H2g主要反应：Cs＋H2Og―直接液化：煤＋H2―→液体燃料③液化

气化催化剂―→CO和H2――→甲醇间接液化：煤―2．天然气的综合利用

天然气的主要成分是甲烷，它是一种清洁的化石燃料，主要用于合成氨和生产甲醇等。

3．石油的综合利用

(1)石油的组成：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等组成的，没有固定的沸点。

(2)石油的精炼

概念：利用原油中各组分沸点的不同进行分离的①分馏

过程

成分：分馏可得到汽油、煤油、柴油等轻质油

目的：为了获得轻质油，特别是汽油的产量②裂化

催化剂原理：CH――→CH＋CH1226614612加热、加压

催化剂原理：CH――→CH＋CH加热、加压③裂解催化剂――→CH＋CH

CH加热、加压410434102426目的：为了获得乙烯、丙烯、甲烷等化工基本原料6

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。

4．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)的反应叫聚合反应。由不饱和的小分子相互加成的聚合反应，叫加成聚合反应，简称加聚反应。例如，乙烯可发生加聚反应生成聚乙烯。

聚合反应中的单体、链节和聚合度：

(3)缩聚反应：相对分子质量小的化合物在生成高分子化合物的同时有小分子化合物生成的反应，如聚酯纤维的合成：

归纳总结

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

B．含C20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

答案

D 解析

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。

2．下列关于乙烯和聚乙烯的叙述正确的是(

) A．二者都能使溴水褪色，性质相似

B．二者互为同系物

C．二者最简式相同

D．二者相对分子质量相同

答案

C 解析

单体CH2===CH2与链节—CH2—CH2—的组成元素相同，二者的区别是CH2===CH2分子中有，而CH2—CH2分子中无，结构上不相似，所以性质不同，不是同系物，故正确答案为C。

二

环境保护和绿色化学

1．环境保护

(1)环境问题：主要是指由于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)环境保护的科学理念：从源头上减少和消除污染。

2．绿色化学

(1)“绿色化学”可以诠释为环境友好化学，它的核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。它研究对环境没有任何副作用的化学试剂、化学制品和化学工艺。

(2)绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。按照绿色化学的原则，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%。

归纳总结

3．下列有关“绿色化学”及“绿色食品”的描述均正确的组合是(

) ①“绿色化学”是指绝对无污染的化学过程

②“绿色化学”是指依靠绿色植物来完成的化学过程

③“绿色化学”是没有或尽可能少污染的化学过程

④“绿色化学”是人们理想中的化学过程，无法实现

⑤治理工业“三废”属于“绿色化学”范畴

⑥合理施用农药属于“绿色化学”

⑦加强环境监测属于“绿色化学”过程

⑧开发利用氢能源属于“绿色化学”

⑨富含叶绿素的食品属于“绿色食品”

⑩新鲜的蔬菜属于“绿色食品”

⑪无污染的安全、优质、营养类食品属于“绿色食品”

⑫贴有“绿色”防伪标志的食品属于“绿色食品”

A．③⑧⑪

C．②⑥⑦⑨

答案

A 解析

①～⑧是对绿色化学的叙述。绿色化学的核心是从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，强调最理想的原料经济性原则和污染物的零排放。所以①中的“绝对无污染”、②中的“依靠绿色植物”、④中的“无法实现”、⑤中的“治理三废”、⑥中的合理施用农药、⑦中的“加强环境监测”等内容都是错误的或不属于绿色化学范畴，③、⑧正确。⑨～⑫是对绿色食品的描述，只有⑪正确。

B．①②③⑤⑥⑧⑩

D．④

1．下列关于化石燃料的加工说法正确的是(

)

A．石油裂化主要得到乙烯

B．石油分馏是化学变化，可得到汽油、煤油

C．煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气

D．煤制煤气是物理变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径

答案

C 解析

石油裂化的目的主要是获得汽油等轻质燃料油，而石油裂解的目的才是获得乙稀，A项错误；石油分馏是物理变化，B项错误；煤制煤气是化学变化，D项错误；煤干馏的目的就是获得焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气，C正确。

2．下列属于物理变化的是(

) ①石油的分馏

②煤的干馏

③石油的裂化

④铝热反应

⑤由乙烯制备聚乙稀

⑥将氧气转化为臭氧

⑦乙烯催熟果实

⑧将苯加入溴水中

⑨海水蒸馏制取淡水

A．①②③④

C．①⑧⑨

答案

C 解析

蒸馏和分馏的原理相同，都是利用沸点不同分离物质，将苯加入溴水中不发生化学反应，而是苯萃取溴水中的溴，故①⑧⑨均属于物理变化，其余各项均发生了化学变化。

3．常见的污染分为一次污染和二次污染。二次污染是排入环境中的一次污染物在物理、化学因素或微生物作用下发生变化所生成的新污染物，如反应2NO＋O2===2NO2中，二氧化氮为二次污染物。下列三种气体：①二氧化硫；②二氧化氮；③硫化氢。其中能生成二次污染物的是(

) A．只有①②

C．只有①③

答案

D 解析

题中给出了二次污染物的定义是指一次污染物经过变化后还能生成污染物的物质。其中SO2和NO2本身都是有毒气体，是污染物，而它们与雨水反应生成酸雨，是二次污染物；H2S被氧化后的产物是SO2气体，因而也能产生二次污染。

4．“绿色化学”实验已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是(

) B．只有②③

D．①②③

B．①②⑤⑦

D．①②⑥⑨

①实验室中收集氨气采用图甲所示装置

②实验室中做氯气与钠反应实验时采用图乙所示装置

③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸反应生成铵盐的实验

④实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应

A．②③④

B．①②③

C．①②④

答案

C D．①③④

解析

因为氨气的密度比空气小，实验室用向下排空气法收集氨气，氨气溶于水呈弱碱性，可以使滴有酚酞的水变红，①符合“绿色化学”；氯气有毒，与钠反应后，多余的氯气被碱液吸收，②符合“绿色化学”；铜与稀硝酸反应生成的一氧化氮有毒，一氧化氮可以用气球收集，④符合“绿色化学”；浓盐酸和浓氨水都易挥发，③不符合“绿色化学”。

5．20世纪90年代初，国际上提出了“预防污染”这一新概念。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)下列各项属于“绿色化学”要求的是________(填字母，下同)。

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，某省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。甲、乙、丙三位学生分别设＋＋＋＋计了从该污染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

(1)D

(2)BD (3)丙方案的第③步

增加冷凝回收装置

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。(3)

丙方案第③步中，由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此会造成环境污染。