第二节　资源综合利用　环境保护优质课教案整理

中小学个性化教育专家

学科教师辅导讲义

学员编号：

年

级：高一

课时数：3 学员姓名：

辅导科目：化学

学科教师：

课

题

4.2资源综合利用 环境保护

1.石油的综合利用

教学目标

重点、难点

教学内容

一、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。主要含有C、H、O、N、S等元素。

2、煤的干馏

把煤隔绝空气加强热使它发生分解反应的过程。工业上也叫煤的焦化。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。



焦炉气主要成分是氢气和甲烷；



煤焦油——含有多种芳香族化合物的复杂混合物（可用分馏的方法将其分离）。

2.煤的综合利用

3.天然气的综合利用

4.环境污染及保护

1.煤的成分、干馏及产物

2.石油的分馏、裂化及裂解原理及产物

3.聚合反应的原理、应用以及高分子化合物的特征、性质．

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：4、

煤的液化

直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。

间接液化：先转化成一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成甲醇等液体燃料。

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二、

天然气的综合利用

1、主要成分：甲烷的气态碳氢化合物的总称。

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。

3、合成NH3和甲醇:

三、石油的综合利用

1. 石油的组成：主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物，是一种极其重要的资源。

2. 石油化工:由石油产品和石油气（炼厂气、油田气、天然气）做原料来生产化工产品的工业简称。

3.分馏

利用沸点不同将石油分成不同沸点范围的蒸馏产物的方法。

分馏分为常压分馏和减压分馏两种。分馏是一种物理方法。

（1）常压分馏——常压下分离出低沸点的烃如溶剂油、汽油、煤油、柴油等轻质油。

（2）减压分馏——利用外界压强对物质沸点的影响，用降低分馏塔内压强的方法，能使重油的沸点随压强降低而降低，达到分离的效果



馏分——分馏出来的各种成分。每一种馏分都是混合物。



石油分馏的产品：溶剂油（C5～C6 30～150℃）、汽油（C5～C11 220℃C以下）、煤油（C11～C16 180～310℃）、柴油（C15～C18 200～360℃）、凡士林（C16～C20 360℃以上）、石蜡（360℃以上）、沥青（360℃以上）。

4. 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。这样得到的汽油称为裂化汽油，都含有烯烃，不可用来萃取溴水中的溴。

5. 裂

解

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为了获得短链不饱和烃而进行的深度裂化。如：

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

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化学工业发展水平的重要标志之一



石油的分馏、裂化和裂解比较



直馏汽油和裂化汽油的区别



各种工业厂气的主要成分

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特别提醒：直馏汽油可用作卤素单质的萃取剂，而裂化汽油易与卤素单质发生加成反应，故不能用作卤素单质的萃取剂。

【典型例题及解析】

【例1】近期我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。下列关于石油的说法正确的是

A．石油属于可再生矿物能源 B．石油主要含有碳、氢两种元素

C．石油的裂化是物理变化 D．石油分馏的各馏分均是纯净物

(

) 【例2】下列关于石油和煤的说法不正确的是(

) A．石油中主要含有C、H两种元素 B．石油是主要由烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物 C．石油有固定的沸点，故可分馏 D．煤是有机物和无机物组成的复杂的混合物 【例3】煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资源又污染环境．最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量≥90%)，把煤“吃干榨尽”．下列有关说法正确的是 (

) ①煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化

②煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化

③该技术实现了煤的清洁利用

④该技术实现了煤的高效用 A．①②③

B．①②④ C．①③④ D．②③④ 四、

以煤、石油、天然气为原料生产合成材料

1、三大合成材料：塑料、合成纤维、合成橡胶

2、加聚反应：合成聚乙烯的反应：单体是CH2=CH2，链节-CH2-CH2-，聚合度为n。

五、环境污染及保护

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1.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。

2.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。

3.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；

【例4】水源污染的主要原因有（ ）。

（1）城市生活污水排放

（2）农业生产中，农药.化肥使用不当

（3）天然水跟空气.岩石和土壤等长期的接触

（4）工业生产中废液.废渣.废气的排放

A.只有(1)(3)(4) B.只有(2)(4) C.只有(1)(2)(4) D.只有(1)(4) 4.绿色化学的含义

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

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度的化学．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．

5.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)防止实验尾气、废物等对环境的污染，实验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；

(3)在保证实验效果的前提下，尽量减少实验试剂用量(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：

【例5】良好的环境是社会和谐发展的保证．下列说法中不正确的是 (

) A．北京奥运会的火炬燃料是丙烷，符合举办“绿色奥运”的承诺 B．火箭常用偏二甲肼、四氧化二氮作燃料，燃烧对环境无污染 C．2007年太湖部分水域发生“水华”等污染是水体富营养化的结果 D．研究人员用植物纤维制造出的机动车燃料，属于清洁的可再生能源 【感悟高考真题】

1、

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。下列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

2、

化学已渗透到人类生活的各个方面。下列说法不正确的是（ ）

A．阿司匹林具有解热镇痛作用

B．可以用Si3N4、Al2O3制作高温结构陶瓷制品

C．在入海口的钢铁闸门上装一定数量的铜块可防止闸门被腐蚀

D．禁止使用四乙基铅作汽油抗爆震剂，可减少汽车尾气污染

3、

化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是（ ）

A．为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药

B．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理

C．实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源

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D．垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用

4、

下列有关物质的性质或应用的说法不正确的是（ ）

．A．二氧化硅是生产光纤制品的基本原料 B．水玻璃可用于生产黏合剂和防火剂

C．盐析可提纯蛋白质并保持其生理活性 D．石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯

5、

为研究安全气囊工作的化学原理，取安全装置中的粉末进行实验。经组成分析，确定该粉末仅Na、Fe、N、O四种元素。水溶性试验表明，固体粉末部分溶解。经检测，可溶物为化合物甲；不溶物为红棕色固体，可溶于盐酸。取13.0g化合物甲，加热使其完全分解，生成氮气和单质乙，生成的氮气折合成标准状况下的体积为6.72L。单质乙在高温隔绝空气的条件下与不溶物红棕色粉末反应生成化合物丙和另和一种单质。化合物丙与空气接触可转化为可溶性盐。

请回答下列问题：

（1）甲的化学式为 ，丙的电子式为 。

（2）若丙在空气中转化为碳酸氢盐，则反应的化学方程式为 。

（3）单质乙与红棕色粉末发生反应的化学方程式为 ，安全气囊中红棕色粉末的作用是 。

（4）以下物质中，有可能作为安全气囊中红棕色粉末替代品的是 。

A. KCl B. KNO3 C. Na2S D. CuO （5）设计一个实验方案，探究化合物丙与空气接触后生成可溶性盐的成分（不考虑结晶水合物） 。

【随堂检测】

一、选择题

1.下列有关环境问题的说法正确的是（

）

A.燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量

B.臭氧的体积分数超过10-4%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

2.从海水中可获得的在常温下为液体的单质是

…(

)

A.Mg

B.K

C.Br2

D.I2

3. 化学与生活、社会密切相关。下列说法不正确的是(

) A.利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源、保护环境

B.凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害，不可食用

C.为防止电池中的重金属等污染土壤和水体，应积极开发废电池的综合利用技术

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D.提倡人们购物时不用塑料袋，是为了防止白色污染

4.下列符合化学实验“绿色化学”的有（

）

①在萃取操作的演示实验中，将CCl4萃取溴水改为CCl4萃取碘水

②在铜与浓硫酸反应的实验中，将铜片改为可调节高度的铜丝

③将实验室的废酸液与废碱液中和后再排放

A.①②

B.①③

C.②③

D.①②③

5. 2005年诺贝尔化学奖获得者施罗克等人发现金属钼的卡宾化合物可以作为非常有效的烯烃复分解催化剂.工业上冶炼钼的化学原理为: (1)2MoS2+7O22MoO3+4SO2;MoO3+2NH3·H2O====(NH4)2MoO4+H2O; (2)(NH4)2MoO4+2HCl====H2MoO4↓+2NH4Cl; (3)H2MoO4

△

MoO3+H2O; (4)用还原剂将MoO3还原成金属钼. 则下列说法正确的是(

) A.MoS2煅烧产生的尾气可直接排空

B.MoO3是金属氧化物,也是碱性氧化物

C.H2MoO4是一种强酸

D.利用H2,CO和铝分别还原等量的MoO3,所消耗还原剂的物质的量之比为3∶3∶2 6.已知工业上真空炼铷的反应方程式如下:2RbCl+Mg

MgCl2+2Rb(g),对此反应能够进行的正确解释是(

)

A.铷比镁的金属性强

B.铷的沸点比镁低,把铷的蒸气抽走后,平衡向正反应方向移动

C.MgCl2对热的稳定性比RbCl弱

D.高温下Mg2+得电子能力比Rb+弱

7.下列海水中的元素,对其用途的说法中,不正确的是(

) A.锂作为热核反应的重要材料

B.碘用于医药制碘酒

C.铀用于制氢弹

D.镁用于制造飞机,汽车

8. 化学合成技术的发展对人类健康水平提高作出了巨大贡献。下列各组物质全部由化学合成得到的是… (

)

A.玻璃

纤维素

青霉素

B.尿素

食盐

聚乙烯

C.涤纶

洗衣粉

阿司匹林

D.石英

橡胶

磷化铟

9. 已知碳原子数≥3的烷烃均可裂化为碳原子数更少的一种烷烃和一种烯烃．含有5个碳原子的烷烃催化裂化可生成的烯烃最多有 (

) A．4种 B．5种 C．3种 D．2种

10. 乙醇可通过淀粉等生物质原料发酵制得，属于可再生资源，通过乙醇制取氢气具有良好的应用前景．已知通过乙醇制取氢气有如下两条路线：

a．水蒸气催化重整：CH3CH2OH(g)＋H22(g)＋2CO(g) ΔH＝＋255.58 kJ/mol

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1b．部分催化氧化：CH3CH2OH(g)＋O222(g)＋2CO(g) ΔH＝＋13.76 kJ/mol 则下列说法错误的是 (

) A．从原料消耗的角度来看，a路线制氢更有价值

B．从能量消耗的角度来看，b路线制氢更加有利

C．a路线制氢由于要消耗很多能量，所以在实际生产中意义不大

D．降低温度，可提高b路线中乙醇的转化率

二、非选择题

11. 在已经提取氯化钠,溴,镁等化学物质的高碘卤水中,采用如图所示的工艺流程生产单质碘: (1)乙,丁中溶质的化学式:乙______________,丁______________. (2)第④步操作中用稀硫酸浸洗的目的是______________ (填字母). A.除去未反应的NO3

B.除去未反应的I-

C.除去未反应的Fe

D.除去碱性物质

(3)第⑦步操作可提纯I2的两种方法是______________和______________ (不要求写具体步骤). (4)实验室检验I2的方法是________________. (5)甲物质见光易变黑,其原因是(用化学方程式表示) ______________. 12. 某些废旧塑料可采用下列方法处理：将废塑料隔绝空气加强热，使其变成有用的物质，实验装置如下图。

加热聚丙烯废塑料得到的产物如下表：

产物

质量分数（%）

氢气

12 甲烷

24

乙烯

12 丙烯

16 苯

20 甲苯

10 碳

6 （1）试管A中残余物有多种用途，如下图所示的转化就可制取高聚物聚乙炔分别是CaC2,CH≡CH,电石跟水反应生成乙炔.

,电石,乙炔的化学式写出反应②③的化学方程式________________、______________。

（2）试管B中收集到的物质有两种，其中的一种能使酸性高锰酸钾溶液褪色,这种物质的一氯代物有_________种. （3）锥形瓶中观察到的现象是______________. （4）写出C中逸出的气体在工业上的两种用途______________。

13.微型化学实验(简称ML)是绿色化学新理念在中学化学实验中的应用．微型实验具有装置小巧，节约药品，操作简便，现象明显，安全可靠，减少污染等特点．下图是某同学设计的NH3的催化氧化(附着在玻璃纤维上的Cr2O3作催化

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剂)，并检验反应生成的酸性物质的微型装置(图中必要的铁架台、铁夹、微型酒精灯等均已略去)．实验可提供的药品有：①NH4Cl、Ca(OH)2的混合物；②浓氨水；③KClO3和MnO2；

④蒸馏水；⑤0.5 mol·LNaOH溶液；⑥酚酞试液；⑦浓硫酸；⑧6 mol·LNaOH溶液．试回答下列问题：

(1)微型叉形管中液态物质A是______，B是______．

(2)C处发生的化学反应方程式是______________________. (3)混合物D是为了检验酸性物质的生成而放入的，其组成是_____，实验过程中混合物D发生变化的现象为__________________．

(4)F处的棉花应蘸取的物质是________．

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