归纳与整理第二课时教案

第二节 资源综合利用

环境保护

重点：煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用；通过环境保护和绿色化学的有关知识，加强环保意识并培养绿色化学的理念。

难点：石油裂化的原理

【复习】化石燃料：煤、石油和天然气都是古代 经过一系列复杂变化而成的，它们是人们生活中经常使用的主要燃料，因此人们常称它们为 燃料，是 资源。

一、煤的综合利用

煤是由__________________成的复杂混合物，主要含__________元素，还含有少量_____、_____、_____、

＿等元素。

1、煤的干馏

煤干馏是指将_______________________________________。煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应，从煤干馏产物中可获得重要的化工原料，如______、______、______、______、______、甲苯、二甲苯、萘、酚类等。

2、煤的气化

将煤中的有机物转化为___________的过程，主要反应为：_____________________________________。

该反应需要的热量可由碳的燃烧来提供:C(g)+O2(g)

CO2(g)

3、煤的液化

煤的____________液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。

煤的____________液化：先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇等。

如:CO+2H2

CH3OH(甲醇------常温下为液体,可以燃烧,还可代替汽油作内燃的燃料。) 二、石油加工

石油的成分：_________________________________________________。

1、石油的分馏

石油分馏是_______________________________________过程。

石油分馏主要在分馏塔中进行，通过分馏可以获得______油、______油、______油等轻质油。

说明：

(1)两种或多种沸点相差较大且互溶的液体混合物，要进行分离时，常用蒸馏或分馏的分离方法。

(2)分馏（蒸馏）实验所需的主要仪器：铁架台(铁圈、铁夹)、石棉网、蒸馏烧瓶、带温度计的单孔橡皮塞、冷凝管、牛角管、锥形瓶。

(3)蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的作用是：___________________ 。

(4)温度计的位置：_______________________________________。

(5)冷凝管中进、出水的原则：蒸气在冷凝管内管中的流动方向与冷水在外管中的流动方向相反，此时的冷凝效果最好。

【化学“三馏”】

名称 蒸馏

定义

把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作

对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏

把固态混合物(如煤、木材)隔绝空气加强热使它分解的过程

适用范围

被蒸馏混合物中至少有一种组分为液体，各组分沸点差别越大，挥发出的物质(馏分)越纯

多组分沸点不同的混合物在一个完整操作中分离出多种馏分

变化类型

______变化

分馏

干馏

______变化

______变化

特别提醒

(1)由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物。

(2)煤的干馏有两个条件：一是隔绝___________，防止煤在空气中燃烧；二是加强热。

(3)煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物，煤中___________（含有、不含有）小分子有机物苯、萘、蒽等；苯、萘、蒽等物质是煤分解的产物___________中含有的。

2、石油的催化裂化

石油的催化裂化是______________________________________的过程。裂化所用的原料：_____________；裂化的产物:__________________等；裂化的方式:___________和________________。

规律：生成等量的烷烃与烯烃，目的：提高__________的产量。

裂解：_____________________________________________气态烃和少量液态烃。裂解可以获得很多重要的化工原料。例如，

C16H34

C4H10

_________+__________ C8H18

_________+__________ C4H10

_________+__________ _________+__________ 裂解目的：得到的重要化工原料______________________。

3、其它的石油加工

石油经过___________________，可以使链状烃转化为环状烃，获得苯、甲苯等重要化工基本原料。

如何鉴别：直馏汽油和裂化汽油？_________________________________________________________ 【化学“七气”】

名称

高炉煤气

水煤气

炼厂气

油田气

天然气

裂解气

焦炉气

【石油炼制原理及产品】

方

法

原

理

原

料

目

的

主要产品

溶剂油、汽油、常

压

原

油

煤油、柴油、

得到不同沸分

重油

点范围的蒸利用加热和冷凝，把石油分成不润滑油、凡士林、馏

馏产品

同沸点范围的蒸馏产物

减

压

重

油

石蜡、沥青、石油焦

热裂裂

化

在一定条件下，把分子量大、沸提高汽油的汽油和甲烷、乙点高的烃断裂为分子量小，沸点重

油

产量

烷、乙烯和丙烯

催化化

低的烃

裂化

裂

解

含直链烷在高温下，把长链分子的烃断裂获得短链不乙烯、丙烯、丁（深度裂烃的石油为各种短链的气态烃和液态烃

饱和烃

二烯

化）

分馏产品

练习：1、煤在干馏时得到气态产物是（ ）

A．天然气 B．水煤气 C．焦炉气 D．高炉煤气

2、

下列变化属于物理变化的是（ ）

A. 煤的干馏 B. 裂解 C.从煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等 D.古代植物变质成煤

2 来源

炼铁高炉

水煤气炉

石油炼制厂

油田

天然气田、油田

裂解炉

炼焦炉

主要成分

CO2、CO等

CO、H2等

低级烷烃

低级烷烃

CH4

“三烯二烷”

H2、CH4、C2H4等

用途

燃料

燃料、化工原料

燃料、化工原料

燃料、化工原料

燃料、化工原料

石油化工原料

燃料、化工原料

3、确定汽油为混合物的一种方法是（ ）

A、闻其气味 B、将它燃烧 C、测量密度 D、测量沸点

三、聚合反应和高分子化合物

由_________________________生成_________________________的反应叫做聚合反应。例如，

n CH2=CH2n CH3CH=CH2____________________单体为______________，链节为_______________，聚合度为_____。

__________________单体为______________，链节为_______________，聚合度为_____。

聚乙烯是由成千上万个乙烯分子在一定条件下发生聚合反应生成的相对分子质量巨大的高分子化合物。相对分子质量巨大是高分子化合物的基本特征，也是它们与低分子化合物的根本区别。高分子化合物有天然的，如蛋白质、纤维素、淀粉等，也有人工合成的，如聚乙烯等。_____________、_____________和_____________是三大人工合成的高分子材料。

四、化学与环境保护的关系

典型的环境污染

1．温室效应 造成全球气温上升，水位上升，陆地面积减少。

2．赤潮

工农业生产(如石油化工、炼焦、化肥等)的废水中所含的氮、磷元素导致水体富营养化，从而使藻类大量繁殖，消耗水中大量的溶解氧，水质腐败变质、变臭，水生生物因缺氧死亡或被污染。淡水中叫水华，海水中叫赤潮。

3．酸雨

煤炭燃烧排放的二氧化硫和机动车排放的氮氧化物是形成酸雨的主要因素。降水的pH<5.6时，将会对森林、农作物、材料和建筑物产生明显损害。

4．臭氧空洞

氟氯代烃等物质的排放，使臭氧层被破坏。臭氧层被大量破坏后，吸收紫外线辐射的能力大大减弱，导致到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康和生态环境带来多方面的危害。

5．白色污染

主要是由生活、生产中抛弃使用后的难降解的塑料制品造成的，它们的主要危害：(1)废旧塑料混在土壤中影响农作物吸收养分和水分，导致农作物减产；(2)废旧塑料易被动物当作食物吞入，导致动物死亡；(3)混入生活垃圾中的废塑料很难处理、回收，不易分解。

6．光化学烟雾

主要是由氮氧化合物、碳氢化合物造成的，能刺激人体器官，使人患病甚至死亡。

绿色化学

1．含义

“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．原子经济

原子经济要求反应物的原子全部转变成最终产物，原子利用率达到100%，也就是说在化学反应过程中不产生任何废物。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＋废弃副产物的式量由于反应中生成的副产物通常并不清楚或者不易确定，故有人提出“原子经济百分数”概念：

3

被利用的原子的总式量原子经济百分数＝×100% 使用的所有反应物的总式量特别提醒

绿色化学提出的目标和任务不是被动地治理环境污染，而是主动地防止环境污染。只有从根本上切断污染源，才能真正做到保护环境。

4