第二节　资源综合利用　环境保护ppt配用优秀教学设计

第四章

化学与自然资源的开发利用

第二节

资源综合利用

环境保护

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．了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性，及节约能源与防治污染的重要性

【预学案】

1、如何实现化石燃料的综合利用，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。下列关于化石燃料的说法不正确的是

A．煤的气化是指将固态煤粉碎成气态煤，以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧

B．天然气除可用作清洁能源外，也可用于合成氨和生产甲醇等

C．石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油的成分和化学性质不相同

D．化石燃料也是重要的化工原料，乙烯和苯就是分别来自于石油和煤的基本化工原料

2、聚四氟乙烯可以作为不粘锅的内衬，其链节是(

B

) 3、绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率。在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是

(

D

4、环境污染已成为人类社会面临的重大威胁，下列名词与环境污染有关的是(

) ①酸雨

②臭氧空洞

③白色污染

④温室效应

⑤赤潮

⑥光化学烟雾

A．①③④⑤

B．①②③④⑥

C．③④⑤⑥

D．①②③④⑤⑥

【导学案】

探究一、煤的综合利用

(1)煤的组成

煤是由________和少量________组成的复杂混合物。

(2)煤的综合利用

煤的综合利用主要是通过煤的______、煤的____和______，获得洁净的______和多种化工原料。

①煤的干馏

煤的干馏是将煤____________加强热使其______的过程，也叫煤的焦化。

②煤的气化

a．意义：将煤转化为____________的过程。

b．主要反应方程式：____________________________________________________。

③煤的液化

a．直接液化：使煤与______作用生成液体燃料。

b．间接液化：使煤先气化为____和____，再催化合成________。

练习1、煤是人类使用的传统能源之一，下列有关煤和煤的综合利用的说法中正确的是(

) A．煤是由各种芳香烃组成的混合物

B．煤干馏是工业上获得芳香烃的一种重要手段，其主要存在于干馏时产生的焦炉煤气中

C．煤的干馏是复杂的物理、化学变化，石油的分馏是物理变化

D．煤的气化是指将煤加强热使其升华的过程

练习2、右图是实验室干馏煤的装置图，根据图回答下列问题。

1

)

(1)指出图中各仪器的名称：

b：____________，c：____________，d：____________。

(2)装置c的作用：

____________________________，有机物可通过____________的方法使其中的重要成分分离出来。

(3)e处点燃的气体是__________，火焰呈______色。

答案：（1）铁管（或瓷管）；烧杯；U形管 （2）将干馏生成的气体进行降温和冷凝；分馏；

（3）焦炉气；蓝

探究二、石油的综合利用

(1)石油的成分

从组成元素上看，石油的成分主要是____和____。

(2)石油的分馏

利用原油中各组分______的不同，将复杂的混合物分离成较简单的混合物的过程叫做分馏。

(3)石油的裂化和裂解

裂化就是在一定条件下，将____________较大、沸点较高的烃断裂为____________较小、沸点较低的烃的过程。

裂解又叫______裂化，是石油化工生产过程中，以比裂化更高的温度，使长链烃断裂成短链烃——乙烯、丙烯等的加工过程。

(4)石油的催化重整，可以使链状烃转化为__________，从而获得苯、甲苯等重要化工原料。

练习3、近年来，我国部分地区陆续发现了“毒油”。所谓“毒油”是指混有汽油的食用油，不能食用。下列说法中正确的是(

) A．汽油是纯净物，有固定的沸点

B．汽油只能由石油分馏得到

C．可用静置后看是否分层来判断食用油中是否混有汽油

D．汽油是含碳原子数为5～11的多种烃的混合物

【小结】1、石油炼制方法的比较

石油的炼制方法

石油的分馏

石油的裂化

在催化剂存在的条件下，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

汽油、甲烷、乙烷、丁烷、乙烯、丙烯等

石油的裂解

在高温下，把石油产品中具有长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃或液态烃

乙烯、丙烯等

原理

用蒸发和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物

主要产品

主要变化类型

汽油、煤油、柴油、重油

2、化学“三馏”（蒸馏、分馏和干馏的区别与联系）

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

分馏

干馏

练习4、下列说法正确的是

2

A．石油分馏塔从上到下的分馏产品依次是石油气、汽油、煤油、润滑油、柴油、重油

B．石油的各种分馏产品具有固定的沸点

C．石油裂化的目的是提高汽油等轻质油的产量和质量

D．石油裂解的主要目的是得到甲烷、丙烷等气态烷烃

练习5、石油分馏可得到汽油，也叫直馏汽油；重油裂化也可得到汽油，叫裂化汽油。下列对两者叙述正确的是

A.两者的性质无区别

B.裂化汽油比直馏汽油的沸点高

C.裂化汽油中含有不饱和链烃，而直馏汽油中不含不饱和链烃(分子呈链状的烃) D.可用溴水或高锰酸钾酸性溶液鉴别它们

练习6、工业上获得苯主要通过

A.煤的干馏

B.石油的常压分馏

C.己烷的催化重整

D.以甲烷为原料合成

探究三、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料

(1)三大合成材料：______、__________、__________。

(2)加聚反应：由相对分子质量小的化合物通过加成反应相互结合成相对分子质量很大的高分子化合物的反应。

乙烯的加聚反应方程式为

________________________________________________________________________。

(3)高分子化合物中的几个化学用语(以聚乙烯为例) ①单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如

________________________________________________________________________。

②链节：高分子化合物中的最小重复单元，如

________________________________________________________________________。

③聚合度：高分子化合物中的链节数，如聚乙烯中的n。

练习6、试写出氯乙烯(CH2=CHCl) 、丙烯(CH3-CH=CH2)、

苯乙烯(C6H5-CH=CH2)、1，3—丁二烯(CH2=CH-CH=CH2)的加聚反应方程式。

练习7、某工程塑料ABS的结构简式为，

它的单体为____________。

答案：(1)CH2=CHCN；CH2=CHCH=CH2；

练习8、下列物质中能使溴水褪色，又能生成高分子化合物的是

A.苯

B.甲烷

C.乙烯

D.丙烯

探究四、环境保护与绿色化学

1、当今化学工作者面临的重要任务

环境情况的监测、三废的治理、寻找源头治理环境污染的生产工艺等。

2、三废

(1)废气：大气污染物主要来自__________和工业生产过程产生的______及其________________。

(2)废水(废液)：往往含有复杂的成分，任意排放会导致______、______的污染。

(3)废渣：对废渣等固体废弃物的处理兼有____________和____________两个重要目的。

3、绿色化学

1．核心

利用化学原理____________________________________。

2．原子经济的含义

原子经济要求反应物中的原子全部转化为__________，这时原子利用率达到______。

练习9、下列反应制取乙醇，原子经济性最差的是（

）

A．乙烯水化法：CH2=CH2 + H2O → CH3CH2OH

B．乙醛还原法：CH3CHO + H2

→ CH3CH2OH

C．卤代烃水解法：CH3CH2Br + H2O → CH3CH2OH + HBr

D．酯类水解法：CH3COOC2H5 + H2O→CH3COOH + C2H5OH 练习10、近年来，冠以“绿色”的新概念不断产生，如绿色食品、绿色材料、绿色能源、绿色化学等，这里的“绿色”是对人类社会可持续发展战略的形象表述。“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是(

) HNO3Cl2NaOH溶液稀硝酸A．Mg――→Mg(NO3)2

B．Mg――→MgCl2――→Mg(OH)2――→Mg(NO3)2

3

O2稀硝酸浓硫酸32溶液C．Mg――→MgO――→Mg(NO3)2

D．Mg――→MgSO4――→Mg(NO3)2

练习11、“绿色化学”是日渐被人们所熟悉的概念，绿色食品的基本标准是(

) ①食品呈绿颜色

②无化学添加剂

③香甜可口

④无污染

⑤有营养价值

⑥有利于消化

A．①③⑤⑥

B．①③④⑤

C．②④⑤

D．全部

【课堂巩固】

1、下列说法正确的是(

) ①正常雨水的pH为7.0，酸雨的pH小于7.0 ②严格执行机动车尾气排放标准有利于防止大气污染

③使用二氧化硫和某些含硫化合物进行增白的食品会对人体健康产生损害

④使用氯气对自来水消毒过程中，生成的有机氯化物可能对人体有害

⑤食品厂产生的含丰富氮、磷营养素的废水可长期排向水库养鱼

A．①②③

B．①④⑤

C．②③④

D．③④⑤

2、下列各组名词或现象中，三者间没有逐级因果关系的是

A．汽车尾气的大量排放——光化学污染——咳嗽和气喘者增多

B．含磷洗衣粉的大量使用——水体富营养化——水栖生物大量死亡

C．生活污水任意排放——空气中CO2浓度增大——温室效应

D．氟氯烃的大量使用——臭氧空洞——皮肤癌患者增多

3、若污水治理方案的设计合理，则在保护环境的同时，还能回收一些有价值的物质，给企业带来一定的经济效益。某工厂排出的废液中主要含有硝酸锌和硝酸银，厂方工程人员设计了如下治理方案以净化废水并回收银和硝酸锌。试完成下列问题；

(1)所加试剂X是：__________________ ，Y是__________________ 。

(2)下列物质的主要成分是：固体A_________，滤液B__________，

滤液C_______。

(3)操作Z的名称是：_________________________。

答案：(1)锌 稀H2SO4

(2)锌和银 Zn(NO3)2 ZnSO4

(3)蒸发结晶

4、汽车尾气(含有烃类、CO、SO2、NO等物质)是城市空气的污染源。治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转换器”(通常用铂、钯合金作催化剂)。它的特点是使CO与NO反应，生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。

(1)写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式：___________________________。

(2)催化转换器的缺点是在一定程度上提高了空气的酸度。其原因是___________。

(3)控制城市空气污染源的方法可以有_________。

A．开发氢能源

B. 使用电动车

C．植树造林

D．戴上呼吸面具

答案：(1)2NO+2CO2CO2+N2

(2)部分二氧化硫氧化成三氧化硫 (3)AB 5、现以C8H18为原料经裂解制得乙烯，进而制得1,2-二溴乙烷，根据如图所示装置，结合有关知识回答问题：

(1)制取乙烯的化学方程式为

________________________________________。

(2)制取的二溴乙烷可能混有一些杂质，这些杂质可能是

_______________________。

(3)冷凝管的进出水方向为___________，使用冷凝管的目的_______________________。

(4)设计三种简单的实验证明广口瓶内发生的是加成反应而不是取代反应：

①第一种

_____________________________________________________________；

②第二种

4

_____________________________________________________________；

③第三种

_____________________________________________________________。

答案:(1)C8H18C4H10C4H10+C4H8

C2H4+C2H6

(2)CH2＝CH2+Br2(3)使辛烷冷凝回流

b处进水，a处出水

(4)①向广口瓶中加入适量AgNO3溶液，无淡黄色沉淀生成，证明是加成反应

②向广口瓶中加入适量紫色石蕊溶液，溶液不变红，证明是加成反应

③用pH试纸测定广口瓶中试剂的pH，不显酸性，证明是加成反应

6、卤代烃里的卤原子易与活泼金属阳离子结合，发生下列反应：

乙醇乙醇溶液R—X＋NaCN――→R—CN＋NaX

R—X＋2Na＋X—R′――→R—R′＋2NaX 根据下列各物质的转化关系回答：

(1)A的分子式是__________，E的结构简式是________。

(2)B―→D的化学方程式为_________________________。

(3)C2H3Cl―→C的化学方程式为

_________________________________________________

答案：（1）C2H2；

（2）反应方程式为：

（3）CH2=CHCl+2Na+CH2=CHCl→2NaCl+CH2=CH-CH=CH2

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