第二节　资源综合利用　环境保护教学设计实例

第二节

资源综合利用

环境保护

【学习目标】

1．认识化石燃料综合利用的意义。

2．通过简单实例了解常见高分子材料的合成反应，能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。

3．以酸雨的防治和无磷洗涤剂的使用为例，体会化学对环境保护的意义。

4．能说明合成新物质对人类生活的影响，讨论在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。

【活动过程】

活动一：了解煤、石油和天然气的综合利用

煤、石油、天然气既是人类使用的主要能源，又是重要的化工原料。如何实现它们的综合利用、提高利用率、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。

1．按如图所示装置，在实验室完成煤的干馏实验。并回答下列问题：

⑴反应完毕后，试管A中剩下的灰黑色固体是什么？试管C中分两层，上层是澄清、透明的水溶液，能使酚酞变红，是什么？下层的黑色粘稠物是什么？

⑵D处点燃的气体在工业上叫什么？其主要成分是什么？

⑶煤的综合利用除了煤的干馏外，还有主要有哪些途径？煤的综合利用的目的是什么？写出煤气化的化学反应方程式。

2．天然气是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料。天然气作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇等。

⑴合成氨原料气可以由天然气制取。其主要反应为：CH4(g)+ H2O(g)→CO(g)+3H2(g) 请你计算1m3（标准状况）

CH4按上式完全反应，能产生H2的物质的量是多少？

⑵目前生产甲酵的原料已逐步大规模地转向石油和天然气，在天然气产地可将甲烷和氧气混合，在200℃和100个大气压的条件下，通过铜制管道反应制得甲醇。试写出该反应的化学方程式（反应条件可省略）。

3．石油的综合利用是从石油的分馏和裂化、裂解开始的。

⑴石油分馏得到的汽油、煤油、柴油等轻质油，石油分馏的原理是什么？

⑵通过石油分馏得到的汽油产量远远不能满足社会需求，怎样解决这一矛盾？假设重油重某烃分子的化学式为C12H26，写出该分子发生均裂（裂化后的两种产物碳原子数相等）的化学方程式（反应条件可省略）。

⑶石油裂化的产物还可以进一步裂解，裂解被称为深度裂化，其目的是什么？

活动二：认识简单的聚合反应，了解高分子材料在生活中的应用

1．以聚乙烯为例，了解加聚反应的特点。

⑴下图是n个乙烯分子转化为聚乙烯的示意图，请你写出该转化的化学方程式。

乙烯：

聚乙烯：

⑵上述聚合反应具有加成反应的特点，称为“加聚反应”。下列常见合成材料中，哪一种不是由加聚反应制得的？

①聚苯乙烯

②聚丙烯

OOC

OH

n③有机玻璃

④涤纶HOCH2CH2OC2．通过聚合反应可以得到多种高分子化合物，它们可分为哪几大类？请通过日常生活中的实例加以说明。

活动三：认识“绿色化学”思想，了解化学对环境保护的意义

1．查阅资料，了解常见环境问题产生的原因及防治方法。

环境问题

产生原因

防治方法

温室效应

酸雨

水体富营养化

臭氧层破坏

2．说说你所知道的绿色化学的特点有哪些？你所学过的那些反应类型符合绿色化学的特点？

【课堂反馈】

1．下列说法中，不正确的是（

）

A．石油经分馏后可以获得汽油、煤油、柴油等轻质油

B．石油裂化或裂解的主要目的是提高轻质油的产量并获得乙烯等重要化工原料

C．煤的干馏也叫煤的焦化，从干馏产物中可获得重要的化工原料

D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法将其分离出来

2．下列物质没有固定的熔、沸点的是（

）

A．乙烯

B．柴油

C．甲苯

D．石蜡

3．使煤焦油中芳香族化合物分离出来的方法是（

）

A．干馏

B．分馏

C．裂化

D．分解

4．下列叙述不正确的是（

）

A．煤的液化是将煤在一定条件下转化为液态燃料的过程

B．煤的液化是将煤在一定条件下转化为CO或液态碳

C．煤经液化加工可提高煤的燃烧效率，还可以减少煤燃烧对环境的污染

D．煤液化途径之一是将煤先汽化后再转化成液态燃料

5．绿色化学对于化学反应提出了“原子经济性”的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是（反应均在一定条件下进行）

A．B．C．D．＋C2H5Cl→＋CH3CH2OH→＋CH2＝CH2→－CH2CH2Br→－CH＝CH2＋H2→－C2H5＋HCl －C2H5＋H2O －C2H5

－CH＝CH2＋HBr

－C2H5

6．“绿色化学”是当今社会提出的一个重要概念，“杜绝污染源”是“绿色化学”的一个重要衡量指标。下列物质可以称为“绿色氧化剂”的是（

）

A．KMnO4

B．O3

C．Ca(ClO)2

D．H2O2

9．三大化石燃料分别是

、

和

。三大合成材料分别是

、

、

。

10．将下列环境问题所对应的原因（A~F）填在相应空格中。

⑴酸雨

（

）

A．CO2浓度不断上升

⑵水土流失

（

）

B．大量使用塑料包装袋

⑶温室效应

（

）

C．工业上大量排放SO2 ⑷臭氧空洞

（

）

D．大量施用农药化肥

⑸白色污染

（

）

E．乱砍滥伐树木

⑹土壤污染

（

）

F．大量使用氟利昂制品

第二节

资源综合利用

环境保护

活动一：了解煤、石油和天然气的综合利用

1．⑴焦炭

粗氨水

煤焦油

⑵焦炉气

氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳

⑶煤的气化和液化

综合利用的目的是可获得清洁的燃料和多种化工原料

C＋H2O(g) CO＋H2

2．⑴133.9mol

⑵2CH4＋O2→2CH3OH 3．⑴石油分馏的原理是利用石油中各成分的沸点不同而将复杂的混合物分离开来。

⑵采用催化裂化的方法获得更多的汽油。C12H26→C6H14＋C6H12

⑶裂解的目的是获得短链不饱和烃，例如乙烯、丙烯等。

活动二：认识简单的聚合反应，了解高分子材料在生活中的应用

1．⑴nCH2＝CH2→CH2CH2

n

⑵④

2．通过聚合反应得到的高分子化合物通常可分为三大类，分别是合成塑料、合成纤维与合成橡胶，它们被称为三大合成材料。（举例略）

活动三：认识“绿色化学”思想，了解化学对环境保护的意义

1．

环境问题

温室效应

产生原因

人类活动中产生的大量二氧化碳、甲烷等温室气体排入大气

燃料燃烧过程中排放大量硫氧化物和氮氧化物，在高空与水反应形成酸性物质，随雨雪降到地面

防治方法

加强绿化，寻找替代能源和物质等，减少和消除温室气体的排放

从技术和政策等层面控制硫氧化物、氮氧化物的排放；发展燃料脱硫技术

酸雨

水体富营养化

P等大量向水体中排放N、植物营养物质而引起水体富控制含氮、磷等废物的排营养化，导致藻类大量繁殖。放，例如禁止使用含磷洗衣这种现象在海湾出现叫做粉

“赤潮”，发生在淡水中，叫做“水华”

制冷剂、发泡剂、洗净剂中使用的含氯氟烃等物质，在强烈的紫外线作用下，与O3作用生成O2。少量的氯氟烃即可毁坏大量O3

寻找代用品，限制使用氯氟烃物质，加速氯氟烃物质的淘汰

臭氧层破坏

2．绿色化学的主要特点包括：充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；在无毒、无害的条件下进行反应，以减少向环境排放废物；提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。

化合反应、加成反应、加聚反应符合绿色化学的特点。

【课堂反馈】

1．D

2．BD

3．B

4．B

5．C

6．BD

7．天然气、煤、石油

塑料、合成橡胶、合成纤维

8．C

E

A

F

B

D