第二节　资源综合利用　环境保护说课稿【一等奖】

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．通过简单实例，了解常见高分子材料的合成，能举例说明高分子材料在生产、生活、科技等领域中的应用及发展。

3．认识化学对环境保护的意义。

4．了解绿色化学的含义，知道在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。

[学案自学]（第一阶段）

一、煤、石油和天然气的综合利用

1．从煤、石油和天然气中获得基本化工原料

(1)煤的组成和加工

①煤的组成

②煤的加工方法及产品

(2)天然气的组成和利用

(3)石油的组成和加工

1

【自主思考】

1．若从煤焦油中分离出芳香烃，应采用什么方法？

提示

煤焦油是由各种芳香烃组成的液态混合物。可根据各种芳香烃的沸点不同利用蒸馏法进行分离。

2．石油的裂化和裂解有何区别和联系？

提示

裂化和裂解的原理相同，只是裂解选用的温度比裂化温度更高，因此裂解又称之为深度裂化。

2．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、合成橡胶、合成纤维，这三大合成材料，主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。

(2)合成高分子化合物的常见反应类型

①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一定条件高分子化合物的反应。如nCH2===CH2―――――→CH2—CH2

注意

a．单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如CH2===CH2。

b．链节：高分子化合物中的最小重复单元，如—CH2—CH2—。

c．聚合度：高分子化合物中的链节数，如聚乙烯中的n。

②缩聚反应：由相对分子质量小的化合物通过缩合反应结合成相对分子质量很大的高分子化合物，同时有小分子(如H2O等)生成的反应。如：

二、环境保护与绿色化学

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。根治污染的最有效途径是控制污染源。

2．“三废”污染

“三废”主要指废气、废液和废渣，大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程中产生的废气及其携带的颗粒物；工业生产中的废水往往含有复杂的成分，任意排放会导致土壤、水源的污染，需要经过多步处理才能达到排放标准；废渣等固体废弃物的处理兼有减少环境污染和资源回收利用两个重要目的。

3．当今化学工作者面临的重要任务

(1)环境监测

(2)三废治理

(3)寻找源头治理环境污染的生产工艺等。

其中对环境情况的监测，就是对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据。

4．绿色化学

绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。

“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。

【随堂自测] 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。

(1)煤、石油和天然气是不可再生能源，也是新型清洁能源

(×) (2)把煤加强热使之分解的过程叫煤的干馏

(×)

(3)化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一

(×) (4)天然气的主要用途就是作燃料

(×) (5)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴

(√) 2．下列有关环境保护与绿色化学的叙述不正确的是

( C ) A．形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物

2

B．大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程产生的废气

C．绿色化学的核心就是如何对被污染的环境进行无毒无害的治理

D．水华、赤潮等水体污染主要是由含氮、磷的生活污水任意排放造成的

3．下列反应最符合绿色化学原子经济性要求的是

( B ) ①乙烷与氯气制备一氯乙烷

②乙烯聚合为聚乙烯高分子材料

催化剂③苯和硝酸反应制备硝基苯

④2CH2CH2＋O2――→

A．①④

B．②④ C．①③

D．②③

【互动探究】（第二阶段）

探究一、煤、石油、天然气的综合利用

【合作交流】

1．煤的加工方法有哪些？

提示

干馏、气化、液化。

2．蒸馏与分馏的主要区别是什么？

提示

它们的原理相同，主要区别是蒸馏得到的是单一产品为纯净物，分馏得到的是沸点相近的多种物质的混合物。

【点拨提升】

1．“三馏”比较

干馏

蒸馏

分馏

根据液态混合物中隔绝空气加强热使原理

各组分沸点不同进与蒸馏原理相同

物质分解

行分离

产物为单一组分的产物为沸点不同的各组产物

产物为混合物

纯净物

分组成的混合物

反应类型

化学变化

物理变化

物理变化

2．化学中“两裂”的比较

名称

定义

目的

在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高提高轻质油的产量，特别是裂化

的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃

提高汽油的产量

在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种裂解

获得短链不饱和烃

短链的气态烃和少量液态烃

3.化学“六气”的主要成分

高炉

液化

水煤气

天然气

焦炉气

裂解气

煤气

石油气

主要

CO、

H2、

C3H8、

H2、CH4、

C2H4、C3H6、

CH4

CO2

CO C4H10

成分

C2H4、CO C4H8、CH4

探究二、环境保护和绿色化学

【合作交流】

1．我们学过的四种基本反应类型中，最符合绿色化学理念的是哪种？在有机化学反应中有哪几种？

提示

最理想的“原子经济”是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率(期望产物总质量与生成物总质量之比)为100%。4种基本反应类型中化合反应符合，有机化学反应中加成反应、加聚反应符合。

2．“绿色化学”的具体内容是什么？

提示

(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。

【点拨提升】

1．六大环境问题

3

环境问题

温室效应

酸雨

臭氧层

破坏

光化学

烟雾

白色污染

赤潮和

水华

主要污染物

CO2

SO2、NOx

氟氯代烷、

NOx

碳氢化合物、

NOx

废弃塑料制品

主要危害

造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等

土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等

到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害

刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡

①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产

②混入生活垃圾中难处理、难回收

③易被动物当作食物吞入，导致动物死亡

废水中含氮、

使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，磷元素的营

使水体变得浑浊、水质恶化

养物质

2.绿色化学

(1)绿色化学的含义：绿色化学的目的在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物。

①从科学观点看，它是化学科学基础内容的更新。②从环境观点看，它强调从源头上消除污染。③从经济观点看，它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。

(2)绿色化学的核心：利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，即预防污染优于治理污染。

(3)原子经济：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，这时原子利用率为100%。

3．绿色化学对化学反应的要求

【课堂达标】（第三阶段）

1．下列说法不正确的是(

C

) A．煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠

B．煤可与水蒸气反应制成水煤气，水煤气的主要成分为CO和H2

C．汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氢化合物

D．以石油、煤和天然气为原料，可生产塑料、合成橡胶和合成纤维

2．下列有关环境问题的说法正确的是(

A

) A．燃煤中加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量

－B．臭氧的体积分数超过104%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

3．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举措。下列做法违背发展低碳经济的是(

D

) 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

4．下列关于化石燃料的加工说法正确的是(

C

) 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

5．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)下列各项符合“绿色化学”要求的是（

D

）。

A．处理废弃物

B．治理污染点

C．减少有毒物

D．杜绝污染源

4

(2)在我国西部大开发中，某地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（

BD

）。

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。某同学设计了从该污水中回收纯净的金属铜的方案。

在能制得纯铜的方案中，第 ③ 步操作会导致环境污染，防止污染的措施是_增加冷凝回收装置_。

5