2018-2019學(xué)年高中化學(xué) 第四章 化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用 第二節(jié)《資源綜合利用 環(huán)境保護(hù)》知識(shí)點(diǎn)歸納及典例解析 新人教版必修2.doc

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第二節(jié)《資源綜合利用 環(huán)境保護(hù)》 [目標(biāo)導(dǎo)航]　1.了解煤、石油、天然氣的組成及其綜合利用。2.通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)例，了解常見(jiàn)高分子材料的合成，能舉例說(shuō)明高分子材料在生產(chǎn)、生活、科技等領(lǐng)域中的應(yīng)用及發(fā)展。3.認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)環(huán)境保護(hù)的意義。4.了解綠色化學(xué)的含義，知道在化工生產(chǎn)中遵循“綠色化學(xué)”思想的重要性。 一、煤、石油和天然氣的綜合利用 1．從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料 (1)煤的組成和加工 ①煤的組成 ②煤的加工方法及產(chǎn)品 (2)天然氣的組成和利用 (3)石油的組成和加工 提醒　煤的干餾、氣化、液化，石油的裂化、裂解均是化學(xué)變化，而石油的分餾是物理變化。 2．以煤、石油、天然氣為原料生產(chǎn)合成材料 (1)三大合成材料：塑料、合成橡膠、合成纖維，這三大合成材料，主要是以石油、煤和天然氣為原料生產(chǎn)的。 (2)合成高分子化合物的常見(jiàn)反應(yīng)類(lèi)型 ①加聚反應(yīng)：由相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物通過(guò)加成反應(yīng)相互結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量很大的高分子化合物的反應(yīng)。如nCH2===CH2CH2—CH2 注意：a.單體：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如CH2===CH2。 b．鏈節(jié)：高分子化合物中的最小重復(fù)單元，如—CH2—CH2—。 c．聚合度：高分子化合物中的鏈節(jié)數(shù)，如聚乙烯中的n。 ②縮聚反應(yīng)：由相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物通過(guò)縮合結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量很大的高分子化合物，同時(shí)有小分子(如H2O等)生成的反應(yīng)。如： 議一議 1．判斷正誤，正確的打“√”錯(cuò)誤的打“” (1)煤、石油和天然氣是不可再生能源，也是新型清潔能源(　　) (2)把煤加強(qiáng)熱使之分解的過(guò)程叫煤的干餾(　　) (3)化石燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳是大氣污染物之一(　　) (4)天然氣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(　　) 答案　(1)　(2)　(3)　(4)　(5)√ 2．高分子化合物聚乙烯(CH2—CH2)的單體和鏈節(jié)的組成和結(jié)構(gòu)都相同嗎？ 答案　高分子化合物的單體是形成高分子化合物的小分子，鏈節(jié)是高分子中的重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元。聚乙烯的單體是乙烯(CH2===CH2)，鏈節(jié)是“—CH2—CH2—”，二者組成相同，結(jié)構(gòu)不同。 二、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué) 1．環(huán)境問(wèn)題 主要是指由于人類(lèi)不合理地開(kāi)發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類(lèi)生活所造成的環(huán)境污染。根治污染的最有效途徑是控制污染源。 2．“三廢”污染 “三廢”主要指廢氣、廢液和廢渣，大氣污染物主要來(lái)自化石燃料燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢氣及其攜帶的顆粒物；工業(yè)生產(chǎn)中的廢水往往含有復(fù)雜的成分，任意排放會(huì)導(dǎo)致土壤、水源的污染，需要經(jīng)過(guò)多步處理才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；廢渣等固體廢棄物的處理兼有減少環(huán)境污染和資源回收利用兩個(gè)重要目的。 3．當(dāng)今化學(xué)工作者面臨的重要任務(wù) (1)環(huán)境監(jiān)測(cè) (2)三廢治理 (3)尋找源頭治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝等。 其中對(duì)環(huán)境情況的監(jiān)測(cè)，就是對(duì)污染物的存在形態(tài)、含量等進(jìn)行分析和鑒定，提供可靠的分析數(shù)據(jù)。 4．綠色化學(xué) 綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。 “原子經(jīng)濟(jì)”就是反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，這時(shí)原子利用率為100%。 議一議 加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)符合綠色化學(xué)的思想，且原子利用率是100%，正確嗎？ 答案　正確，加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)只有目標(biāo)產(chǎn)物，無(wú)副產(chǎn)物，故原子利用率是100%，符合綠色化學(xué)的思想。 一、煤、石油和天然氣的綜合利用 例1　下列轉(zhuǎn)化不屬于煤或石油的綜合利用的是(　　) A．將煤干餾制得煤焦油和焦炭 B．在一定條件下將煤與氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料 C．將煤變?yōu)槊猴炞魅剂? D．將石油裂解制得乙烯等化工原料 解析　煤的干餾和煤的液化屬于煤的綜合利用，而將煤變成煤餅作燃料是為了提高煤的利用率，不屬于綜合利用；石油裂解屬于石油的綜合利用。 答案　C 歸納總結(jié) 1．“三餾”比較  干餾 蒸餾 分餾 原理 隔絕空氣加強(qiáng)熱使物質(zhì)分解 根據(jù)液態(tài)混合物中各組分沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離　 與蒸餾原理相同 產(chǎn)物 產(chǎn)物為混合物 產(chǎn)物為單一組分的純凈物 產(chǎn)物為沸點(diǎn)不同的各組分組成的混合物 反應(yīng)類(lèi)型 化學(xué)變化 物理變化 物理變化 2.化學(xué)中“兩裂”的比較 名稱(chēng) 定義 目的 裂化 在一定條件下，把相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量小、沸點(diǎn)低的烴 提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量 裂解 在高溫下，使具有長(zhǎng)鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴 獲得短鏈不飽和烴 3.化學(xué)“六氣”的主要成分 高爐煤氣 水煤氣 天然氣 液化石油氣 焦?fàn)t氣 裂解氣 主要 成分 CO、CO2 H2、CO CH4 C3H8、 C4H10 H2、CH4、 C2H4、CO C2H4、C3H6、 C4H8、CH4 變式訓(xùn)練1　下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是(　　) A．石油是混合物，石油分餾得到的汽油也是混合物 B．含C20以上的烷烴的重油經(jīng)過(guò)催化裂化可以得到汽油 C．焦炭是煤干餾的一種重要產(chǎn)品 D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來(lái) 答案　D 解析　石油通過(guò)分餾的方法獲得汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)液體燃料，但產(chǎn)量不高。通常采用裂化的方法，把相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量小、沸點(diǎn)低的烴，提高汽油的產(chǎn)量。煤是由有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，主要含碳元素，還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干餾得到焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣等。煤焦油是含有多種芳香族化合物的混合物，可以生產(chǎn)芳香族化合物苯和甲苯。 二、環(huán)境保護(hù)和綠色化學(xué) 例2　化學(xué)與環(huán)境密切相關(guān)，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是(　　) A．CO2屬于大氣污染物 B．酸雨是pH小于7的雨水 C．CO2、NO2或SO2都會(huì)導(dǎo)致酸雨的形成 D．大氣中CO2含量的增加會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)加劇 解析　常見(jiàn)的大氣污染物有：顆粒物、二氧化硫、三氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、碳?xì)浠衔锏取６趸疾粚儆诖髿馕廴疚?，A錯(cuò)誤；酸雨是pH小于5.6的降雨，B錯(cuò)誤；酸雨是由氮的氧化物和硫的氧化物引起的，二氧化碳不會(huì)引起酸雨，C錯(cuò)誤；全球氣溫變暖的溫室效應(yīng)，城市中的熱島效應(yīng)，還有海洋中的厄爾尼諾現(xiàn)象和拉尼娜現(xiàn)象等其產(chǎn)生都和二氧化碳的排放有關(guān)系，D正確。 答案　D 歸納總結(jié)　六大環(huán)境問(wèn)題 環(huán)境問(wèn)題 主要污染物 主要危害 溫室效應(yīng) CO2 造成全球氣候變暖，水位上升，陸地面積減小等 酸雨 SO2、NOx 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蝕等 臭氧層破壞 氟氯代烷、NOx 到達(dá)地球表面的紫外線明顯增多，給人類(lèi)健康及生態(tài)環(huán)境帶來(lái)多方面危害 光化學(xué)煙霧 碳?xì)浠衔?、NOx 刺激人體器官，特別是人的呼吸系統(tǒng)，使人生病甚至死亡 白色污染 廢棄塑料制品 ①在土壤中影響農(nóng)作物吸收水分和養(yǎng)分，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn) ②混入生活垃圾中難處理、難回收 ③易被動(dòng)物當(dāng)作食物吞入，導(dǎo)致動(dòng)物死亡 赤潮和水華 廢水中含氮、磷元素的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì) 使水體富營(yíng)養(yǎng)化，導(dǎo)致水中藻類(lèi)瘋長(zhǎng)，消耗水中溶解的氧，使水體變得渾濁、水質(zhì)惡化 變式訓(xùn)練2　在“綠色化學(xué)工藝”中，理想狀態(tài)是反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，即原子利用率為100%。下列反應(yīng)類(lèi)型能體現(xiàn)“原子經(jīng)濟(jì)性”原則的是(　　) ①置換反應(yīng)?、诨戏磻?yīng)?、鄯纸夥磻?yīng)　④取代反應(yīng)?、菁映煞磻?yīng)　⑥加聚反應(yīng)?、啧セ磻?yīng) A．②⑤⑥ B．②④⑤ C．只有⑥ D．只有⑥⑦ 答案　A 解析　據(jù)四種基本反應(yīng)類(lèi)型的定義即判斷出只有化合反應(yīng)產(chǎn)物唯一。在有機(jī)反應(yīng)類(lèi)型中，取代反應(yīng)、酯化反應(yīng)、水解反應(yīng)的產(chǎn)物均不唯一，而加成產(chǎn)物、加聚產(chǎn)物唯一，反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化成期望的最終產(chǎn)物，即原子利用率為100%。