高中化學(xué) 4.2 資源綜合利用 環(huán)境保護(hù)課件1 新人教版必修2.ppt
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第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用,第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護(hù),一、煤、石油和天然氣的綜合利用,,無機(jī)物,有機(jī)物,,C元素為主,H、N、S、O等元素—少量,SiAlCaFe,,污染環(huán)境,COxNOxSO2等煙塵,(1)煤的組成,1、從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料,,煤渣,(2)煤的干餾,將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過程,叫做煤的干餾(煤的焦化),煤干餾的主要產(chǎn)物:,焦?fàn)t氣、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭,(3)煤的氣化,在一定條件下把煤及其干餾物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體過程,主要反應(yīng)是碳與水蒸氣反應(yīng)生成水煤氣(CO、H2)。,(4)煤的液化,在一定條件下將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料——又稱人造石油,可繼續(xù)精制成汽油、柴油、液化石油氣、甲醇。在石油資源日益減少的情況下,煤的液化具有十分誘人的前景。,(4)煤的液化,①煤的直接液化:,使煤與氫氣作用生成液體燃料。,②煤的間接液化:,先將煤轉(zhuǎn)化為CO和H2,再在催化劑作用下合成甲醇等。,,甲醇常溫下為液體,可以燃燒,還可代替汽油作內(nèi)燃機(jī)的燃料。,(1)天然氣的組成及其綜合利用,天然氣主要成分是甲烷。天然氣是一種清潔燃料,可以直接用作燃料。,2、以煤、石油、天然氣為原料生產(chǎn)合成材料,天然氣的綜合利用天然氣既是一種清潔的化石燃料,更是一種重要的化工原料,作為化工原料,它主要用于合成和生產(chǎn)等。天然氣化工以含一個(gè)碳原子的甲烷為原料,通過化學(xué)變化形成含兩個(gè)或多個(gè)碳原子的其他有機(jī)化合物。實(shí)現(xiàn)天然氣的有效轉(zhuǎn)化是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的課題。,氨,甲醇,(2)石油的組成及其綜合利用,①石油的成分:,按物質(zhì)來看:烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的混合物,石油主要是由多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物。,按元素來看:碳、氫含量為97%--98%,②石油煉制:,a、石油的分餾,b、石油的催化裂化,c、石油裂解(深度裂化),d、石油催化重整,a、石油的分餾,利用原油中各組分的沸點(diǎn)不同將復(fù)雜的混合物分離成簡單混合物的過程。,b、石油的催化裂化,提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量。,(1)裂化的目的:,(2)裂化的原理:,在催化劑的作用下將含碳原子多的重油(烴)斷裂成碳原子較少的烴的過程。,裂解的目的:獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。,c、石油裂解(深度裂化),d、石油催化重整,通過結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整,使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴。,(3)生產(chǎn)合成材料,①原料:,石油、煤、天然氣,②合成材料基本特征:,相對分子質(zhì)量很大,屬于高分子化合物,③合成材料的合成原理:,加聚、縮聚,例如:乙烯合成聚乙烯丙烯合成聚丙烯,(聚乙烯),(單體),(鏈節(jié)),(n為聚合度),,,,丙烯,聚丙烯,縮合聚合反應(yīng)(縮聚反應(yīng)),單體間(小分子)相互反應(yīng)而成高分子化合物,同時(shí)還生成小分子(如水、氨等分子)的反應(yīng)。,酚醛樹脂,苯酚,甲醛,如:氨基酸以縮聚反應(yīng)生成蛋白質(zhì),對苯二甲酸和乙二醇以縮聚反應(yīng)生成滌綸p98,“神州”五號航天員穿的航天服,是用一種特殊的高強(qiáng)度滌綸制成的(頭盔和手套除外),合成材料概況:,隨著人類不斷的文明和進(jìn)步,人對天然材料的利用已不能滿足很多方面的需要,于是就發(fā)生了一場材料的革命—人工合成材料;合成材料的原料豐富、制造加工簡單,性能千變?nèi)f化;塑料、合成纖維、合成橡膠稱為三大合成材料。黏合劑、涂料也屬于合成材料。,塑料的主要成分是合成樹脂,其中還添加了某些特定用途的添加劑(如提高塑性的增塑劑、防止老化的防老化劑);有些熱塑性塑料(聚乙烯塑料),可以反復(fù)加工,多次使用;有些熱固性塑料(電木),一旦加工成型就不會(huì)受熱熔化。常見的塑料:聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(有機(jī)玻璃)、酚醛塑料(電木)、聚四氟乙烯(塑料王)等。,單體:,CH2=CHCH3,聚丙烯,,聚苯乙烯,單體:,單體:,聚甲基丙烯酸甲酯,,,酚醛塑料,單體:,苯酚、甲醛,聚四氟乙烯,單體:,CF2=CF2,二、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué),被污染的小河,亂扔導(dǎo)致的污染,傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)給環(huán)境帶來的污染已十分嚴(yán)重,目前世界每年產(chǎn)生的有害廢物達(dá)3億噸~4億噸,給環(huán)境造成危害,并威脅著人類的生存。有識(shí)之士提出了綠色化學(xué)的號召,并立即得到了全世界的積極響應(yīng)。綠色化學(xué)的核心就是要利用化學(xué)原理從源頭減少和消除污染。,綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué),它的主要特點(diǎn)是:1.充分利用資源和能源,采用無毒、無害的原料;2.在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng),以減少廢物向環(huán)境排放;,3.提高原子的利用率,力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納,實(shí)現(xiàn)“零排放”4.生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。,綠色化學(xué)給化學(xué)家提出了一項(xiàng)新的挑戰(zhàn),國際上對此很重視。1996年,美國設(shè)立了“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎(jiǎng)”,以表彰那些在綠色化學(xué)領(lǐng)域中做出杰出成就的企業(yè)和科學(xué)家,練習(xí),1.工業(yè)“三廢”指的是、、。2.20世紀(jì)80年代開始面臨三大全球性環(huán)境問題,下列不屬于三大全球性環(huán)境問題的是A酸雨B臭氧空洞C氣候變暖D白色污染3.我國三峽工程有發(fā)電、防洪、環(huán)保三大功能。三峽工程的建成代替火力發(fā)電對環(huán)境保護(hù)的最大貢獻(xiàn)是有助于控制,廢渣,廢氣,廢水,D,1)溫室效應(yīng),2)形成酸雨,3)空氣中的固體顆粒濃度,4.1986年4月,前蘇聯(lián)烏克蘭基輔北部的切爾諾貝利核電站4號反應(yīng)堆爆炸起火,造成死亡31人,237人受傷,13萬居民緊急疏散。這些死傷者主要受到了()A毒氣傷害B噪聲污染C電磁波傷害D放射性污染,D,.大力推廣使用無磷洗滌劑,是因?yàn)楹?、氮物質(zhì)大量使用,會(huì)造成湖泊的()A水生物死亡B富營養(yǎng)化,產(chǎn)生“水華”現(xiàn)象C金屬污染D氫化物污染,B,1、大氣污染:來自工業(yè)廢氣,汽車尾氣,生活廢氣(硫與氮的氧化物,碳氧化物,碳?xì)浠?鹵素化合物;放射性),人類保護(hù)傘的洞——臭氧層被破壞,空中死神——酸雨,全球變暖——溫室效應(yīng),光化學(xué)煙霧,無形殺手——居室污染,環(huán)境污染的類別:,2、水污染:來自工業(yè)廢水、生活廢水(無機(jī)物,重金屬鹽類,營養(yǎng)物有機(jī)物,洗滌劑,石油),水體富營養(yǎng)化(N、P、K、S的化合物),(生活污水、農(nóng)田排水、化肥、合成洗滌劑、工業(yè)廢水引起藻類、浮游生物暴發(fā)性繁殖——赤潮、水華)p101,重金屬污染:,如汞、鎘、鉛、鉻、砷,貓自殺事件——水俁?。ü廴荆?骨骼畸形變脆——骨痛病(鎘污染),智力發(fā)展隱性殺手——鉛污染,3、土壤污染,來自工業(yè)垃圾、生活垃圾、廢水、化肥、農(nóng)藥殘留(Cl,P,S)、放射物質(zhì)殘留,4、噪聲污染5、輻射污染,6、食品污染:,2月02日:國際濕地日3月22日:世界水日4月22日:地球日5月31日:世界無煙日6月05日:世界環(huán)境日6月17日:世界防治荒漠化和干旱日7月11日:世界人口日9月16日:國際保護(hù)臭氧層日10月4日:世界動(dòng)物日10月16日:世界糧食日12月29日:國際生物多樣性日,世界環(huán)境日,把保護(hù)生態(tài)環(huán)境看成自己的神圣使命,正成為世界上越來越多人的共識(shí)。請看---,練習(xí),1.含有碳元素的混合物是()①二氧化碳,②石灰石,③甲烷,④天然氣,⑤一氧化碳,⑥石油,⑦乙醇,⑧煤,⑨醋酸,⑩水煤氣。A.①②③④⑤B.⑥⑦⑧⑨⑩C.①③⑤⑦⑨D.②④⑥⑧⑩,D,2.下列燃料燃燒不會(huì)造成環(huán)境污染的是A.煤B.酒精C.汽油D.氫氣,BD,4.下列各氣體屬于純凈物的是()A.天然氣B.水煤氣C.甲烷D.液化石油氣,C,3.在相同條件下,對環(huán)境污染程度最小的燃料是()A.液化氣B.煤油C.煤餅D.木柴,A,5.下列關(guān)于煤的敘述中不正確的是()A.煤是工業(yè)上獲得芳香烴的一種重要來源B.煤的干餾過程屬于化學(xué)變化C.煤是由多種有機(jī)物組成的混合物D.煤除了主要含有碳元素外,還含有少量的氫、氮、硫、氧等元素。,C,6.下列說法正確的是()A.煤的氣化和液化是使煤變成清潔能源的有效途徑B.煤的干餾過程屬于物理變化,通過干餾可以得到焦?fàn)t氣、煤焦油、焦炭等產(chǎn)品C.煤里主要含有碳及少量的其它元素,工業(yè)上大量燃燒含硫燃料是形成“酸雨”的主要原因D.煤是由非常復(fù)雜的無機(jī)物和有機(jī)物組成的化合物,AC,7.下列物質(zhì)中屬于高分子化合物的是①硫化橡膠②蔗糖③油脂④酚醛樹酯⑤蛋白質(zhì)A.①②③④⑤B.①③④⑤C.①②④⑤D.①④⑤,D,8.按照綠色化學(xué)原則,下列反應(yīng)符合最理想原子經(jīng)濟(jì)性的是()A.乙烯與氧氣在銀催化作用下生成環(huán)氧乙烷B.乙烷與氯氣反應(yīng)制備氯乙烷C.苯與乙醇在一定條件下生產(chǎn)乙苯D.乙醇與濃硫酸共熱制備乙烯,A,9.石油的分餾和煤的干餾兩種變化,本質(zhì)上的不同是()A.加熱的溫度二者不同B.獲得的產(chǎn)品二者不同C.前者是物理變化,后者是化學(xué)變化D.前者不需要隔絕空氣,后者需隔絕空氣,C,10.下列說法正確的是()A.煤的氣化和液化是使煤變成清潔能源的有效途徑B.煤的干餾過程屬于物理變化,通過干餾可以得到焦?fàn)t氣、煤焦油、焦炭等產(chǎn)品C.煤里主要含有碳及少量的其它元素,工業(yè)上大量燃燒含硫燃料是形成“酸雨”的主要原因D.煤是由非常復(fù)雜的無機(jī)物和有機(jī)物組成的化合物,AC,11.下列關(guān)于乙烯和聚乙烯的敘述不正確的是,D,A.乙烯常溫下是氣體,為純凈物;聚乙烯常溫下是固體,為混合物,B.乙烯的化學(xué)性質(zhì)比聚乙烯活潑,C.取等質(zhì)量的乙烯和聚乙烯完全燃燒后,生成的CO2和H2O的質(zhì)量分別相等,D.取等物質(zhì)的量的乙烯和聚乙烯完全燃燒后,生成的CO2和H2O的物質(zhì)的量分別相等,12.下列說法錯(cuò)誤的是,A.石油是只含有的烷烴,可以通過石油的分餾得到汽油,B.含以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油,C.石油的分餾是一個(gè)化學(xué)過程,D.石油裂解得到的裂解氣中含不飽和的烯烴,本題主要考查石油的成分和石油的煉制,裂化是將大分子的烴轉(zhuǎn)化為小分子的烴,得到輕質(zhì)汽油。裂解主要是將長鏈的烴斷裂為短鏈的,目的得到化工原料。裂化和裂解的產(chǎn)物中都有不飽和烴。,C,13.請將石油產(chǎn)品汽油、柴油、煤油、瀝青、液化石油氣按其組成物質(zhì)分子中碳原子數(shù)遞增的順序排列,汽油、柴油、煤油、瀝青,石油煉制的目的是將混合物進(jìn)行一定程度分離,通過分離將石油分成不同沸點(diǎn)范圍的蒸餾產(chǎn)物,其中混合物的沸點(diǎn)范圍越低,則混合物中烴分子所含碳原子數(shù)越少。,14.下列說法錯(cuò)誤的是()A.石油中含有的烷烴,可以通過石油的分餾得到汽油B.含以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C.煤是由有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜的混合物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,D,石油的分餾和裂化都得到汽油,煤經(jīng)高溫干餾后所得的煤焦油中含有苯和甲苯,而不是煤中含有苯和甲苯。,15.下列物質(zhì)中,有固定熔沸點(diǎn)的是()A.汽油B.煤C.苯D.煤焦油,C,16.下列石油的煉制和加工的過程,屬于化學(xué)變化的是()A.常壓分餾B.減壓分餾C.裂化D.裂解,CD,17.空氣污染下列敘述錯(cuò)誤的是:()A.溫室效應(yīng)是CO具有增高地球溫度的效應(yīng)造成的B.破壞臭氧層的主要物質(zhì)是氟氯烴等物質(zhì)C.CO能與血紅蛋白形成穩(wěn)定的化合物,降低血液輸入氧的能力D.酸雨主要是雨水與SO3或SO2反應(yīng),最終形成的H2SO4、還有少量的NO2及CO2和水反應(yīng)生成的HNO3與H2CO3造成的,C,解析A溫室效應(yīng)是CO2濃度增高所致。D中含硫的物質(zhì)燃燒生成SO2,SO2在一些催化劑作用下生成SO3,SO3被水吸收成H2SO4或SO2與水反應(yīng)生成H2SO3,H2SO3再被氧化成H2SO4??諝庵蠳O2(汽車尾氣)與H2O反應(yīng)生成HNO3或NO和O2,水反應(yīng)生成HNO3。,- 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