第二节资源综合利用环境保护

1第二节资源综合利用环境保护基础梳理一、煤、石油、天然气的综合利用1．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。煤的元素组成主要是，还含有少量的、、N、S等元素。有机物无机物碳HO2(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：C＋H2O=====高温CO＋H2。干馏气化液化燃料隔绝空气分解可燃性气体3③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。液体燃料氢气COH24思维拓展1．煤的综合利用有什么重要意义？答案①减少了煤燃烧产生的SO2、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等污染物的排放。②提高了煤燃烧的热效率。煤的气化、液化就是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也得以提高。③提取了煤中的化学原料。在加工煤炭以及使用煤作燃料的过程中，对产生的煤灰、煤渣、废气、废液等都加以合理的处理和利用，做到既消除污染又保护环境。52．天然气的综合利用(1)成分：主要成分是。(2)用途：天然气是一种清洁的，又是重要的化工原料，主要用于和等。3．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。从组成物质上看，石油是由各种烃、烃和烃组成的混合物。甲烷燃料合成氨生产甲醇碳氢烷环烷芳香6(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和更有用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。沸点相对分子质量相对分子质量深度7(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。环状烃思维拓展2．什么叫裂化汽油和直馏汽油？怎样鉴别它们？答案通过分馏得到的汽油叫直馏汽油，直馏汽油中没有不饱和烃。通过裂化得到的汽油叫裂化汽油，裂化汽油中含有不饱和烃。鉴别它们可以使用溴水，能使溴水褪色的为裂化汽油，不能使溴水褪色的为直馏汽油。83．蒸馏、分馏和干馏有什么区别和联系？答案蒸馏：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。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到使混合物分离或除杂质的目的。被蒸馏的混合物中至少要有一种组分为液体。各组分沸点差别越大，挥发出的物质(馏分)越纯。若不同组分之间沸点差别小，或不同组分互溶形成恒沸液体，馏分则不纯。分馏：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。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为两种或多种馏分而达到混合物分离或除杂质的目的。9干馏：把固态混合物(如煤、木材)隔绝空气加强热使它分解的过程叫做干馏。蒸馏与分馏同属物理变化，干馏过程往往发生复杂的物理、化学变化。4．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。塑料合成纤维合成橡胶10聚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。CH2==CH2—CH2—CH2—11思维拓展4．请完成下列加聚反应的方程式：(1)制备聚丙烯：(2)制备聚2­丁烯)12二、环境保护与绿色化学1．环境保护(1)环境问题的含义指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。(2)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。生态环境破坏13(3)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：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。化石燃料燃烧废气携带的颗粒物土壤水源减少环境污染资源回收利用142．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。从源头上减少和消除工业生产对环境的污染最终产物100%15思维拓展5．你学过的无机反应基本类型和有机反应的类型中，哪些反应类型符合绿色化学的理念？答案无机反应中的化合反应、有机反应中的加成反应和加聚反应。16随堂训练1．下列有关煤、石油、天然气等资源的说法正确的是()A．石油裂解得到的汽油是纯净物B．石油产品都可用于加成反应C．天然气是一种清洁的化石燃料D．煤就是碳，属于单质解析石油裂解得到多种烃的混合物，石油产品中的烷烃不能发生加成反应，天然气是一种清洁的化石燃料，煤是由复杂的有机物和无机物组成的混合物，主要元素是碳。C172．下列转化不属于煤或石油的综合利用的是()A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭B．在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料C．将煤变为煤饼作燃料D．将石油裂解制得乙烯等化工原料解析煤的综合利用包括煤的干馏、气化和液化；石油的综合利用包括分馏、裂化、裂解、重整等。煤变成煤饼，并未改变其成分及结构，不属于煤的综合利用。C183．某塑料的片断结构为：请指出其单体的结构________________。解析通过观察该塑料的片断，得知该高分子化合物是由烯烃或取代烯烃在一定条件下经加聚反应得到。不饱和化合物经加聚反应后，不饱和碳原子相连形成长链，同时不饱和程度降低。由本题的片断看，长链上的碳原子在原单体中均为不饱和碳原子，因此可以两个碳原子分一组，便可推知单体。答案CH2===CH2；CH2===CHCl；CH3CH===CH219课时作业1．化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是()A．为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药B．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理C．实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源D．垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用20解析本题主要考查的知识点有①化学物质与生活的关系，②绿色化学的概念，③化肥、农药对人类生活的影响。A项，为了提高农作物的产量和质量，应研发高效低毒的农药，降低蔬菜的农药残留量；B项，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；C项，化石能源是有限的一次能源，为了长远的可持续发展，必须要开发新能源；D项，垃圾也是一项重要的资源。综上分析可知，本题选D项。答案D212．美国墨西哥湾美国石油公司的一海上石油钻探平台发生爆炸，致使大量石油泄漏，给墨西哥湾海域带来巨大的经济损失和生态灾难。下列关于石油加工的叙述中，不正确的是()A．石油分馏所得的馏分是一种具有固定熔、沸点的纯净物B．石油裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量C．石油裂解的原料是石油分馏产物，包括石油气D．石油在催化剂的作用下加热，可以使链状烃转化为环状烃(如苯、甲苯)解析石油分馏所得的馏分依然是混合物。A223．石油裂解的目的和原理是()A．使具有长链的烃深度裂化，断裂成各种短链的气态不饱和烃和少量液态烃B．使直链烃转化为芳香烃C．避免炭化结焦D．除去石油中的杂质解析A项，石油的裂解是深度裂化，目的是为了获取大量石油化工原料。作为合成原料的主要是气态烯烃，其中以乙烯产量为最大，其次还有丙烯、丁二烯等。裂化产物中还有作为芳香烃的液态产品：苯、甲苯、二甲苯；B项，使直链烃转化为芳香烃属于结构的重新调整；C项，重油采用减压蒸馏是为了避免炭化结焦；D项与裂解原理和目的无关。A234．可用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的试剂是()A．乙醇B．溴的四氯化碳溶液C．NaOH溶液D．盐酸解析裂化汽油由饱和烃和不饱和烃组成，直馏汽油仅含饱和烃，故可利用不饱和烃的性质来选择试剂。B245．下列变化属于化学变化，且产物中有气体、液体、固体的是()A．石油分馏B．石油裂解C．煤的干馏D．煤的气化解析煤干馏的产品中焦炭是固体，煤焦油是液体，焦炉气是气体。C256．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()A．MgMg(NO3)2B．MgMgCl2Mg(OH)2Mg(NO3)2C．MgMgOMg(NO3)2D．MgMgSO4Mg(NO3)2HNO3Cl2NaOH溶液稀硝酸O2稀硝酸浓硫酸Ba(NO3)2溶液26解析A方案虽然步骤少，但反应过程中会产生大量氮氧化合物，污染空气，另外消耗原料也多，不符合“绿色化学”的要求；B方案步骤繁琐，原料种类多，不符合“绿色化学”的要求；C方案步骤较少，节约原料，无污染，符合“绿色化学”的要求；D方案用原料较多，在第一步还会产生大量的SO2气体，污染空气，又浪费原料，不符合“绿色化学”的要求。答案C277．乙烯和丙烯按物质的量之比为1∶1聚合时，可生成聚合物乙丙树脂，该聚合物的结构简式可能是()A．①②B．①④C．②③D．③④28解析乙烯和丙烯在发生加聚反应时，碳碳双键聚集起来而连成链状，结构简式中A和B都是乙烯和丙烯按物质的量之比为1∶1聚合所得的聚合物，只是截取的位置不同，其实是同一种物质。答案A