课件42资源综合利用环境保护(74张PPT)

第二节资源综合利用环境保护化学与自然资源的开发利用情境导入课标点击典例精析课时训练知识导学第二节资源综合利用环境保护稀土元素是元素周期表中第ⅢB族中的钪、钇及镧系17种元素的统称。当今世界每6项新技术的发明就有一项与稀土元素有关。稀土是21世纪重要的战略资源，中国稀土储量最多，出口量世界第一，且出口的近80%被日、韩、美囤积。我国稀土产量曾占全世界的96%，按照目前的开发速度，再过二三十年，我们就会成为稀土小国甚至是无稀土的国家，而且以前对稀土滥挖滥采，造成了严重的水土流失和生态环境破坏，如白云鄂成为污染最为严重的地方。如何合理利用资源？如何保护好我们的生活环境？1．了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。2．了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料。3．了解节约能源和防止污染的重要性。4．了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性。煤、石油、天然气的综合利用1．煤(1)煤的组成无机物少量有机物主要元素：元素少量元素：、、氮、等元素碳氢氧硫(2)煤的利用。煤气煤焦油焦炭隔绝空气加强热使之分解C(s)＋H2O(g)――→高温CO(g)＋H2(g)COH2液体甲醇2．从天然气中获得基本化工原料3．从石油中获得基本化工原料(1)石油的组成：由多种__________组成的混合物。(2)石油的冶炼。CH4燃料氨甲醇碳氢化合物不同汽煤柴较高较低轻质液体汽油裂化乙烯丙烯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)实例：制取聚氯乙烯反应的化学方程式为：________________________________________________塑料、合成橡胶和合成纤维CH2===CHCl――→引发剂(3)四个概念。链节的数目小分子化合物CH2CH2最小重复结构单元—CH2—CH2—链节的数目环境保护与绿色化学废气废水废渣原理减小和消除100%全部应用思考：1.煤的干馏是物理变化还是化学变化？煤的气化和液化同水的汽化、液化一样，均属于物理变化吗？提示：煤的成分复杂，煤在干馏时发生的变化肯定也复杂，可以说发生了复杂的物理变化和化学变化！煤的气化和液化是化学变化，不是物理变化。2.石油的分馏、裂化、裂解是物理变化还是化学变化？3.石油的裂化和裂解有何区别和联系？提示：石油的分馏是利用沸点不同，将石油分离成不同沸点范围的产物的过程，所以是物理变化。而石油的裂化和裂解中烃发生了化学反应，所以是化学变化。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。综合拓展一、化学“三馏”的比较干馏蒸馏分馏原理隔绝空气、高温下使物质分解根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离与蒸馏原理相同产物产物为混合物产物为单一组分的纯净物产物为沸点相近的各组分组成的混合物，称之为馏分反应类型化学变化物理变化物理变化二、石油炼制方法的比较方法分馏裂化裂解原理用蒸发和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃在高温下，把石油产品中具有长链分子的烃断裂为乙烯、丙烯等小分子的烃主要原料原油重油、石蜡石油分馏产品(包括石油气)方法分馏裂化裂解主要产品石油气、汽油、煤油、柴油、重油、沥青等优质汽油乙烯、丙烯等主要变化类型物理变化化学变化化学变化（续上表）三、六大环境问题环境问题主要污染物主要危害温室效应CO2造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小酸雨SO2、NOx土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等臭氧层破坏氟氯代烷、NOx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（续上表）环境问题主要污染物主要危害光化学烟雾碳氢化合物、NOx刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡白色污染废弃塑料制品在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产；混入生活垃圾中难处理、难回收；易被动物当作食物吞入，导致动物死亡赤潮和水华废水中含N、P的营养物质使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化特别关注：(1)空气质量日报报导的空气污染物主要有CO、SO2、NOx及可呼入性固体颗粒。(2)酸雨、臭氧层破坏、光化学烟雾均与NOx有关。尝试应用1．下列说法中正确的是()A．通过煤的气化和液化可以获得更优质的燃烧B．煤的干馏和石油的分馏原理相同，都是化学变化C．煤是由有机物组成的复杂混合物D．煤干馏得到的煤焦油，其主要用途就是再经蒸馏得到高品质燃油解析：B项中石油的分馏是物理变化，错误；C项煤是由多种无机物和有机物组成的复杂混合物，错误；D项错误。答案：A2．下列说法不正确的是()A．煤的干馏、石油的分馏和裂化都是物理变化B．石油主要是由多种烃组成的混合物C．石油分馏得到的汽油是混合物D．石油主要含有C、H两种元素解析：煤的干馏、石油的裂化都有新物质的生成，都属于化学变化。答案：A3．石油加工的各种处理过程中，属于裂化过程的是()A．分离出汽油和煤油B．原油脱盐、脱水C．十六烷变为辛烷和辛烯D．将直链烃变为芳香烃解析：分离出汽油和煤油属于分馏；脱盐、脱水属于分馏之前的预处理过程；裂化能够获得更多更好的汽油，汽油中的烃分子含5～11个碳原子，十六烷断裂为辛烷和辛烯，属于裂化过程；直链烃转化为芳香烃的过程叫重整(教材中没有介绍，但不影响解答本题)。答案：C一、煤的综合利用煤的干馏和石油的分馏，两种变化在本质上的差别是()A．加热的温度不同B．得到的产品不同C．前者要隔绝空气，后者不必D．干馏是化学变化，分馏是物理变化解析：分馏是用加热蒸馏、冷凝的方法把液体混合物分成不同沸点范围的产物的过程，无新物质生成，属于物理变化。煤的干馏是指把煤隔绝空气加强热，使煤分解的过程，是化学变化。答案：D变式应用1.(2011年江苏南京检测)对如右图装置的叙述错误的是()A．图示实验中发生了化学变化B．常温下X溶液呈碱性，液体Y是一种黑褐色黏稠状液体C．气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色D．液体Y是一种纯净物解析：答案：D二、石油的综合利用下列说法正确的是()A．石油是混合物，汽油是纯净物B．沸点：汽油＞煤油＞柴油＞润滑油C．分馏汽油和裂化汽油成分相同D．石油的分馏是物理变化，而裂化和裂解属于化学变化解析：本题考查了石油的组成、石油的炼制方法及馏分的性质。石油、汽油都是混合物，A项不正确；石油分馏时，首先馏出的是汽油，其次是煤油，再次是柴油，它们都是常压分馏的产物，而润滑油是减压分馏的产物，故沸点：汽油＜煤油＜柴油＜润滑油，B项不正确；分馏汽油中不含烯烃，裂化汽油中含有稀烃，二者组成成分不完全相同，C项不正确；石油的分馏只是物质状态的变化，而裂化和裂解都有新的物质生成，D项正确。答案：D名师点睛：石油是各种烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物，通过分馏可以得到不同沸点范围的产物，这些产物也都是混合物，没有固定的熔、沸点，只有一定的沸点范围。裂化和裂解的目的不同，裂化的目的是提高轻质液体燃料(特别是汽油)的产量，裂解的目的是获得乙烯、丙烯、甲烷等基本化工原料。变式应用2．(双选题)下列说法错误的是()A．石油是只含有C4～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油B．含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C．石油的分馏是一个化学过程D．石油裂解得到的裂解气含不饱和的烯烃解析：石油是多种碳氢化合物的混合物，碳原子数目范围大，且也不仅仅含烷烃，A项错误；分馏是根据组分物质的沸点不同分离混合物的过程，属于物理过程，C项错误。答案：AC三、聚合反应和高分子化合物合成ABS工程塑料的单体是：CH2===CHCN、H2C===CH—CH===CH2、C6H5—CH===CH2，三者以物质的量比为1:1:1均匀混合，生成加聚物的结构简式为：________________________________________________________________________________________________________________________________________________(任写一种)。名师点睛：不饱和的单体间可以通过加聚反应生成高分子化合物，如果是单烯烃的加聚反应，则生成的高分子的主链重复结构单元只含有两个碳原子(不含侧链)；如果是二烯烃的加聚反应，则生成的高分子主链重复结构单元含有四个碳原子(不含侧链)，而且主链重复结构单元中含有一个双键。变式应用3．聚苯乙烯的结构为，试回答下列问题：(1)聚苯乙烯重复出现的结构单元是________，单体是________。(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52000，则该高聚物的结构单元重复出现的次数：n＝______。解析：有机高分子化合物的性质与其结构有关，故由其结构可判断其溶解性和热塑性以及热固性。，，；。：重复出现的次数：n＝52000104＝500。答案：(1)(2)500四、环境污染与保护下列有关环境问题的说法正确的是()A．燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中SO2的量B．臭氧的体积分数超过10－5%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．含磷合成洗涤剂易被细菌分解，故不会导致水体污染解析：A项中，燃煤时加入石灰石发生如下反应：CaCO3=====高温2CaSO4(矿渣)，因此能减少废气中SO2的含量，A项正确；空气中臭氧体积分数低于10－5%时可加速血液循环令人产生振奋的感觉，但高于此值时会对人体造成伤害，B项不正确；只有pH5.6的降水才能称为酸雨，C项不正确；含磷洗涤剂的任意排放会造成水体富营养化，引起赤潮和水华现象，D项错误。答案：ACaO＋CO2↑、CaO＋SO2CaSO3及2CaSO3＋O2名师点睛：常见环境污染与成因：(1)水体富营养化：水体中氮和磷等植物营养物质过多蓄积引起的污染，称为水体的富营养化。(2)白色污染：指难降解的塑料对环境的污染。(3)酸雨：与SO2及NOx有关。(4)温室效应：与CO2有关。(5)光化学烟雾：与NOx及碳氢化合物有关。(6)臭氧层破坏：与NOx及氟氯烃有关。变式应用4．保护环境已成为人类的共识，人类应以可持续发展的方式使用资源，以合理的方式对废弃物进行处理并循环使用。下列选项中的做法不利于环境保护的是()A．发电厂的煤经脱硫处理B．将煤转化为水煤气作燃料C．回收并合理处理聚乙烯塑料废物D．大量使用含磷洗衣粉D五、绿色化学绿色化学对化学反应提出了“原子经济性”(原子节约)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。在下列制备环氧乙烷的反应中，原子经济性最好的是()解析：由理想原子经济性反应的含义知，副产物越少的反应，其经济性越好，当副产物为零时，其原子经济性最好，则四个选项中，C项的原子经济性最好。答案：C名师点睛：绿色化学的基本原则：(1)防止污染的产生优于治理产生的污染。(2)原子经济性(设计的合成方法应将反应过程中所用的材料尽可能全部地转化到最终产品中)。(3)应尽量采用对人类和环境低毒或无毒的合成路线。(4)设计的化学产品应能保留其功效，降低其毒性。(5)应尽可能避免使用辅助物质(如溶剂、分离试剂等)，若使用也应是无毒的。(6)只要技术和经济上可行，原料应是可再生的，而不是即将耗竭的。(7)化工产品在完成其使命后，应能降解为无害的物质，而不应残留在环境中。(8)在化学转换过程中，所选用的物质和物质的形态尽可能地降低发生化学事故(包括泄漏、爆炸、火灾等)的可能性。5．以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是()A．乙烯聚合为聚乙烯高分子材料B．甲烷与氯气制备一氯甲烷C．以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜D．用苯制取溴苯变式应用解析：绿色化学原子经济性要求反应物的原子全部转化为期望的最终产物，没有副产物。A项没有副产物；B项有HCl产生；C项有NO2产生；D项有HBr产生。答案：A水平测试1．下列变