人教版本化學(xué)必修二4.2（化學(xué)與資源綜合利用、環(huán)境保護）教案

1、 第四章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第二講 化學(xué)與資源綜合利用、環(huán)境保護復(fù)習(xí)重點：煤、石油、天然氣的綜合利用，特別是石油的利用；通過環(huán)境保護和綠色化學(xué)的有關(guān)知識，加強環(huán)保意識并培養(yǎng)綠色化學(xué)的理念。復(fù)習(xí)難點：石油裂化的原理。知識梳理一、 的綜合利用煤是由組成的復(fù)雜混合物，主要含元素，還含有少量、等元素。1、煤的干餾煤干餾是指將。煤干餾過程中發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，從煤干餾產(chǎn)物中可獲得重要的化工原料，如、甲苯、二甲苯、萘、酚類等。2、煤的氣化將煤中的有機物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程，主要反應(yīng)為：。該反應(yīng)需要的熱量可由碳的燃燒來提供:C(g)+O2(g) CO2(g)說明:碳燃燒時可用空氣或O2,但得到的煤氣的

2、成分、熱值及用途都不同. 3、煤的液化煤的直接液化：使煤與氫氣作用生成液體燃料。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。如:CO+2H2 CH3OH(甲醇-常溫下為液體,可以燃燒,還可代替汽油作內(nèi)燃的燃料。)二、石油加工石油主要是由多種碳氫化合物組成的混合物。1、石油的分餾石油分餾是過程。石油分餾主要在分餾塔中進行，通過分餾可以獲得油、油、油等輕質(zhì)油。說明：(1)兩種或多種沸點相差較大且互溶的液體混合物，要進行分離時，常用蒸餾或分餾的分離方法。(2)分餾（蒸餾）實驗所需的主要儀器：鐵架臺(鐵圈、鐵夾)、石棉網(wǎng)、蒸餾燒瓶、帶溫度計的單孔橡皮塞、冷凝管、牛角管、錐形瓶。(

3、3)蒸餾燒瓶中加入碎瓷片的作用是：_ 。(4)溫度計的位置：_。(5)冷凝管中進、出水的原則：蒸氣在冷凝管內(nèi)管中的流動方向與冷水在外管中的流動方向相反，此時的冷凝效果最好。2、石油的催化裂化石油的催化裂化是的過程。裂化所用的原料：_；裂化的產(chǎn)物:_等；裂化的方式:_和_。石油裂化的產(chǎn)品再經(jīng)過進一步，可以獲得很多重要的化工原料。例如， C16H34 +C8H18 + C4H10 +C4H10 +乙烯、丙烯、甲烷等都是通過石油裂化和裂解得到的重要化工原料。3、其它的石油加工石油經(jīng)過，可以使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，獲得苯、甲苯等重要化工基本原料。三、聚合反應(yīng)和高分子化合物由生成的反應(yīng)叫做聚合反應(yīng)。例如，

4、 CH2CH2 nn CH2=CH2 聚乙烯是由成千上萬個乙烯分子在一定條件下發(fā)生聚合反應(yīng)生成的相對分子質(zhì)量巨大的高分子化合物。相對分子質(zhì)量巨大是高分子化合物的基本特征，也是它們與低分子化合物的根本區(qū)別。高分子化合物有天然的，如蛋白質(zhì)、纖維素、淀粉等，也有人工合成的，如聚乙烯等。塑料、合成橡膠和合成纖維三大人工合成的高分子材料。四、化學(xué)與環(huán)境保護的關(guān)系化學(xué)在環(huán)境保護上的應(yīng)用主要有以下幾個方面：1、對環(huán)境情況進行監(jiān)測：對污染物的存在形態(tài)、含量進行分析和鑒定。2、治理三廢：對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢水和廢渣進行處理，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)資源的回收利用。3、尋找源頭治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝，實施清潔生產(chǎn)

5、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)對環(huán)境的污染。按照綠色化學(xué)的原則，最理想的“原子經(jīng)濟”就是反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，這是原子利用率為100%。疑難點撥一、石油煉制原理及產(chǎn)品：方 法原 理原 料目 的主要產(chǎn)品分餾常 壓利用加熱和冷凝，把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產(chǎn)物原 油得到不同沸點范圍的蒸餾產(chǎn)品溶劑油、汽油、煤油、柴油、 重油減 壓重 油潤滑油、凡士林、石蠟、瀝青、石油焦裂化熱裂化在一定條件下，把分子量大、沸點高的烴斷裂為分子量小，沸點低的烴重 油提高汽油的產(chǎn)量汽油和甲烷、乙烷、乙烯和丙烯催化裂化裂 解（深度裂化）在高溫下，把長鏈分子的烴斷裂為各種短

6、鏈的氣態(tài)烴和液態(tài)烴含直鏈烷烴的石油分餾產(chǎn)品獲得短鏈不飽和烴乙烯、丙烯、丁二烯二、如何鑒別：直餾汽油和裂化汽油？直餾汽油中含有烷烴、環(huán)烷烴、少量芳香烴，裂化汽油中含有烯烴。所以可以采用溴水作為試劑。注意：不能用酸性KMnO4溶液，因為在直餾汽油中含有苯的同系物，也能使酸性KMnO4溶液褪色。實驗：分別取少量的兩種樣品分別加入溴水，溴水褪色的是裂化汽油，不褪色的為直餾汽油。三、如何證明裂化汽油中是否含有芳香烴？   芳香烴不能使溴水褪色，但能使酸性KMnO4溶液褪色，所以可以選用作為證明汽油中是否含有芳香的試劑。但是，裂化汽油中還含有較多的烯烴，烯烴也能酸性KMnO4溶液褪色，

7、干擾了該證明實驗。所以在加入酸性KMnO4溶液之前必須加入溴水將烯烴除盡。   實驗：向裂化汽油中加入足量的溴水直到不再褪色為止然后向該溶液中滴加酸性KMnO4溶液，觀察是否褪色。如果不褪色，說明不含芳香烴，如果能褪色，說明含有芳香烴。四、干餾的主要產(chǎn)品和用途   干 餾 產(chǎn) 品        主 要 成 分         主 要 用 途出爐煤氣焦爐氣氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳  &#

8、160; 氣體燃料、化工原料粗氨水   氨、銨鹽    氮肥粗苯   苯、甲苯、二甲苯炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、 合成材料    煤 焦 油   苯、甲苯、二甲苯   酚類、萘類染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料   瀝青   筑路材料、制碳素電極     焦 炭   炭冶金、合成氨造氣、電石、燃料典例剖析【例1】丁烷裂解時可有兩種方式斷裂，生成兩種烷烴和兩種烯烴。如

9、果丁烷裂解率為90%，又知裂解生成的兩種烯烴的質(zhì)量相等，那么裂解后所得到的混合氣體中，分子量最小的氣體占有的體積為分數(shù)為（     ）A、19% B、25% C、36% D、40%解析：丁烷的兩種斷裂方式為： C4H10 CH4+C3H6（丙烯） C4H10 C2H6+C2H4（乙烯）設(shè)丁烷為1mol，則裂解的物質(zhì)的量為0.9mol，反應(yīng)后混合氣體的總物質(zhì)的量為0.9×2+0.1=1.9mol。其中分子量最小的烴為CH4，求其物質(zhì)的量是其關(guān)鍵。答案：A【例2】液化石油氣燃料已普遍進入現(xiàn)代家庭的廚房中，它的主要成分是烷烴和烯烴系列混合物，現(xiàn)將各物

10、在一個大氣壓下的沸點分別列表如下：名 稱 沸點 乙烷 丙烷 丁烷 戊烷 乙烯 丙烯 丁烯 戊烯 沸點（） 161.7 88.6 42.2 0.5 36.1 102.4 47.7 6.5 30.1 請回答：（1）有人發(fā)現(xiàn)液化石油氣用完后，殘留在鋼瓶內(nèi)的液體能溶解油脂，就將它倒出來作洗滌劑，洗滌物件的油泥，這種廢物利用的做法是否可取，為什么？   解析：本題以生活中的實際模型作為考試的北景材料，試題的教育功能是要求學(xué)生注意安全、科學(xué)生活并能關(guān)注日常生活中的一些自然現(xiàn)象和社會現(xiàn)象。本題綜合了物理和化學(xué)知識。   答案：不可取。從表中可知，在常溫下未能汽化的殘液

11、主要是沸點相對較高的戊烷和戊烯。此兩物在空氣中較易揮發(fā)成氣體，當這些氣體在室內(nèi)達到一定比例后，如遇明火，就會發(fā)生火災(zāi)。【例3】觀察右圖，下列敘述中錯誤的是（     ）      A.圖示實驗中發(fā)生了化學(xué)變化        B.液體X的pH7，液體Y是一種黑色粘稠狀液體      C.氣體Z易燃，可還原CuO        &#

12、160;   D.液體Y是一種純凈物     解析：煤雜強熱條件下，可分解得到多種物質(zhì)，這個過程叫煤的干餾，屬于化學(xué)變化，A項正確；所得產(chǎn)物中有氣體（焦爐氣），有液體（煤焦油），有固體（焦炭），此外，還有粗氨水，B項正確；焦爐氣的主要成分有氫氣、甲烷，另有少量的CO、CO2、C2H4、N2等氣體，C項正確；煤焦油是含有許多芳香族化合物的復(fù)雜混合物，D項錯誤。知能訓(xùn)練一選擇題1.（2001全國）為了減少大氣污染，許多城市推廣汽車使用清潔燃料。目前使用的清潔燃料主要有兩類，一類是壓縮天然氣（CNG），另一類是液化石油氣（LPG）。這兩類燃

13、料的主要成分是A.碳水化合物         B.碳氫化合物    C.氫氣    D.醇類2下列全球性和區(qū)域性的環(huán)境問題主要是因為向大氣中過量排放二氧化碳和甲烷造成的是（ ）A氣候變暖 B臭氧層破壞 C酸雨 D赤潮和水華3煤的綜合利用可以獲得潔凈的燃料及多種化工原料。下列不屬于煤的綜合利用的是（ ）A煤干餾 B煤液化 C煤氣化 D煤燃燒 4下列關(guān)于石油加工的敘述中，不正確的是 （ ）A石油分餾所得的餾分是一種具有固定熔沸點的純凈物B石油裂化的主要目的是提高汽油等輕

14、質(zhì)油的產(chǎn)量 C石油裂解的原料是石油分餾產(chǎn)物，包括石油氣D石油在馴悍記的作用下加熱，可以使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴（如苯、甲苯）5下列屬于高分子化合物且在自然界中原來并不存在的是（ ） A淀粉 B纖維素 C聚乙烯 D蛋白質(zhì)6下列物質(zhì)中，作為燃料時對空氣沒有污染的是 （ ）A天然氣 B氫氣 C汽油 D煤 7下面所敘述的情況中，能夠引起環(huán)境污染的是（ ）生活污水的任意排放；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥農(nóng)藥的過度使用；燃放鞭炮；海上油輪中石油的泄漏 A B C D8 下列變化屬于化學(xué)變化，且產(chǎn)物中兼有氣體、液體、固體的是 （ ）A石油分餾 B石油裂解 C煤的干餾 D煤的氣化9國家有關(guān)部門規(guī)定，從2001年7月1日在全國禁

15、用含鉛汽油，全面推廣使用無鉛汽油。無鉛汽油的含意是 （ ）A汽油中不含鉛元素 B汽油中不人為的加入含鉛物質(zhì)C汽油中含鉛元素在規(guī)定的指標范圍內(nèi)D不含雜質(zhì)的純凈汽油 10下列物質(zhì)中，有固定熔沸點的是 （ ）A汽油 B煤 C苯 D乙烯11下列物質(zhì)既能夠使溴的四氯化碳溶液褪色，又能夠使酸性高錳酸鉀溶液褪色的是（ ）A乙烯 B聚乙烯 C石油裂化氣 D水煤氣第28屆國際地質(zhì)大會提供的資料顯示，海底蘊藏著大量的天然氣水合物，俗稱“可燃冰”，1體積“可燃冰”可貯藏100200體積的天然氣?！翱扇急笔且环N晶體，晶體中平均每46個H2O分子構(gòu)建成8個籠，每個籠內(nèi)可容納1個CH4分子或1個游離的H2O分子。若晶體

16、中每8個籠有6個容納了CH4分子，另外2個籠被游離的H2O分子填充，請根據(jù)上述信息解答1214題。12下列有關(guān)“可燃冰”的敘述中不正確的是 （ ）A“可燃冰”也可能成為人類未來的重要能源B“可燃冰”是一種比較潔凈的能源C“可燃冰”為水可能變成油提供了有利的證據(jù)D“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷 13“可燃冰”的平均組成可用下列的化學(xué)式表示 （ ）A3CH4·H2O BCH4·3H2O CCH4·6H2ODCH4·8H2O14某混和氣體通過溴水溶液，溴水褪色；通過灼熱的CuO粉末，黑色粉末變?yōu)榧t色；最后剩余氣體點燃，火焰為淡藍色，且生成二氧化碳和水。則原混和

17、氣體是 （ ）A水煤氣 B液化石油氣 C石油裂解氣 D焦爐氣15綠色化學(xué)提倡化工生產(chǎn)應(yīng)提高原子利用率。原子利用率表示目標產(chǎn)物的質(zhì)量與生成物總質(zhì)量之比。在下列氮肥的制備反應(yīng)中，原子利用率最高的是 （ ）ANH3H2OCO2=NH4HCO3 C8NH33Cl2=N26NH4Cl DNH3HCl = NH4Cl二、填空題16石油主要含有 和 兩種元素，同時還含有少量的 等元素。石油也是 物，利用石油各組分的沸點不同，可以將其大體分離，該分離方法叫 ，通過這一過程可以獲得 （至少填兩種）等含碳原子少的輕質(zhì)油；通過 可以把含碳原子較多、沸點較高的烴斷裂為含碳原子較少、沸點較低的汽油等。17對工業(yè)“三廢”

18、的處理如果不當，則會嚴重的污染周圍環(huán)境。工業(yè)“三廢”指的是 、 和 ?；瘜W(xué)在工業(yè)“三廢”治理方面發(fā)揮了重要的作用，若對工業(yè)“三廢”的處理得當，可起到 和 的雙重作用，如用石灰乳處理氯堿工業(yè)中的廢氣，則既可以減少 （填氣體的化學(xué)式）氣體對環(huán)境的污染，又可以得到漂白粉（有效成分是 ）。18將下圖所列儀器組裝為一套實驗室蒸餾石油的裝置，并進行蒸餾，得到汽油和煤油。(1)圖中A、B、C三種儀器的名稱是_。(2)將以上儀器按(一)(六)順序，用字母a,b,c,表示連接順序：e接( )；( )接( )；( )接( )；( )接( )；( )接( )(3)A儀器中c口用于_,d口用于_。(4)蒸餾時，溫度計

19、水銀球應(yīng)在_位置。(5)在B中注入原油后，加幾片碎瓷片的目的是_。(6)給B加熱，收集到沸點為60150間的餾分是_，收集到150300間的餾分是_。19.下圖是實驗室干餾煤的裝置圖，根據(jù)圖回答下列問題。(1)指出圖中各儀器的名稱：a_;b_;c_;d_。(2)裝置c的作用是_。d中的液體有_和_，其中的無機物里溶有_，可用_檢驗出來；有機物可以通過_的方法使其中的重要成分分離出來。在170230時可得到_，加熱到230以上可以得到_。(3)e處點燃的氣體是_，火焰的顏色是_色。三、計算題20“汽車尾氣污染”已備受世人關(guān)注。汽車內(nèi)燃機中，汽油氣化后與空氣按一定比例混合進入氣缸，引擎用電火花點燃。燃燒使汽缸內(nèi)溫度迅速升高，氣體體積急劇膨脹，產(chǎn)生壓力推動活塞。燃燒時產(chǎn)生污染大氣的有害氣體通過尾氣排出。為簡化討論，以辛烷(C8C18)代表汽油的成