高三化學(xué)一輪復(fù)習(xí)課件化學(xué)與自然資源開(kāi)發(fā)利用第二講資源綜合利用環(huán)境保護(hù)解析

1、1了解煤、石油、天然氣等綜合利用的意義。2了解能源是人類(lèi)生存和社會(huì)發(fā)展的重要基礎(chǔ)。3了解化學(xué)在解決能源危機(jī)中的重要作用，樹(shù)立綠色化學(xué)的觀念。第二講資源綜合利用環(huán)境保護(hù)煤、石油、天然氣和綠色化學(xué)是當(dāng)今社會(huì)發(fā)展備受關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題，涉及到政治、經(jīng)濟(jì)及民生。歷年來(lái)高考都十分重視對(duì)該部分的考查。題目以選擇題為主，難度不大，以對(duì)常識(shí)性?xún)?nèi)容的記憶和了解為主，復(fù)習(xí)時(shí)多聯(lián)系焦點(diǎn)問(wèn)題在資源、能源和環(huán)保方面的應(yīng)用。一、煤、石油、天然氣的綜合利用1煤的綜合利用煤是由 和少量 組成的，主要含有 元素，還含有少量 、 、 、 等元素。(1)煤的干餾原理：把煤使其分解的過(guò)程。工業(yè)上也叫煤的焦化。煤的干餾是一個(gè)復(fù)雜的變化過(guò)程

2、。有機(jī)物無(wú)機(jī)物復(fù)雜混合物碳?xì)溲醯蚋艚^空氣加強(qiáng)熱物理、化學(xué)煤的干餾產(chǎn)物a，b.，c. ，d.粗氨水。(2)煤的氣化將煤中的轉(zhuǎn)化為的過(guò)程，目前主要方法是碳與水蒸氣反應(yīng)制水煤氣?；瘜W(xué)方程式為。焦?fàn)t氣煤焦油焦炭有機(jī)物可燃性氣體直接間接2天然氣的綜合利用(1)天然氣的主要成分是 ，它是一種 的化石燃料，更是一種重要的化工原料。(2)天然氣與水蒸氣反應(yīng)制取H2原理：。甲烷清潔3石油的綜合利用(1)石油的成分石油主要是由多種組成的混合物。所含元素以 、 為主，還有少量N、S、P、O等。(2)石油的分餾利用石油中各種烴的 不同，逐步升溫使烴汽化，再經(jīng)冷凝后將烴分離成不同沸點(diǎn)范圍的產(chǎn)物的過(guò)程叫做分餾。其主要目

3、的是得到、煤油、 等輕質(zhì)油。碳?xì)浠衔锾細(xì)浞悬c(diǎn)汽油柴油(3)石油的裂化通過(guò)催化劑催化、高溫等手段將含碳原子較多、沸點(diǎn)較高的烴分解為含碳原子較少、沸點(diǎn)較低的烴的過(guò)程，叫裂化。主要目的是，所得輕質(zhì)油和直接分餾所得輕質(zhì)油的區(qū)別是前者含有，因此裂化汽油可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色。C8H18C8H16C4H8C4H10提高輕質(zhì)燃料油的產(chǎn)量不飽和烯烴CH4C3H6 C2H4C2H6乙烯、丙烯4三大合成材料(1)三大合成材料是指。(2)聚合反應(yīng)：合成聚乙烯的化學(xué)方程式： ，單體為 ，鏈節(jié)為 ，聚合度為 。塑料、合成橡膠和合成纖維CH2=CH2CH2CH2n 煤加工和石油的煉制過(guò)程中哪些是化學(xué)變化，哪些

4、是物理變化？提示煤的干餾、氣化、液化和石油的裂化、裂解都是化學(xué)變化，石油的分餾為物理變化。 二、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)1環(huán)境問(wèn)題環(huán)境問(wèn)題主要是指由于人類(lèi)不合理地_而造成的_，以及_和_所造成的環(huán)境污染?！叭龔U”的污染主要指：開(kāi)發(fā)和利用自然資源生態(tài)環(huán)境破壞工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人類(lèi)生活(1)大氣污染大氣污染物主要來(lái)自 和 產(chǎn)生的廢氣及其攜帶的。(2)水污染工業(yè)廢水，農(nóng)田過(guò)度施肥，噴灑農(nóng)藥都會(huì)對(duì)水源造成污染。(3)固體廢棄物污染，如白色污染。化石燃料燃燒工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程顆粒物生活污水2綠色化學(xué)(1)原子經(jīng)濟(jì)原子經(jīng)濟(jì)要求反應(yīng)物的原子 ，原子的利用率達(dá)到 ，也就是說(shuō)在化學(xué)反應(yīng)中不產(chǎn)生任何廢物。(2)綠色化學(xué)綠色化學(xué)的核心

5、就是利用化學(xué)原理從_ _對(duì)環(huán)境的污染。全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物100%源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)3可持續(xù)發(fā)展可持續(xù)發(fā)展是指既滿足現(xiàn)代人的需求又不損害后代人滿足其需求的能力的發(fā)展，需要 、 、和環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展?？沙掷m(xù)發(fā)展的要點(diǎn)是發(fā)展援助、環(huán)境保護(hù)、清潔水源、能源開(kāi)發(fā)、綠色貿(mào)易。經(jīng)濟(jì)社會(huì)資源 試舉例說(shuō)明環(huán)境保護(hù)的常見(jiàn)措施。提示環(huán)境保護(hù)的措施：(1)工業(yè)廢氣攜帶顆粒物的回收利用。(2)工業(yè)、生活污水經(jīng)處理達(dá)標(biāo)后排放、限制使用含氮、磷洗滌劑。(3)回收、限制廢棄塑料，研制可降解塑料。三大能源 三大能源是指煤、石油、天然氣這三種當(dāng)今世界發(fā)展必須依賴(lài)的不可再生的資源。五種產(chǎn)物煤的干餾產(chǎn)物及成分產(chǎn)品主要成分

6、焦?fàn)t煤氣焦?fàn)t氣氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳粗氨水氨、銨鹽粗苯苯、甲苯、二甲苯煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚類(lèi)、萘瀝青焦炭碳六種氣體六種工業(yè)氣體及成分名稱(chēng)來(lái)源主要成分高爐煤氣煉鐵高爐CO2、CO等水煤氣水煤氣爐CO、H2等煉廠氣石油煉制廠低級(jí)烷烴裂解氣裂解爐“三烯二烷”焦?fàn)t氣煉焦?fàn)tH2、CH4、C2H4、CO等天然氣天然氣田、油田甲烷我的總結(jié)“綠色化學(xué)”的基本思想問(wèn)題征解 當(dāng)今環(huán)境污染存在以下幾方面問(wèn)題(用物質(zhì)化學(xué)式或元素名稱(chēng)填寫(xiě)相關(guān)原因)：(1)酸雨形成原因主要是_和_。(2)光化學(xué)煙霧主要是_、_造成的。(3)臭氧空洞主要是_、_等的排放引起的。(4)溫室效應(yīng)主要是由于大氣中_等的含量的不斷增加造成

7、的。(5)白色污染_等難降解塑料的大量使用。(6)赤潮、水華含_洗衣粉的大量使用，工、農(nóng)業(yè)及城市生活污水的任意排放。提示(1)SO2氮氧化合物(2)氮氧化合物碳?xì)浠衔?3)氟氯代烴氮氧化合物(4)CO2(5)聚乙烯(6)氮、磷必考點(diǎn)78 石油的加工方法及產(chǎn)品石油的分餾、裂化和裂解比較方法原料原理目的石油分餾原油(常壓分餾)、重油(減壓分餾)根據(jù)石油各組分沸點(diǎn)高低不同，利用加熱汽化、冷凝、回流，把石油分成不同沸點(diǎn)范圍的組分得到不同沸點(diǎn)范圍的分餾產(chǎn)物石油氣、汽油、煤油、柴油等石油裂化重油、石蠟在一定條件下，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)液體燃料油的產(chǎn)量，特別

8、是提高汽油的產(chǎn)量石油裂解石油分餾產(chǎn)品(包括石油氣)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，如乙烯、丙烯、丁二烯等【典例1】煤和石油是重要的能源，也是化工生產(chǎn)的重要原料。(1)工業(yè)上分餾石油的設(shè)備是_，通過(guò)該設(shè)備制備出的液體燃油有_ _。(2)使用催化劑進(jìn)行石油裂化及裂解獲得的主要產(chǎn)品是_。(3)煤燃燒產(chǎn)生的廢氣直接排放到空氣中，可能導(dǎo)致的環(huán)境污染問(wèn)題是_ _。(4)下圖是對(duì)煤燃燒產(chǎn)生的廢氣進(jìn)行常溫脫硫處理的流程示意圖。廢氣脫硫過(guò)程中，主要反應(yīng)的化學(xué)方程式為_(kāi) _、_。在煤中直接添加一種物質(zhì)，可有效減少煤燃燒產(chǎn)生的SO2，該物質(zhì)是_。石膏在工業(yè)生產(chǎn)中的用途

9、是_(寫(xiě)出一種用途即可)。(5)煤經(jīng)過(guò)_(填加工方法)可以得到爐煤氣、煤焦油和焦炭。煤焦油經(jīng)過(guò)_(填加工方法)可得到芳香族化合物。煤也可以用氫化法轉(zhuǎn)化成燃油，氫化法的本質(zhì)是_。 解析(1)原油在分餾塔內(nèi)加熱，然后冷卻，逐漸分餾出汽油、煤油和柴油等。(2)石油裂化及裂解的主要目的是獲得碳原子數(shù)較少的烴。(3)煤燃燒產(chǎn)生的廢氣含有SO2等，會(huì)導(dǎo)致酸雨的形成，也會(huì)造成粉塵污染。(4)廢氣脫硫的反應(yīng)主要包括石灰石與SO2的反應(yīng)及CaSO3與O2的反應(yīng)。煤燃燒時(shí)加入CaCO3、CaO、Ca(OH)2，可以減少SO2的產(chǎn)生。石膏可以用于醫(yī)療、建筑材料、模型等。(5)煤的干餾可以得到爐煤氣、煤焦油和焦炭。煤

10、焦油分餾可得到芳香族化合物。煤的氫化是為了增加煤中氫元素含量，提高氫原子數(shù)與碳原子數(shù)的比值。 工業(yè)流程題的常見(jiàn)設(shè)問(wèn)方式 工業(yè)流程題能夠以真實(shí)的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程為背景，體現(xiàn)能力立意的命題指導(dǎo)思想，能夠綜合考查學(xué)生各方面的基礎(chǔ)知識(shí)及將已有知識(shí)靈活應(yīng)用在生產(chǎn)實(shí)際中解決問(wèn)題的能力。所以這類(lèi)題成為近年來(lái)高考的常考題型。,其常見(jiàn)的呈現(xiàn)形式有流程圖、表格和圖像,這類(lèi)題常圍繞以下幾個(gè)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行設(shè)問(wèn)：(1)反應(yīng)速率與平衡理論的運(yùn)用；,反應(yīng)物顆粒大小、濃度、溫度和壓強(qiáng)對(duì)化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的影響，以及溫度與物質(zhì)穩(wěn)定性、溶解性、物質(zhì)結(jié)晶的關(guān)系。(2)氧化還原反應(yīng)的判斷、化學(xué)方程式或離子方程式的書(shū)寫(xiě)；(3)利用控制pH

11、分離除雜；(4)化學(xué)反應(yīng)的能量變化；(5)實(shí)驗(yàn)基本操作：除雜、分離、檢驗(yàn)、洗滌、干燥等；(6)流程中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和循環(huán)，資源的回收和利用。 【應(yīng)用1】(2013泉州質(zhì)檢)能源和資源是維系人類(lèi)發(fā)展的重要前提之一。目前人類(lèi)使用的主要能源還是化石燃料。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)化石燃料包括煤、石油、_(寫(xiě)出另外一種化石燃料的名稱(chēng))。煤炭開(kāi)采過(guò)程中，若采取的措施不當(dāng)，容易發(fā)生瓦斯爆炸事故，導(dǎo)致生命財(cái)產(chǎn)損失，用化學(xué)方程式解釋在煤礦中頻頻發(fā)生瓦斯爆炸的原因：_ _。解析(1)化石燃料包括煤、石油和天然氣。瓦斯中的可燃物成分是甲烷，發(fā)生瓦斯爆炸的主要原因是甲烷與空氣中的氧氣發(fā)生反應(yīng)。(2)雖然煤的氣化過(guò)程消耗能量

12、，但由于加工后得到的氣態(tài)燃料的熱利用率高，而且比較清潔，因此從總體來(lái)看，將煤氣化后再使用，還是比較合理的。碳和水蒸氣在高溫的條件下可以生成氫氣；碳燃燒消耗空氣中的氧氣，剩余的就是氮?dú)?，通過(guò)空氣液化的方法也可以得到氮?dú)狻?3)根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后原子守恒，寫(xiě)出兩個(gè)反應(yīng)中的另外一種反應(yīng)物為H2O。先配平碳元素，再配平氫元素。答案(1)天然氣CH42O2=CO22H2O(2)煤氣化后得到的氣態(tài)燃料燃燒時(shí)，熱利用率高，能源清潔碳和水蒸氣的反應(yīng)碳在空氣中燃燒后剩余的氣體空氣液化(3)n2n1nH2On2n11nH2O必考點(diǎn)79 環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)1常見(jiàn)的環(huán)境污染與防治措施污染類(lèi)型污染物防治措施大氣污染顆粒物

13、(粉塵)、硫的氧化物(SO2和SO3)、氮氧化合物(NO和NO2)、CO、碳?xì)浠衔?，以及氟氯代烷等合理?guī)劃工業(yè)發(fā)展和城市建設(shè)布局；調(diào)整能源結(jié)構(gòu)；運(yùn)用各種防治污染的技術(shù)；加強(qiáng)大氣質(zhì)量監(jiān)測(cè)；充分利用環(huán)境自?xún)裟芰Φ人廴局亟饘?Ba2、Pb2等)、酸、堿、鹽等無(wú)機(jī)物，耗氧物質(zhì)，石油和難降解的有機(jī)物，洗滌劑等控制、減少污水的任意排放土壤污染城市污水、工業(yè)廢水、生活垃圾、工礦企業(yè)固體廢棄物、化肥、農(nóng)藥、大氣沉降物、牲畜排泄物、生物殘?bào)w控制、減少污染源的排放2.環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)評(píng)價(jià)【典例2】“低碳”既是時(shí)尚，也是環(huán)保要求?！暗吞肌痹诠I(yè)生產(chǎn)中意義重大，充分利用原材料，不排放或減少排放“三廢”，不同工廠

14、今后聯(lián)合生產(chǎn)等都是很好的“低碳”生產(chǎn)方式。下面是幾個(gè)工廠利用廢氣、廢渣(液)聯(lián)合生產(chǎn)化肥硫酸銨的工藝：請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)工藝操作、分別為_(kāi)、_。(2)工業(yè)合成氨的化學(xué)方程式為：_ _。(3)寫(xiě)出生成“產(chǎn)品”的離子方程式：_ _。(4)在實(shí)驗(yàn)室中檢驗(yàn)合成氨廠排出的廢氣中是否含有氨氣的方法是_。(5)副產(chǎn)品的化學(xué)式為_(kāi)。該聯(lián)合生產(chǎn)工藝中可以循環(huán)使用的物質(zhì)是_。解析(1)合成氨的原料之一氮?dú)鈦?lái)源于空氣，分離方法是將空氣液化后蒸餾分離出氧氣，獲得氮?dú)狻?2)工業(yè)合成氨的條件是高溫、高壓和催化劑。(3)“產(chǎn)品”是硫酸銨，反應(yīng)物是硫酸鈣懸濁液、二氧化碳、氨氣等，產(chǎn)物除產(chǎn)品硫酸銨外，還有碳酸鈣沉淀。(4

15、)氨氣溶于水顯堿性，實(shí)驗(yàn)室中可以用濕潤(rùn)的紅色石蕊試紙檢驗(yàn)，或利用氨氣與氯化氫化合為氯化銨的反應(yīng)進(jìn)行檢驗(yàn)等。(5)分析框圖中各物質(zhì)的關(guān)系可知“副產(chǎn)品”為CaO，能夠循環(huán)使用的物質(zhì)是CO2。 綠色化學(xué)的基本原則 (1)防止污染的產(chǎn)生優(yōu)于治理產(chǎn)生的污染。(2)原子經(jīng)濟(jì)性(設(shè)計(jì)的合成方法應(yīng)將反應(yīng)過(guò)程中所用的材料，盡可能全部轉(zhuǎn)化到最終產(chǎn)品中)即原子的利用率達(dá)到100%。(3)應(yīng)考慮到能源消耗對(duì)環(huán)境和經(jīng)濟(jì)的影響，并應(yīng)盡量少地使用能源(在常溫、常壓下進(jìn)行)。 【應(yīng)用2】綠色化學(xué)概念從一提出來(lái)，就明確了它的目標(biāo)是研究和尋找能充分利用的無(wú)毒害原材料，最大限度地節(jié)約能源，在化工生產(chǎn)各環(huán)節(jié)都實(shí)現(xiàn)凈化和無(wú)污染的反應(yīng)途

16、徑。下列化工生產(chǎn)中體現(xiàn)綠色化學(xué)內(nèi)涵的是()。減少“三廢”排放量考慮有關(guān)原材料的再生利用對(duì)出現(xiàn)的污染問(wèn)題及時(shí)治理回收未反應(yīng)的原料、副產(chǎn)物、助溶劑、穩(wěn)定劑等非反應(yīng)試劑拒絕使用無(wú)法替代、無(wú)法回收、無(wú)法再生和重復(fù)使用的有毒副作用、污染明顯的原料A BC D解析對(duì)出現(xiàn)的污染問(wèn)題及時(shí)治理屬于環(huán)境治理的范疇，不能體現(xiàn)綠色化學(xué)的內(nèi)涵。答案C(2013湖南質(zhì)檢)你的評(píng)價(jià)_規(guī)范答案(1)90(2)11042101FeCu2=Fe2Cu(3)粗銅精銅Zn2e=Zn2、Cu2e=Cu2Cu22e=Cu(4)對(duì)貧礦、尾礦的開(kāi)采更有價(jià)值；能大大降低能源消耗，有利于減少污染(任填一點(diǎn))解題指導(dǎo)1解題要有章法一般無(wú)機(jī)化學(xué)試題

17、的解法是從題干中提取生產(chǎn)目的、生產(chǎn)原理、生產(chǎn)的產(chǎn)品及性質(zhì)；分析工業(yè)生產(chǎn)中的每一步的轉(zhuǎn)化關(guān)系，造成原料的流失、造成的污染；注意與有關(guān)化學(xué)原理相結(jié)合；注意常見(jiàn)化學(xué)用語(yǔ)的用法。2新信息也要結(jié)合所學(xué)化學(xué)知識(shí)新情景(本題中“細(xì)菌冶金”)試題，一般只是命題背景新穎，所考查的知識(shí)也都是教材中的知識(shí)點(diǎn)，起點(diǎn)高落腳點(diǎn)低，一般難度也不大，因此解題時(shí)還要緊密結(jié)合所學(xué)化學(xué)知識(shí)，但還要注意新情景與一般化工生產(chǎn)的區(qū)別，尤其是要關(guān)注新情景的優(yōu)點(diǎn)，如本題中“細(xì)菌冶金”能減少污染、大大降低能耗。 Hold住考向考向1煤、石油、天然氣的加工利用5年4考考向2環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)5年5考名師揭秘 能源危機(jī)是當(dāng)今世界面臨的嚴(yán)峻課題，充

18、分利用有限的能源和開(kāi)發(fā)新能源是科學(xué)面臨的首要任務(wù)。環(huán)境保護(hù)關(guān)系到可持續(xù)發(fā)展的前景，綠色化學(xué)擔(dān)負(fù)起艱巨的任務(wù)。高考會(huì)越來(lái)越注重體現(xiàn)社會(huì)問(wèn)題，在備考中要注重學(xué)科思想的培養(yǎng)，并應(yīng)用到解題思維中去。1(2012上海，2)下列關(guān)于化石燃料的加工說(shuō)法正確的是()。A石油裂化主要得到乙烯B石油分餾是化學(xué)變化，可得到汽油、煤油C煤干餾主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣D煤制煤氣是物理變化，是高效、清潔地利用煤的重要途徑解析A項(xiàng)，石油裂化是將相對(duì)分子質(zhì)量較大、熔沸點(diǎn)較高的烴轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?duì)分子質(zhì)量較小、熔沸點(diǎn)較低的烴的過(guò)程，主要產(chǎn)物是相對(duì)分子質(zhì)量較小的烴的混合物；B項(xiàng)，石油分餾是物理變化，是根據(jù)沸點(diǎn)不同，分離出汽油

19、、煤油等；D項(xiàng)，煤制煤氣是化學(xué)變化。答案C3(2012四川，29)直接排放煤燃燒產(chǎn)生的煙氣會(huì)引起嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題，將煙氣通過(guò)裝有石灰石漿液的脫硫裝置可以除去其中的二氧化硫，最終生成硫酸鈣。硫酸鈣可在右圖所示的循環(huán)燃燒裝置的燃料反應(yīng)器中與甲烷反應(yīng)，氣體產(chǎn)物分離出水后得到幾乎不含雜質(zhì)的二氧化碳，從而有利于二氧化碳的回收利用，達(dá)到減少碳排放的目的。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1)煤燃燒產(chǎn)生的煙氣直接排放到空氣中，引發(fā)的主要環(huán)境問(wèn)題有_。(填寫(xiě)字母編號(hào))A溫室效應(yīng) B酸雨C粉塵污染 D水體富營(yíng)養(yǎng)化(2)在煙氣脫硫的過(guò)程中，所用的石灰石漿液在進(jìn)入脫硫裝置前，需通一段時(shí)間的二氧化碳，以增加其脫硫效率；脫硫時(shí)控制漿液的pH值，此時(shí)漿液含有的亞硫酸氫鈣可以被氧氣快速氧化生成硫酸鈣。解析(2)CO2通入CaCO3濁液中，發(fā)生反應(yīng)：CO2H2OCaCO3=Ca(HCO3)2。(3)根據(jù)題給信息可以寫(xiě)出甲烷在燃料反應(yīng)器中發(fā)生反應(yīng)的熱化學(xué)方程式：CaSO4(s)CH4(g)=CaS(s)CO2(g)2H2O(g)H160.1 kJmol1再結(jié)合甲烷在空氣中燃燒的熱化學(xué)方程式：CH4(g)2O2(g)=CO2(g)2H2O(g)H802.3 kJmol1根據(jù)蓋斯定律