第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護

第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護第一頁，共五十四頁，2022年，8月28日從資源到環(huán)境……第二頁，共五十四頁，2022年，8月28日1.煤、石油和天然氣的綜合利用2.環(huán)境保護與綠色化學第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護第三頁，共五十四頁，2022年，8月28日1.了解了解煤、石油的提煉方法與產品；2.理解煤、石油綜合利用的原因和意義；3.以乙烯為例，認識聚合反應，高分子化合物并了解高分子材料在生活中的應用及可能帶來的環(huán)境問題；4.認識化學在環(huán)境保護中的作用，樹立綠色化學觀念。知識與能力教學目標第四頁，共五十四頁，2022年，8月28日

以小組討論為主，讓學生在給出的討論題目下將知識目標逐個實現。

體會化學在自然資源開發(fā)和利用中的意義和作用，加強學生的環(huán)保意識，培養(yǎng)學生綠色化學的理念。過程與方法情感、態(tài)度與價值觀第五頁，共五十四頁，2022年，8月28日煤干餾、石油分餾及裂化的原理。重點難點石油裂化、聚合物單體的判斷。教學重難點第六頁，共五十四頁，2022年，8月28日1.1從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料（1）煤的組成：1.1.1煤

煤是由有機物和少量無機物組成的復雜混合物，以C為主，含少量H、O、N、S等。1.煤、石油和天然氣的綜合利用第七頁，共五十四頁，2022年，8月28日

將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程，也叫煤的焦化?？傻玫浇範t氣、粗氨水、粗苯、煤焦油和焦炭等。（2）煤的干餾：第八頁，共五十四頁，2022年，8月28日（3）煤的氣化：

將煤轉化成可燃性氣體的過程。

將煤直接與氫氣作用生成液體燃料稱為直接液化；將煤先轉化為CO和H2，再在催化劑作用下合成甲醇的過程成為間接液化。C+H2O→H2+CO高溫俗稱水煤氣（4）煤的液化：第九頁，共五十四頁，2022年，8月28日（1）石油的組成：1.1.2石油

石油又稱原油，是在地下深處開采的棕黑色粘稠性可燃液體，由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等多種碳氫化合物組成的混合物。主要含C、H，還含少量O、N、S等。第十頁，共五十四頁，2022年，8月28日

利用原油中各組分沸點的不同進行分離的過程?？傻玫狡?、煤油、柴油和重油等。（2）石油的分餾：

石油的裂化就是在一定條件下，將相對分子質量較大，沸點較高的烴斷裂為相對分子質量較小，沸點較低的烴過程，又稱催化裂化。（3）石油的裂化和裂解：第十一頁，共五十四頁，2022年，8月28日催化劑加熱加壓C18H38重油C9H20+C9H18汽油例如：

這里的汽油為裂化汽油，含不飽和鍵；通過石油分餾得到的汽油叫直餾汽油，只含飽和鍵。第十二頁，共五十四頁，2022年，8月28日

石油的裂解（深度的裂化）是將石油分餾產品在比裂化更高的溫度（700℃~800℃甚至更高）下，使烴分子中的化學鍵發(fā)生更大程度的斷裂，以獲得乙烯丙烯等不飽和小分子烴的過程。例如：催化劑加熱加壓C4H10丁烷C2H4+C2H6乙烯乙烷第十三頁，共五十四頁，2022年，8月28日

在催化劑作用下，將鏈狀烴結構重新調整轉化為環(huán)狀烴的過程。（4）石油的催化重整：（1）天然氣的組成：CH4為主。1.1.3天然氣（2）天然氣的應用：合成氨，甲醇等。第十四頁，共五十四頁，2022年，8月28日1.2以煤、石油和天然氣為原料生產合成材料（1）三大合成材料：塑料、合成橡膠和合成纖維。（2）合成聚乙烯：乙烯稱為單體，重復結構單元─CH2=CH2─稱為鏈節(jié)；n稱為聚合度。第十五頁，共五十四頁，2022年，8月28日

聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、合成橡膠等都是通過加聚反應制得的，它們都是混合物。

以煤、石油和天然氣為原料，合成多種高分子材料，使人類在利用自然資源的進程中前進了一大步。但是，很多常用塑料在自然環(huán)境中降解速率很慢，急劇增加的廢棄物也造成了巨大的環(huán)境壓力。第十六頁，共五十四頁，2022年，8月28日思考與交流：1.你認為應該限制生產、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，還是回收利用？請用必要資料和數據作論據。2.目前，回收利用廢舊合成材料有很多途徑，請查閱資料了解有哪些途徑？并試著從環(huán)境保護和經濟成本等方面作出評價。第十七頁，共五十四頁，2022年，8月28日3.結合教材中碳循環(huán)示意圖，舉出一些化學反應實例，說明循環(huán)過程中碳及其化合物之間的轉化，討論這些過程對人類生存、發(fā)展的意義和作用。第十八頁，共五十四頁，2022年，8月28日2.1環(huán)境問題：

指由于人類不合理地開發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞，以及工農業(yè)生產和人類生活所造成的環(huán)境污染。2.環(huán)境保護與綠色化學第十九頁，共五十四頁，2022年，8月28日又稱環(huán)境友好化學，環(huán)境無害化學，清潔化學，是用化學的技術和方法去減少或清除有害物質的生產和使用。

利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產對環(huán)境的污染。2.3綠色化學的核心：2.2綠色化學：第二十頁，共五十四頁，2022年，8月28日

指反應物的原子全部轉化為期望的最終產物，這時原子利用率為100%。2.4原子經濟：第二十一頁，共五十四頁，2022年，8月28日1.煤、石油和天然氣的組成2.煤干餾原理及其產品3.石油分餾得到的產品及裂化過程4.綠色化學的核心及原子經濟課堂小結第二十二頁，共五十四頁，2022年，8月28日高考鏈接1（2009天津卷）海水是巨大的資源寶庫，在海水淡化及綜合利用方面，天津市位居全國前列。從海水中提取食鹽和溴的過程如下：第二十三頁，共五十四頁，2022年，8月28日（1）請列舉海水淡化的兩種方法：

、

。（2）將NaCl溶液進行電解，在電解槽中可直接得到的產品有H2、

、

、或H2、

。（3）步驟Ⅰ中已獲得Br2，步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br，其目的為

。（4）步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可達95％，有關反應的離子方程式為

，由此反應可知，除環(huán)境保護外，在工業(yè)生產中應解決的主要問題是

。第二十四頁，共五十四頁，2022年，8月28日（5）某化學研究性學習小組為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法，查閱了有關資料，Br2的沸點為59℃。微溶于水，有毒性和強腐蝕性。他們參觀生產過程后，了如下裝置簡圖：第二十五頁，共五十四頁，2022年，8月28日請你參與分析討論：①圖中儀器B的名稱：

。②整套實驗裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管，其原因是

。③實驗裝置氣密性良好，要達到提純溴的目的，操作中如何控制關鍵條件：

。④C中液體產生顏色為

。為除去該產物中仍殘留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反應后，再進行的分離操作是

。第二十六頁，共五十四頁，2022年，8月28日（1）蒸餾法、電滲析法、離子交換法及其他合理答案中的任意兩種（2）Cl2NaOHNaClO（3）富集溴元素（4）Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋SO42－＋2Br－強酸對設備的嚴重腐蝕（5）①冷凝管②Br2腐蝕橡膠③控制溫度計b的溫度，并收集59℃的餾分④深紅棕色分液（或蒸餾）答案：第二十七頁，共五十四頁，2022年，8月28日本題考查海水中提取溴的實驗。電解NaCl溶液的方程式為：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，其中Cl2有可能與NaOH會生成NaClO。步驟I中的Br2的濃度很小，多次用SO2反復吸收，最終用Cl2處理，則可獲得大量的工業(yè)溴。溴具有強氧化性可以氧化SO2，生成H2SO4，因此要注意酸對設備的腐蝕問題。溴具有腐蝕性，可以腐蝕橡膠。蒸餾的目的，就是通過沸點不同而提純Br2，所以要通過溫度計控制好Br2沸騰的溫度，盡可能使Br2純凈。解析：第二十八頁，共五十四頁，2022年，8月28日2（2009廣東卷）超細氧化鋁是一種重要的功能陶瓷原料。（1）實驗室常以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3為原料，在一定條件下先反應生成沉淀NH4AlO(OH)HCO3,該沉淀高溫分解即得超Al2O3,NH4AlO(OH)HCO3熱分解的化學反應方程式

。（2）NH4Al(SO4)2·12H2O的相對分子質量為453。欲配制100mlPH為2濃度約為0.1mol-1的NH4Al(SO4)2溶液,配制過程為①用托盤天平稱量NH4Al(SO4)2·12H2O固體

g。②將上述固體置于燒杯中

。第二十九頁，共五十四頁，2022年，8月28日（3）在0.1mol·l-1NH4Al(SO4)2溶液中，鋁各形態(tài)的濃度（以Al3＋計）的對數（lgc）隨溶液ph變化的關系見下圖第三十頁，共五十四頁，2022年，8月28日①用NaOH溶液調節(jié)（2）中溶液pH至7，該過程中發(fā)生反應的離子方程式有

②請在答題卡的框圖中，畫出0.01mol·l-1NH4Al(SO4)2溶液中鋁各形態(tài)的濃度的對數lgc隨溶液pH變化的關系圖，并進行必要的標注。第三十一頁，共五十四頁，2022年，8月28日（1）2NH4AlO(OH)HCO3

2NH3↑+Al2O3+3H2O↑+2CO2↑（2）將4.5g固體置于燒杯中，邊加蒸餾水溶解邊用玻璃棒攪拌，待完全溶解后，用玻璃棒移液至100ml的容量瓶中，用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2~3次，并將洗滌液轉移到容量瓶中，加蒸餾水至刻度線2~3cm處應改用膠頭滴管，上下振蕩，靜置將配置好的溶液裝入試劑瓶中，并貼上標簽。答案：第三十二頁，共五十四頁，2022年，8月28日（3）作圖要點：起始與最終數值為-2；剛開始產生沉淀時PH要增大；完全沉淀和沉淀溶解時的PH應與原圖一樣；氫氧化鋁完全溶解時的PH也是不變的二縱座標發(fā)生改變，所以線要與原圖有所區(qū)別。第三十三頁，共五十四頁，2022年，8月28日解析：（1）解答該題的關鍵是要判斷出反應的產物，由題意NH4AlO(OH)HCO3熱分解的產物應該有Al2O3，結合所學知識可知產物還應有NH3、CO2和H2O，配平化學方程式得：2NH4AlO(OH)HCO32NH3↑+Al2O3+3H2O↑+2CO2↑第三十四頁，共五十四頁，2022年，8月28日（2）注意配置一定物質的量濃度溶液的操作步驟地準確性，一般是計算、溶解、轉移、洗滌、定容、裝瓶。計算時要注意規(guī)范，同時要注意托盤天平的精確度是±0.1g，100ml0.1mol/LNH4Al(SO4)2中，物質的量為0.01mol,M[NH4Al(SO4)2]=453g/mol，所以m（NH4Al(SO4)2）=453g/mol×0.01mol=4.53g=4.5g；溶解時要注意玻璃棒攪拌，轉移時注意用到玻璃棒引流，同時還要注意洗滌操作，定容時距刻度2~3cm處應改用膠頭滴管，同時還要注意上下震蕩，使之混合均勻，裝瓶時要注意貼上標簽。第三十五頁，共五十四頁，2022年，8月28日（3）①從題給圖示可以看出，pH至7時鋁離子完全轉化為氫氧化鋁沉淀，沒有出現沉淀的溶解，又因為銨根離子水解使溶液顯酸性，所以中性溶液中必須是銨根離子和一水合氨的混合物，說明必需有銨根離子與氫氧根的反應。該過程中發(fā)生反應的離子方程式為：Al3++3OH-=Al(OH)3↓；NH4++OH-=NH3·H2O②作圖時注意NH4Al(SO4)2濃度的變化，由于濃度變?yōu)?.01mol·l-1，所以起始與最終數值為-2，又因為Al3+濃度減少減少為0.01mol·l-1，而溶度積常數不變，所以剛開始產生沉淀時pH要增大。而完全沉淀和沉淀溶解時的PH應與原圖一樣不能改變，但注意氫氧化鋁完全溶解時的PH也是不變的二縱座標發(fā)生改變，所以線要與原圖有所區(qū)別。第三十六頁，共五十四頁，2022年，8月28日3(2009海南卷)工業(yè)上常用氨氧化法生產硝酸，其過程包括氨的催化氧化（催化劑為鉑銠合金絲網）、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。請回答下列問題：（1）氨催化氧化的化學方程式為

：（2）原料氣中空氣必須過量，其主要原因是

；（3）將鉑銠合金做成薄絲網的主要原因是

；（4）水吸收二氧化氮生成硝酸為放熱反應，其化學方程式為

，為了提高水對二氧化氮的吸收率，可采取的措施為

（答2項）。第三十七頁，共五十四頁，2022年，8月28日（1）4NH3＋5O24NO＋6H2O（2）提高氨的轉化率和一氧化氮的轉化率（3）增大單位質量的催化劑與反應物的接觸面積（4）3NO2＋H2O=2HNO3＋NO加壓降溫答案：第三十八頁，共五十四頁，2022年，8月28日（1）（2）根據平衡原理，增大反應物的濃度，平衡向正反應方向移動，以提高原料的轉化率；（3）這是為了增大鉑銠合金的表面積，使接觸面積增大，提升催化的效果；（4）為了提高吸收率，可根據溶解過程放熱采用降溫處理，且氣體的吸收可用加壓的方式。解析：第三十九頁，共五十四頁，2022年，8月28日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.②④⑥⑧⑩D課堂練習第四十頁，共五十四頁，2022年，8月28日2.下列各組物質中均屬于有機物的是（）

A.乙酸，乙醇，淀粉B.金剛石，水，天然氣C.大理石，干冰，一氧化碳D.酒精，煤氣，塑料A第四十一頁，共五十四頁，2022年，8月28日3.下列燃料燃燒不會造成環(huán)境污染的是（）

A.煤B.酒精C.汽油D.氫氣D第四十二頁，共五十四頁，2022年，8月28日BD4.下列燃料中不屬于礦物燃料的是（）

A.天然氣B.煤C.石油D.酒精第四十三頁，共五十四頁，2022年，8月28日5.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第四十四頁，共五十四頁，2022年，8月28日6.關于裂化和裂解的敘述中，不正確的是（）

A.裂解與裂化的產物中都含有不飽和烴B.裂解與裂化都是為了得到氣態(tài)烴C.裂解與裂化的原料都是石油分餾產品D.裂解與裂化都是為了使相對分子質量大的烴斷裂成相對分子質量小的烴B第四十五頁，共五十四頁，2022年，8月28日7.按照綠色化學原則，下列反應符合最理想原子經濟性的是（）

A.乙烯與氧氣在銀催化作用下生成環(huán)氧乙烷B.乙烷與氯氣反應制備氯乙烷C．苯與乙醇在一定條件下生產乙苯D．乙醇與濃硫酸共熱制備乙烯A第四十六頁，共五十四頁，2022年，8月28日8.綠色化學的目標是（）

A．減少對環(huán)境的污染B．防患于未然，最終杜絕化學污染源C．設計對人類健康和環(huán)境更安全的化合物D．研究變換基本原料和起始化合物B第四十七頁，共五十四頁，2022年，8月28日9.如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點內容。為研究鐵銹蝕的影響因素，某同學做了如下探究實驗第四十八頁，共五十四頁，2022年，8月28日序號內容實驗現象1常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個月干燥的鐵絲表面依然光亮2常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一小時鐵絲表面依然光亮3常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中一個月鐵絲表面已變得灰暗4將潮濕的鐵絲放在常溫的氧氣流中一小時鐵絲表面略顯灰暗5將潮濕的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時鐵絲表面已變得灰暗6將浸過氯化鈉溶液的鐵絲放在高于常溫的