化學(xué)②必修42《資源綜合利用_環(huán)境保護(hù)》PPT課件

1、資源綜合利用資源綜合利用環(huán)境保護(hù)環(huán)境保護(hù)第一課時(shí)第一課時(shí)煤煤 、石油和天然氣的綜合利用、石油和天然氣的綜合利用 背景知識(shí)回顧背景知識(shí)回顧一、化石燃料一、化石燃料煤、石油和天然氣都是古代煤、石油和天然氣都是古代 經(jīng)過一經(jīng)過一系列復(fù)雜變化而成的，它們是人們生活中經(jīng)常使系列復(fù)雜變化而成的，它們是人們生活中經(jīng)常使用的主要燃料，因此人們常稱它們?yōu)橛玫闹饕剂?，因此人們常稱它們?yōu)?燃燃料，是料，是 資源。資源。二、煤、石油燃燒對(duì)環(huán)境的影響二、煤、石油燃燒對(duì)環(huán)境的影響1、煤的燃燒對(duì)空氣的影響、煤的燃燒對(duì)空氣的影響煤燃燒時(shí)會(huì)排放出煤燃燒時(shí)會(huì)排放出 等氣體和一些煙等氣體和一些煙塵，它們都是大氣的污染物。塵，它們

2、都是大氣的污染物。2、用石油作燃料，直接燃燒的是石油的加工產(chǎn)、用石油作燃料，直接燃燒的是石油的加工產(chǎn)品品汽油、煤油、柴油等，它們?nèi)紵龝r(shí)會(huì)排放汽油、煤油、柴油等，它們?nèi)紵龝r(shí)會(huì)排放出出 、 、含、含 化合物、未燃燒化合物、未燃燒的的 化合物和煙塵等，它們都是大氣的污化合物和煙塵等，它們都是大氣的污染物。染物。動(dòng)植物遺骸動(dòng)植物遺骸化石化石不可再生不可再生SO2、NO2CO氮的氧化物氮的氧化物鉛鉛碳?xì)涮細(xì)?迄今為止，煤、石油、天然氣仍是迄今為止，煤、石油、天然氣仍是人類使用的主要能源，同時(shí)它們也人類使用的主要能源，同時(shí)它們也是重要的化工原料。如何實(shí)現(xiàn)化石是重要的化工原料。如何實(shí)現(xiàn)化石燃料的綜合利用，提

3、高利用率，減燃料的綜合利用，提高利用率，減少化石燃料燃燒所造成的環(huán)境污染，少化石燃料燃燒所造成的環(huán)境污染，是人類面臨的重大挑戰(zhàn)。是人類面臨的重大挑戰(zhàn)。 能源能源國家國家石油石油（億噸）（億噸）天然氣天然氣（億立方米）（億立方米）煤炭煤炭（億噸）（億噸）中國中國產(chǎn)量產(chǎn)量1.461175.612.4消費(fèi)量消費(fèi)量1.627175.65.72美美國國產(chǎn)量產(chǎn)量3.8635320.99.35消費(fèi)量消費(fèi)量8.0795924.14.92 19941994年中美三大能源產(chǎn)量與消費(fèi)量比較表年中美三大能源產(chǎn)量與消費(fèi)量比較表我國煤的分布圖我國煤的分布圖一、煤的綜合利用一、煤的綜合利用 1、煤的組成、煤的組成 組成元素

4、組成元素:主要是碳元素；（還有少主要是碳元素；（還有少量的量的H、O、N、P、S、鹵素等）、鹵素等）組成成分：是由多種有機(jī)物、無機(jī)組成成分：是由多種有機(jī)物、無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物。物組成的復(fù)雜混合物。煤的結(jié)構(gòu)模型煤的結(jié)構(gòu)模型一、煤的綜合利用：一、煤的綜合利用： 2、煤的分類、煤的分類腐泥煤腐泥煤腐植煤腐植煤褐褐 煤煤煙煙 煤煤泥泥 煤煤無煙煤無煙煤按按C%95%以上以上70%以上以上60%70%50%60%工業(yè)上工業(yè)上煤煤品質(zhì)品質(zhì)的檢的檢測(cè)指標(biāo)：測(cè)指標(biāo)：發(fā)熱量、揮發(fā)分、固發(fā)熱量、揮發(fā)分、固定碳、水分、灰分等定碳、水分、灰分等煤的干餾實(shí)驗(yàn)裝置圖煤的干餾實(shí)驗(yàn)裝置圖實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置1實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置

5、2 一、煤的綜合利用一、煤的綜合利用（1 1）煤的干餾）煤的干餾 煤的干餾原理：煤的干餾原理： 把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過程。把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過程。（2）煤的氣化：）煤的氣化： 將煤中的有機(jī)物及碳轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。將煤中的有機(jī)物及碳轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。 C(s) + HC(s) + H2 2O(g) CO(g) + HO(g) CO(g) + H2 2(g)(g)高溫CO(g)+ 3HCO(g)+ 3H2 2 CH CH4 4(g) + H(g) + H2 2O(l)O(l)一定條件中熱值氣中熱值氣高熱值氣高熱值氣2CO(g)+ O2CO(g)+ O2 2 2CO 2

6、CO2 2(g)(g)；H=-566KJ/mol2H2H2 2(g)+ O(g)+ O2 2 2H 2H2 2O(l)O(l)；H=-571KJ/molCHCH4 4(g)+ 2O(g)+ 2O2 2 CO CO2 2(g) + 2H(g) + 2H2 2O(l)O(l)H=-890.3KJ/mol 將煤轉(zhuǎn)化液體燃料的過程。將煤轉(zhuǎn)化液體燃料的過程。 分為直接液化和間接液化。分為直接液化和間接液化。 一、煤的綜合利用一、煤的綜合利用（3）煤的液化：）煤的液化：C(s) + HC(s) + H2 2O CO(g) + HO CO(g) + H2 2(g)(g)高溫 CO + 2H CO + 2H2

7、 2 CH CH3 3OHOH（甲醇）（甲醇）一定條件如：如：二、石油的綜合利用二、石油的綜合利用 1、石油的組成元素、石油的組成元素: 主要是碳、氫元素主要是碳、氫元素 是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物。是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物。（還有水分、鹽分等雜質(zhì)）（還有水分、鹽分等雜質(zhì)） 石油的主要成分：石油的主要成分：2、石油的煉制、石油的煉制(除水脫鹽后除水脫鹽后)（1）石油的分餾：）石油的分餾：利用原油中各組分的沸點(diǎn)不同將復(fù)雜的混合物利用原油中各組分的沸點(diǎn)不同將復(fù)雜的混合物分離成簡(jiǎn)單混合物的過程。分離成簡(jiǎn)單混合物的過程。石油分餾示意圖石油分餾示意圖 3、石油的裂化和裂解、

8、石油的裂化和裂解（1）裂化的目的：）裂化的目的：（2）裂化的原理：）裂化的原理： 石油的裂化是石油的裂化是 。 在催化劑的作用下將含碳原子多的重在催化劑的作用下將含碳原子多的重油（烴）斷裂成碳原子較少的烴的過程油（烴）斷裂成碳原子較少的烴的過程提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量。提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量。（3）裂解裂解: 深度的裂化。深度的裂化。裂解的目的：裂解的目的：獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。乙烯的產(chǎn)量是一個(gè)國家石化水平的標(biāo)志乙烯的產(chǎn)量是一個(gè)國家石化水平的標(biāo)志4、石油結(jié)構(gòu)的重整、石油結(jié)構(gòu)的重整石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過結(jié)構(gòu)石油在加熱和催化劑的

9、作用下，可以通過結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，是鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，如苯或的重新調(diào)整，是鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，如苯或甲苯等，它們也是重要的化工基本原料。甲苯等，它們也是重要的化工基本原料。中海油渤海石油平臺(tái)中海油渤海石油平臺(tái)三、天然氣的綜合利用三、天然氣的綜合利用天然氣既是一種清潔的化石燃料，更是一天然氣既是一種清潔的化石燃料，更是一種重要的化工原料，作為化工原料，它主種重要的化工原料，作為化工原料，它主要用于合成要用于合成 和生產(chǎn)和生產(chǎn) 等。天然氣化等。天然氣化工以含一個(gè)碳原子的甲烷為原料，通過化工以含一個(gè)碳原子的甲烷為原料，通過化學(xué)變化形成含兩個(gè)或多個(gè)碳原子的其他有學(xué)變化形成含兩個(gè)或多個(gè)碳原子的其他有機(jī)化

10、合物。實(shí)現(xiàn)天然氣的有效轉(zhuǎn)化是一項(xiàng)機(jī)化合物。實(shí)現(xiàn)天然氣的有效轉(zhuǎn)化是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的課題。具有挑戰(zhàn)性的課題。氨氨甲醇甲醇柴達(dá)木盆地天然氣儲(chǔ)量突破柴達(dá)木盆地天然氣儲(chǔ)量突破3000億立方米億立方米珠海振戎公司已經(jīng)珠海振戎公司已經(jīng)與伊朗方面簽署協(xié)與伊朗方面簽署協(xié)議，同意在未來議，同意在未來25年向伊朗購買年向伊朗購買200億億美元的液化天然氣美元的液化天然氣亞洲最大的天亞洲最大的天然氣處理廠然氣處理廠阜陽市利用阜陽市利用“西氣東輸西氣東輸”工程天然氣門站鳥瞰圖工程天然氣門站鳥瞰圖俄天然氣俄天然氣管道通向管道通向中國中國德國天然氣汽車德國天然氣汽車天然氣灶天然氣灶液化天然液化天然氣公交車氣公交車四、合成材

11、料四、合成材料1、原料：、原料： 。2、合成材料基本特征：、合成材料基本特征： 。3、合成材料的合成原理：、合成材料的合成原理： 。例如：乙烯合成聚乙烯例如：乙烯合成聚乙烯 ，丙烯合成聚丙烯丙烯合成聚丙烯 。石油、煤、天然氣石油、煤、天然氣相對(duì)分子質(zhì)量很大，屬于高分子化合物相對(duì)分子質(zhì)量很大，屬于高分子化合物加聚、縮聚加聚、縮聚合成材料概況：隨著人類不斷的文明和進(jìn)步，人對(duì)天然材料的利用已不能滿足很多方面的需要，于是就發(fā)生了一場(chǎng)材料的革命人工合成材料；合成材料的原料豐富、制造加工簡(jiǎn)單，性能千變?nèi)f化；塑料、合成纖維、合成橡膠稱為三大合成材料；黏合劑、涂料也屬于合成材料。塑料塑料 塑料的主要成分是合成

12、樹脂，其中還添加了某些特定用途的添加劑（如提高塑性的增塑劑、防止老化的防老化劑）；有些熱塑性塑料（聚乙烯塑料），可以反復(fù)加工，多次使用；有些熱固性塑料（電木），一旦加工成型就不會(huì)受熱熔化。 常見的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）、酚醛塑料（電木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。聚丙烯：聚丙烯： 單體：?jiǎn)误w：CH2CHCH3聚苯乙烯聚苯乙烯單體：?jiǎn)误w：CH2CHC6H5聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 （有機(jī)玻璃）（有機(jī)玻璃）單體：?jiǎn)误w：CH2CCH3COOCH3聚四氟乙烯聚四氟乙烯單體：?jiǎn)误w：CF2CF2合成纖維合成纖維纖維纖維天然纖維天然纖維化學(xué)纖維化學(xué)纖維棉花棉花羊毛羊毛木材

13、木材草類草類合成纖維：用石油、天然氣等為原合成纖維：用石油、天然氣等為原料制成的單體，再經(jīng)聚合制成的纖料制成的單體，再經(jīng)聚合制成的纖維（如：維（如：“六大綸六大綸”、碳纖維、光、碳纖維、光導(dǎo)纖維等）導(dǎo)纖維等）人造纖維：用木材、草類的纖維經(jīng)人造纖維：用木材、草類的纖維經(jīng)化學(xué)加工制成。如黏膠纖維等化學(xué)加工制成。如黏膠纖維等合成橡膠合成橡膠橡膠橡膠天然橡膠天然橡膠合成橡膠合成橡膠通用橡膠通用橡膠特種橡膠特種橡膠丁苯橡膠丁苯橡膠順丁橡膠順丁橡膠氯丁橡膠氯丁橡膠聚硫橡膠聚硫橡膠硅橡膠硅橡膠思考與交流：思考與交流：1、目前，回收利用廢舊合成材料有很多途、目前，回收利用廢舊合成材料有很多途徑，請(qǐng)查閱資料了解

14、有哪些途徑？并試著徑，請(qǐng)查閱資料了解有哪些途徑？并試著從環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)成本等方面作出評(píng)價(jià)。從環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)成本等方面作出評(píng)價(jià)。2、你認(rèn)為應(yīng)該限制生產(chǎn)、使用聚苯乙烯塑、你認(rèn)為應(yīng)該限制生產(chǎn)、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，還是回收利用？請(qǐng)用必要資料料快餐盒，還是回收利用？請(qǐng)用必要資料和數(shù)據(jù)作為論據(jù)。和數(shù)據(jù)作為論據(jù)?；厥绽脧U舊合成材料主要有三種途徑：一是通過回收利用廢舊合成材料主要有三種途徑：一是通過熔融再生重新作成多種有用的材料；二是采用熱裂熔融再生重新作成多種有用的材料；二是采用熱裂解或化學(xué)處理的方法使其分解，用于制備多種化工解或化學(xué)處理的方法使其分解，用于制備多種化工原料；三是將廢舊合成材料作為燃料

15、使用。原料；三是將廢舊合成材料作為燃料使用。 第二課時(shí)第二課時(shí)背景知識(shí)回顧背景知識(shí)回顧1、通常所說的三廢是指、通常所說的三廢是指 、 和和 。2、綠色食品是指、綠色食品是指 的食品，的食品， 白色污染是指白色污染是指 。廢渣廢渣廢氣廢氣廢水廢水塑料垃圾塑料垃圾無污染、無公害無污染、無公害一、環(huán)境保護(hù)一、環(huán)境保護(hù)1、在環(huán)境問題面前，化學(xué)工作者所面臨的重要問題、在環(huán)境問題面前，化學(xué)工作者所面臨的重要問題在環(huán)境問題日益突出的今天，化學(xué)工作者所面臨的在環(huán)境問題日益突出的今天，化學(xué)工作者所面臨的重要任務(wù)是對(duì)重要任務(wù)是對(duì) 的檢測(cè)、的檢測(cè)、 的治理、尋的治理、尋找從源頭上治理找從源頭上治理 的生產(chǎn)工藝。的生

16、產(chǎn)工藝。2、化學(xué)在三廢治理過程中的重要作用、化學(xué)在三廢治理過程中的重要作用環(huán)境情況環(huán)境情況三廢三廢環(huán)境污染環(huán)境污染二、環(huán)境保護(hù)二、環(huán)境保護(hù)與與綠色化學(xué)綠色化學(xué)1、環(huán)境：主要是指人類的生存環(huán)境。、環(huán)境：主要是指人類的生存環(huán)境。2、環(huán)境問題：主要是指由于人類不合理開發(fā)、環(huán)境問題：主要是指由于人類不合理開發(fā)和利用自然資源而造成生態(tài)環(huán)境的破壞，以和利用自然資源而造成生態(tài)環(huán)境的破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染問題。問題。3、環(huán)境污染：人類排放的污染物質(zhì)超過了環(huán)、環(huán)境污染：人類排放的污染物質(zhì)超過了環(huán)境的自凈能力，引起環(huán)境質(zhì)量發(fā)生不良變化從境的自凈能力，引

17、起環(huán)境質(zhì)量發(fā)生不良變化從而危害人類健康和生存的現(xiàn)象。而危害人類健康和生存的現(xiàn)象。因此，要隨時(shí)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)！因此，要隨時(shí)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)！如：水華、赤潮、酸雨、光化學(xué)煙霧如：水華、赤潮、酸雨、光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧光化學(xué)煙霧大氣污染物一氧化氮、二氧化氮和某些大氣污染物一氧化氮、二氧化氮和某些碳?xì)浠衔镌谔柟庾贤饩€的照射下，在低碳?xì)浠衔镌谔柟庾贤饩€的照射下，在低空大氣中發(fā)生復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)（大氣中的空大氣中發(fā)生復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)（大氣中的氧氣也參加了反應(yīng)），形成白色或淺氧氣也參加了反應(yīng)），形成白色或淺l藍(lán)色有藍(lán)色有特殊氣味的光化學(xué)煙霧。特殊氣味的光化學(xué)煙霧。光化學(xué)煙霧中主要含二次污染物如醛類、光化學(xué)

18、煙霧中主要含二次污染物如醛類、酮類、臭氧、過氧硝酸、乙酰酯等。光化學(xué)酮類、臭氧、過氧硝酸、乙酰酯等。光化學(xué)煙霧嚴(yán)重危害人體健康，損害植物及橡膠制煙霧嚴(yán)重危害人體健康，損害植物及橡膠制品等。品等。環(huán)境污染的分類：環(huán)境污染的分類： 按環(huán)境要素按環(huán)境要素：分大氣污染、水體污染、土壤分大氣污染、水體污染、土壤污染。污染。 按人類活動(dòng)分：工業(yè)環(huán)境污染、城市環(huán)境污按人類活動(dòng)分：工業(yè)環(huán)境污染、城市環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。染、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。 按造成污染的性質(zhì)、來源分：化學(xué)污染、生按造成污染的性質(zhì)、來源分：化學(xué)污染、生物污染、物理污染（噪聲、放射性、熱、電物污染、物理污染（噪聲、放射性、熱、電磁波等）、固體廢物

19、污染、能源污染。磁波等）、固體廢物污染、能源污染。 思考與交流思考與交流:1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)物質(zhì) 。工業(yè)上常利用它們與一些廉價(jià)易得的化學(xué)。工業(yè)上常利用它們與一些廉價(jià)易得的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)加以控制、消除或回收利用。請(qǐng)舉例物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)加以控制、消除或回收利用。請(qǐng)舉例說明這些方法的化學(xué)反應(yīng)原理和類型。說明這些方法的化學(xué)反應(yīng)原理和類型。酸雨是指酸雨是指PH5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，屬于嚴(yán)重的大氣污染現(xiàn)象，會(huì)區(qū)域性或和硝酸，屬于嚴(yán)重的大氣污染現(xiàn)象，會(huì)區(qū)域性或隨風(fēng)漂移形成對(duì)土壤肥力、森林、水生動(dòng)植物和隨

20、風(fēng)漂移形成對(duì)土壤肥力、森林、水生動(dòng)植物和建筑物等的大范圍危害。酸雨主要是由化石燃料建筑物等的大范圍危害。酸雨主要是由化石燃料的燃燒、金屬礦物的冶煉、生產(chǎn)和使用硫酸、硝的燃燒、金屬礦物的冶煉、生產(chǎn)和使用硫酸、硝酸的工廠等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。酸的工廠等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。 利用化學(xué)方法可以控制硫和氮氧化物，進(jìn)而控制利用化學(xué)方法可以控制硫和氮氧化物，進(jìn)而控制酸雨等危害。例如：針對(duì)我國以煤炭為主、酸雨類型酸雨等危害。例如：針對(duì)我國以煤炭為主、酸雨類型屬于硫酸型的特點(diǎn)，主要采取燃料預(yù)脫煤、爐內(nèi)脫硫?qū)儆诹蛩嵝偷奶攸c(diǎn)，主要采取燃料預(yù)脫煤、爐內(nèi)脫硫和煙囪排氣除硫等措施，用和煙囪排氣

21、除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脫硫。、水等吸收脫硫。 CaO+SO2=CaSO3 2CaSO3+O2=2CaSO4 SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3800 800 再如，機(jī)動(dòng)車輛的尾氣排放也同樣需要控制，再如，機(jī)動(dòng)車輛的尾氣排放也同樣需要控制，其中的氮氧化物還是光化學(xué)污染的主要成因，其中的氮氧化物還是光化學(xué)污染的主要成因，它比硫氧化物的消除難度大，一般采用它比硫氧化物的消除難度大，一般采用CH4、H2、NH3等在等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物還原，等催化作用下是氮氧化物還原，轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為N2、CO2、H2O等無害氣體。等無害氣體。CH4+4NO2=4NO+CO2+2H2OCH4+4NO=2N2+CO2+2H2OPt400500 Pt4005002、含氮、磷的大量污水任意排向湖泊、水庫和近、含氮、磷的大量污水任意排向湖泊、水庫和近海海域，會(huì)出現(xiàn)水華、赤潮等水體污染問題。你認(rèn)海海域，會(huì)出現(xiàn)水華、赤潮等水體污染問題。你認(rèn)為在農(nóng)村和城市造成的這種水體污染各有什么特點(diǎn)，為在農(nóng)村和城市造成的這種水體污染各有什么特點(diǎn)，并請(qǐng)查閱資料了解有關(guān)的污染及治理情況。并請(qǐng)查閱資料了解有關(guān)的污染及治理情況。工業(yè)廢水和污水的不適當(dāng)排放、化