42化學(xué)與資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)

1、一、煤、石油和天然氣的綜合利用一、煤、石油和天然氣的綜合利用研究目的：研究目的：提高利用率；同時(shí)獲得潔凈的燃料，提高利用率；同時(shí)獲得潔凈的燃料，獲得基本化工原料用以生產(chǎn)更多的獲得基本化工原料用以生產(chǎn)更多的合成材料。合成材料。（一）（一）.煤的綜合利用煤的綜合利用 問題思考：?jiǎn)栴}思考：1.1.從組成分析，煤燃燒會(huì)產(chǎn)生哪些污染空氣的氣體？從組成分析，煤燃燒會(huì)產(chǎn)生哪些污染空氣的氣體？2.2.目前實(shí)現(xiàn)煤的綜合利用的主要途徑是什么？目前實(shí)現(xiàn)煤的綜合利用的主要途徑是什么？3.3.煤的干餾、氣化、液化哪些是物理變化，哪些是化煤的干餾、氣化、液化哪些是物理變化，哪些是化學(xué)變化？學(xué)變化？1.從組成分析，煤燃燒會(huì)

2、產(chǎn)生哪些污染空氣的氣體？從組成分析，煤燃燒會(huì)產(chǎn)生哪些污染空氣的氣體？煤的結(jié)構(gòu)模型煤的結(jié)構(gòu)模型2.目前實(shí)現(xiàn)煤的綜合利用的主要途徑有哪些？目前實(shí)現(xiàn)煤的綜合利用的主要途徑有哪些？（1）煤的干餾）煤的干餾隔絕空氣加強(qiáng)熱隔絕空氣加強(qiáng)熱 干干 餾餾 產(chǎn)產(chǎn) 品品 主主 要要 成成 分分 主主 要要 用用 途途出出爐爐煤煤氣氣焦?fàn)t氣焦?fàn)t氣氫氣、甲烷、乙烯、氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳一氧化碳 氣體燃料、化工原料氣體燃料、化工原料粗氨水粗氨水 氨、銨鹽氨、銨鹽 氮肥氮肥粗苯粗苯 苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、 合成材料合成材料 煤煤 焦焦 油油 苯、甲苯、二甲苯苯

3、、甲苯、二甲苯 酚類、萘類酚類、萘類染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料合成材料 瀝青瀝青 筑路材料、制碳素電極筑路材料、制碳素電極 焦焦 炭炭 炭炭冶金、合成氨造氣、電石、冶金、合成氨造氣、電石、燃料燃料煤干餾的主要產(chǎn)品和用途煤干餾的主要產(chǎn)品和用途（2）煤的氣化）煤的氣化將其轉(zhuǎn)化成可燃的氣體將其轉(zhuǎn)化成可燃的氣體C(s) + HC(s) + H2 2O CO(g) + HO CO(g) + H2 2(g)(g)高溫C(s) + HC(s) + H2 2O CO(g) + HO CO(g) + H2 2(g)(g)CO(g)+ 3HCO(g)+ 3H2 2 CH CH4 4(g) + H

4、(g) + H2 2O(l)O(l)一定條件CO(g)+ 3HCO(g)+ 3H2 2 CH CH4 4(g) + H(g) + H2 2O(l)O(l)（3）煤的液化）煤的液化 直接液化：直接液化：使煤與氫氣作用生成液體燃料。使煤與氫氣作用生成液體燃料。 間接液化：間接液化：先將煤轉(zhuǎn)化為先將煤轉(zhuǎn)化為CO和和H2，再在催化劑，再在催化劑 作用下合成甲醇等。作用下合成甲醇等。一定條件CO(g)+ 2HCO(g)+ 2H2 2 CH CH3 3OH(l)OH(l)（二）（二）.石油的綜合利用石油的綜合利用1.石油的分餾石油的分餾2.石油的催化裂化和裂解石油的催化裂化和裂解3.其它的石油加工其它的石

5、油加工問題思考：?jiǎn)栴}思考：1.分餾、蒸餾、干餾有什么區(qū)別？分餾、蒸餾、干餾有什么區(qū)別？2.石油的催化裂化和裂解的目的是什么？石油的催化裂化和裂解的目的是什么？石油石油?組成元素：組成元素：主要是碳、氫元素；主要是碳、氫元素；主要成分：主要成分：是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物，一般不含烯烴。物，一般不含烯烴。1.石油的分餾石油的分餾 石油分餾石油分餾是利用原油中是利用原油中各組分沸點(diǎn)的不同，各組分沸點(diǎn)的不同，將復(fù)雜的混合物分離成較將復(fù)雜的混合物分離成較簡(jiǎn)單和更有用的混合物簡(jiǎn)單和更有用的混合物的過程。的過程。 石油分餾主要在石油分餾主要在分餾塔分餾塔

6、中進(jìn)行，通過分餾可中進(jìn)行，通過分餾可以獲得汽油、煤油、柴油等以獲得汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油。輕質(zhì)油。 分餾分餾是分離提純沸點(diǎn)相近的混合液體的一種方是分離提純沸點(diǎn)相近的混合液體的一種方法，它實(shí)質(zhì)上就是多次蒸餾。如石油的分餾。法，它實(shí)質(zhì)上就是多次蒸餾。如石油的分餾。 干餾干餾是固態(tài)物質(zhì)隔絕空氣加強(qiáng)熱發(fā)生分解反應(yīng)是固態(tài)物質(zhì)隔絕空氣加強(qiáng)熱發(fā)生分解反應(yīng)的過程，屬于化學(xué)反應(yīng)。如：煤的干餾。的過程，屬于化學(xué)反應(yīng)。如：煤的干餾。 蒸餾蒸餾是液態(tài)混合物在不需要隔絕空氣情況下加是液態(tài)混合物在不需要隔絕空氣情況下加 熱發(fā)生的液體氣化再冷凝的過程。屬物理變化。熱發(fā)生的液體氣化再冷凝的過程。屬物理變化。問題問題1. 干

7、餾、蒸餾、分餾有什么區(qū)別？干餾、蒸餾、分餾有什么區(qū)別？u 石油的催化裂化是將含碳原子較多、沸點(diǎn)較高的石油的催化裂化是將含碳原子較多、沸點(diǎn)較高的烴斷裂為含碳原子較少、沸點(diǎn)較低的汽油等的過程。烴斷裂為含碳原子較少、沸點(diǎn)較低的汽油等的過程。u 石油裂化的產(chǎn)品再進(jìn)一步石油裂化的產(chǎn)品再進(jìn)一步裂解裂解，可以獲得很多重，可以獲得很多重要的化工原料。要的化工原料。 催化劑加熱、加壓 C C1616H H3434 C C8 8H H1818+C+C8 8H H1616催化劑加熱、加壓C C8 8H H1818 C C4 4H H1010+ C+ C4 4H H8 8催化劑加熱、加壓C C4 4H H1010 C

8、 C2 2H H6 6+C+C2 2H H4 4催化劑加熱、加壓C C4 4H H1010 CHCH4 4+C+C3 3H H8 8乙烯、丙烯、甲烷乙烯、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。等都是通過石油裂化和裂解得到的重要化工原料。 問題問題2. 石油的催化裂化和裂解的目的是什么？石油的催化裂化和裂解的目的是什么？催化裂化：催化裂化：裂解裂解3 3其它的石油加工其它的石油加工 石油經(jīng)過催化重整，可以使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)石油經(jīng)過催化重整，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。狀烴，獲得苯、甲苯等重要化工基本原料。4 4聚合反應(yīng)和高分子化合物聚合反應(yīng)和高分子化合

9、物 由低分子（相對(duì)分子質(zhì)量?。┥筛叻肿踊嫌傻头肿樱ㄏ鄬?duì)分子質(zhì)量?。┥筛叻肿踊衔铮ㄏ鄬?duì)分子質(zhì)量巨大）的反應(yīng)叫做物（相對(duì)分子質(zhì)量巨大）的反應(yīng)叫做聚合反應(yīng)聚合反應(yīng)。 請(qǐng)寫出由丙烯合成聚丙烯的反應(yīng)方程式請(qǐng)寫出由丙烯合成聚丙烯的反應(yīng)方程式nCH3CH=CH2CHCH2nCH31. 下列物質(zhì)屬于純凈物的是（下列物質(zhì)屬于純凈物的是（ ） 醫(yī)用酒精醫(yī)用酒精 乙醇乙醇 煤焦油煤焦油 聚乙烯聚乙烯 天然氣天然氣 石油石油 冰醋酸冰醋酸 焦?fàn)t氣焦?fàn)t氣 乙酸乙酯乙酸乙酯 A. B. C. D. B2. 下列關(guān)于化石燃料的綜合利用，錯(cuò)誤的是下列關(guān)于化石燃料的綜合利用，錯(cuò)誤的是 A.煤的氣化和液化使煤變成清潔能源

10、，同時(shí)煤的氣化和液化使煤變成清潔能源，同時(shí) 煤的燃燒效率等也得到提高煤的燃燒效率等也得到提高 B. 石油分餾的目的是獲得乙烯、丙烯等化工原料石油分餾的目的是獲得乙烯、丙烯等化工原料 C. 天然氣是一種清潔的化石燃料，作為化工原料天然氣是一種清潔的化石燃料，作為化工原料 目前主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等目前主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等 D. 煤的干餾主要目的是獲得冶金工業(yè)需要的焦炭煤的干餾主要目的是獲得冶金工業(yè)需要的焦炭BD3. 下列說法正確的是下列說法正確的是 A.石油分餾獲得的是含有烯烴的碳原子數(shù)較少的石油分餾獲得的是含有烯烴的碳原子數(shù)較少的 混合物混合物 B. 煤的干餾和石油的分餾都是化學(xué)變化

11、煤的干餾和石油的分餾都是化學(xué)變化 C. 裂化汽油中含有飽和烴和烯烴，不能做萃取劑裂化汽油中含有飽和烴和烯烴，不能做萃取劑 萃取溴水中的溴萃取溴水中的溴 D. 石油裂化是將重油再分解，主要獲得生活生產(chǎn)石油裂化是將重油再分解，主要獲得生活生產(chǎn) 需要較多的汽油。需要較多的汽油。CD二、綠色化學(xué)理念二、綠色化學(xué)理念（防治優(yōu)于治理）（防治優(yōu)于治理） 核心：核心：利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染。又稱為環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無害化學(xué)環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境環(huán)境友好化學(xué)友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)清潔化學(xué)”。 從學(xué)科觀點(diǎn)看：從學(xué)科觀點(diǎn)看：是化學(xué)基礎(chǔ)

12、內(nèi)容的更新。（改變反應(yīng)是化學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容的更新。（改變反應(yīng)歷程）歷程） 從環(huán)境觀點(diǎn)看：從環(huán)境觀點(diǎn)看：強(qiáng)調(diào)從源頭上消除污染。（從一開始強(qiáng)調(diào)從源頭上消除污染。（從一開始就避免污染物的產(chǎn)生）就避免污染物的產(chǎn)生） 從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看：從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看：它提倡合理利用資源和能源，降低生它提倡合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本。（盡可能提高原子利用率）產(chǎn)成本。（盡可能提高原子利用率） 熱點(diǎn)：熱點(diǎn)：原子經(jīng)濟(jì)性原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)物原子全部轉(zhuǎn)化為最終的反應(yīng)物原子全部轉(zhuǎn)化為最終的期望產(chǎn)物，原子利用率為期望產(chǎn)物，原子利用率為100%以乙烯為原料通過氯代乙醇法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，其原子利用率為：以乙烯為原料通過氯代乙醇法生產(chǎn)環(huán)氧乙烷，其原子利用率為： 采用銀催化一步合成環(huán)氧乙烷的原子利用率為：采用銀催化一步合成環(huán)氧乙烷的原子利用率為：100100。 課堂練習(xí)課堂練習(xí)11101頁原子經(jīng)濟(jì)原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)性反應(yīng)高選擇性高選擇性反應(yīng)反應(yīng)無毒無害無毒無害原料原料可再生資源可再生資源環(huán)境友好產(chǎn)品環(huán)境友好產(chǎn)品（安全、能降解（安全、能降解可再生利用）可再生利用）1、安全的生產(chǎn)工藝、安全的生產(chǎn)工藝2、應(yīng)用無毒無害的催化劑3、應(yīng)用無毒無害的溶劑4、提高能源的利用率、提高能源的