資源綜合利用環(huán)境保護

第27講資源綜合利用環(huán)境保護一、煤、石油、天然氣的綜合利用1．煤的綜合利用(1)煤的組成：有機物和少量無機物組成的復(fù)

雜________，主要含有___元素，還含有___、

___、___、___等元素?；旌衔锾細溲醯?2)煤的綜合利用①煤的干餾煤的干餾指將煤________________使之分解

的過程，工業(yè)上也叫__________。隔絕空氣加強熱煤的焦化可燃性氣體氫氣CO、H2甲醇1．分餾和干餾有何區(qū)別？提示：分餾是根據(jù)沸點不同將溶液分離，是物理變化；干餾是隔絕空氣加強熱的條件下發(fā)生的復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化。2．石油(1)石油的分餾：利用原油中______________

的不同進行分離的過程。目的：得到汽油、煤油、柴油等含碳原子少的輕質(zhì)油。各種烴的沸點(2)石油的裂化：通過一定條件將__________

_____________的烴斷裂為________________

__________的過程。目的：__________________。(3)石油的裂解：目的：獲得_______________作為化工原料。含碳原子多、沸點高含碳原子少，沸點低的烴提高輕質(zhì)油的含量乙烯等不飽和烴2．怎樣鑒別裂化汽油和直餾汽油？提示：裂化汽油中含有不飽和鍵可以使溴水、酸性高錳酸鉀褪色，而直餾汽油是飽和烴、不與溴水反應(yīng)。

CH4二、環(huán)境保護與綠色化學(xué)1．環(huán)境保護(1)三廢污染指_________________。(2)環(huán)保措施：回收利用、達標排放、研制可降解塑料。廢水、廢氣、廢渣2．綠色化學(xué)(1)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。(2)原子經(jīng)濟性：反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，即原子利用率為______。100%石油化工及產(chǎn)品比較1．煤的干餾煤的干餾是將煤隔絕空氣，高溫下使之分解，獲得燃料及多種重要的化工原料。煤干餾的主要產(chǎn)品和用途如表：2.石油的煉制(1)組成：多種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物。(2)煉制方法原料原理目的分餾脫水、脫鹽后的原油(常壓分餾)重油(減壓分餾)根據(jù)石油各組分沸點高低不同，利用加熱汽化、冷凝回流，把石油分成不同沸點范圍的組分得到不同沸點范圍的分餾產(chǎn)物——汽油、煤油、柴油、重油等裂化重油、石蠟在一定條件下，把相對分子質(zhì)量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量小、沸點低的烴提高輕質(zhì)液體燃料油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量裂解(深度裂化)石油分餾產(chǎn)品(包括石油氣)在高溫下，使具有長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、丁二烯等下圖是實驗室干餾煤的裝置圖：(1)指出圖中儀器名稱：c________，d________。(2)儀器d的作用是__________________，c中液體有____________和______________，其中無機物里溶有________________，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。(3)e處點燃的氣體主要成分有__________________，火焰的顏色是________。【解析】

本題是關(guān)于煤干餾的實驗，根據(jù)煤干餾的主要產(chǎn)品，b中得到的應(yīng)是焦炭，c中得到的應(yīng)是粗氨水和煤焦油，e處放出的應(yīng)是焦爐氣。其中粗氨水中溶有氨，呈堿性，可用酚酞試劑檢驗；煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物，應(yīng)用分餾的方法分離；焦爐氣的主要成分有CH4、CO、H2、CH2===CH2，燃燒時呈淡藍色火焰。【答案】

(1)U形管燒杯(2)盛裝冷水對蒸氣進行冷卻粗氨水煤焦油氨酚酞試劑分餾(3)H2、CH4、CH2===CH2、CO淡藍色技巧點撥干餾時發(fā)生了復(fù)雜的物理、化學(xué)變化，主要使煤中一些有機物發(fā)生了分解。1．對下圖所示裝置的敘述錯誤的是(

)A．圖示實驗中發(fā)生了化學(xué)變化B．液體X溶液的pH>7，液體Y是一種黑色黏稠狀液體C．氣體Z易燃，可還原CuO，也可使溴水褪色D．液體Y是一種純凈物解析：了解煤的干餾過程及其產(chǎn)物的性質(zhì)特點(如下圖所示)，即可解題。煤的干餾是煤在隔絕空氣下加強熱的過程，它發(fā)生了復(fù)雜的物理、化學(xué)變化。煤的干餾產(chǎn)物中有NH3，易溶于水而呈堿性，pH>7，同時干餾還生成了煤焦油，它的化學(xué)成分主要為苯、甲苯、二甲苯等，不是純凈物，是難溶于水的黏稠液體。干餾的氣體產(chǎn)物中的H2、CO具有還原性，可以還原CuO，氣體產(chǎn)物中的C2H4可使溴水褪色。答案：D常見的環(huán)境污染與綠色化學(xué)1．常見的環(huán)境污染污染類型污染物防治措施大氣污染顆粒物(粉塵)、硫的氧化物(SO2和SO3)、氮的氧化物(NO和NO2)、CO、碳氫化合物，以及氟氯代烷等合理規(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)；運用各種防治污染的技術(shù)；加強大氣質(zhì)量監(jiān)測；充分利用環(huán)境自凈能力等水污染重金屬(Ba2＋、Pb2＋等)、酸、堿、鹽等無機物，耗氧物質(zhì)，石油和難降解的有機物，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、生物殘體控制、減少污染源的排放2.綠色化學(xué)綠色化學(xué)又稱環(huán)境無害化學(xué)，與其相對應(yīng)的技術(shù)稱為綠色技術(shù)、環(huán)境友好技術(shù)。理想的綠色技術(shù)應(yīng)采用具有一定轉(zhuǎn)化率的高選擇性化學(xué)反應(yīng)來生產(chǎn)目的產(chǎn)品，不生成或很少生成副產(chǎn)品或廢物，實現(xiàn)或接近廢物的“零排放”過程。其特點是：(1)開發(fā)綠色反應(yīng)，將原子利用率提高到100%；(2)使用無毒無害的原料；(3)選用無毒無害的催化劑；(4)使用無毒無害的溶劑；(5)發(fā)展“綠色工藝”；(6)開發(fā)和生產(chǎn)綠色產(chǎn)品。下列有關(guān)環(huán)境問題的說法正確的是(

)A．燃煤時加入適量石灰石，可減少廢氣中SO2的量B．臭氧的體積分數(shù)超過10－4%的空氣有利于人體健康C．pH在5.6～7.0之間的降水通常稱為酸雨D．含磷合成洗滌劑易于被細菌分解，故不會導(dǎo)致水體污染【解析】煤中硫元素經(jīng)燃燒產(chǎn)生的SO2可以和石灰石分解后的CaO反應(yīng)而被吸收，A正確；B中臭氧在空氣中超過10－4%時，對人體健康有害；C中酸雨的pH＜5.6；D中含磷洗滌劑容易引起水體富營養(yǎng)化?！敬鸢浮?/p>

A名師指點環(huán)境污染的考查主要涉及類型、形成、危害以及防治等方面，要注意結(jié)合形成原因分析防治措施。例如酸雨的防治措施有：控制污染源(或治理污染源，達標排放)；尋找潔凈能源；改進工藝流程(如煙氣脫硫)；大力開展綠化，如適當栽種柳杉；使用無鉛汽油，逐步淘汰燃油助力車；微生物脫硫(源頭治理)；加強環(huán)境管理。2．2010年上海世博會是歷史上首屆以“城市”為主題的世博會，也是全國人民又一次大的盛會。184天的展期里，各國政府和人民圍繞“城市，讓生活更美好”這一主題，演繹城市多元文化的融合、城市經(jīng)濟的繁榮、城市的創(chuàng)新、城市社區(qū)的重塑和城市與鄉(xiāng)村的互動，下列做法與主題不符合的是(

)A．將火力發(fā)電廠改建成綠色發(fā)電廠，注入地熱能、太陽能，生物能等多種元素B．通過生態(tài)技術(shù)，將污水凈化后，再重復(fù)使用C．將污染較大的企業(yè)，從中心城區(qū)搬遷到郊區(qū)D．加強環(huán)境保護，提高空氣質(zhì)量等級解析：C項中只是將污染大的企業(yè)從城市轉(zhuǎn)到郊區(qū)，并沒有從根本上解決問題。答案：C1．(2010年天津)以節(jié)能減排為基礎(chǔ)的低碳經(jīng)濟是保持社會可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略舉措。下列做法違背發(fā)展低碳經(jīng)濟的是(

)A．發(fā)展氫能和太陽能B．限制塑料制品的使用C．提高原子利用率，發(fā)展綠色化學(xué)D．盡量用純液態(tài)有機物代替水作溶劑解析：低碳經(jīng)濟是指在可持續(xù)發(fā)展理念指導(dǎo)下，通過技術(shù)創(chuàng)新、制度創(chuàng)新、產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型、新能源開發(fā)等多種手段，盡可能地減少煤炭、石油等高碳能源消耗，減少溫室氣體排放，達到經(jīng)濟社會發(fā)展與生態(tài)環(huán)境保護雙贏的一種經(jīng)濟發(fā)展形態(tài)。發(fā)展氫能和太陽能可以減少煤炭、石油等能源消耗，A項正確；限制塑料制品的使用也可減少石油消耗，B項正確；提高原子利用率，發(fā)展綠色化學(xué)可以減少煤炭、石油的消耗，C項正確；用純液態(tài)有機物代替水作溶劑，加大了有機物的消耗，不符合低碳經(jīng)濟，D項錯誤。答案：D2．(2010年江蘇)化學(xué)與能源開發(fā)、環(huán)境保護、資源利用等密切相關(guān)。下列說法正確的是(

)A．為提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，應(yīng)大量使用化肥和農(nóng)藥B．綠色化學(xué)的核心是應(yīng)用化學(xué)原理對環(huán)境污染進行治理C．實現(xiàn)化石燃料清潔利用，就無需開發(fā)新能源D．垃圾是放錯地方的資源，應(yīng)分類回收利用解析：化肥和農(nóng)藥雖然能提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，但會污染環(huán)境、影響人體健康，不能大量使用，A錯誤；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對環(huán)境的污染，B錯誤；化石燃料屬于不可再生能源，故仍需開發(fā)新能源緩解能源缺乏的問題，C錯誤；垃圾可分類回收利用，節(jié)約能源，D正確。答案：D3．(2010年天津)二甲醚是一種重要的清潔燃料，也可替代氟利昂作制冷劑等，對臭氧層無破壞作用。工業(yè)上可利用煤的氣化產(chǎn)物(水煤氣)合成二甲醚。請回答下列問題：(1)煤的氣化的主要化學(xué)反應(yīng)方程式為：_____________________________。(2)煤的氣化過程中產(chǎn)生的有害氣體H2S用Na2CO3溶液吸收，生成兩種酸式鹽，該反應(yīng)的化學(xué)方程式為：__________________________。1．下列做法中不符合“綠色化學(xué)”思想的是(

)A．以水性涂料代替油性涂料B．以無磷洗滌劑代替含磷洗滌劑C．實驗后的有毒有害物質(zhì)應(yīng)分類收集、統(tǒng)一處理D．在通風(fēng)櫥中制取氯氣時不用NaOH溶液吸收尾氣解析：Cl2有毒，不用NaOH吸收會污染環(huán)境。答案：D2．(2010年福建廈門4月)針對節(jié)能減排課題。某研究性學(xué)習(xí)小組提出如下方案，你認為不符合課題要求的是(

)A．利用太陽能制氫燃料B．利用潮汐能發(fā)電C．大力建設(shè)火電廠D．用節(jié)能燈代替白熾燈解析：所謂節(jié)能減排一般是指節(jié)約一次性能源或者說減少不可再生能源的消耗，減少碳、硫、氮的氧化物的排放，目的是減少對環(huán)境的污染。太陽能是可再生能源，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，電解水制取氫氣，可以減少一次性能源的消耗，A項正確。潮汐能是可再生能源，利用其發(fā)電符合節(jié)能減排要求，B項正確。節(jié)能燈的光能利用率比白熾燈的高，用節(jié)能燈代替白熾燈可以減少能量的消耗，D項正確?；痣姀S消牦煤炭，煤炭是一次性能源，燃燒時放出碳、硫、氮的氧化物污染環(huán)境，不符合節(jié)能減排的要求，C項不正確。答案：C3．(2010年浙江)下列說法中，正確的是(

)A．光導(dǎo)纖維、棉花、油脂、ABS樹脂都是由高分子化合物組成的物質(zhì)B．開發(fā)核能、太陽能等新能源，推廣甲醇汽油，使用無磷洗滌劑都可直接降低碳排放C．紅外光譜儀、核磁共振儀、質(zhì)譜儀都可用于有機化合物結(jié)構(gòu)的分析D．陰極射線、α-粒子散射現(xiàn)象及布朗運動的發(fā)現(xiàn)都對原子結(jié)構(gòu)模型的建立作出了貢獻解析：光導(dǎo)纖維的主要成分是SiO2，油脂屬于酯類化合物，一般相對分子質(zhì)量不是很大，二者均不屬于高分子化合物，故A項錯誤；使用無磷洗滌劑是為了降低磷元素的排放，防止水體的富營養(yǎng)化，與低碳排放無關(guān)，故B項錯誤；質(zhì)譜儀可用來測定相對分子質(zhì)量，紅外光譜儀和核磁共振儀可用來鑒定分子結(jié)構(gòu)，都可用于有機化合物結(jié)構(gòu)的分析，故C項正確；布朗運動與原子結(jié)構(gòu)模型的建立無關(guān)，故D項錯誤。答案：C4．如何從石油中獲得更多的輕質(zhì)燃油一直是化學(xué)家探索的課題。將石油分餾得到的重油進行裂化可以獲得更多的輕質(zhì)燃油。資料一：石蠟是含有20～30個碳原子的烷烴的混合物，常溫下呈固態(tài)。資料二：石油催化裂化中通常使用Al2O3作催化劑。某研究性學(xué)習(xí)小組在實驗室中模擬石油的催化裂化，裝置如圖：實驗過程中可觀察到燒瓶中固體石蠟先熔化，試管Ⅱ中有少量液體凝結(jié)，試管Ⅲ中酸性高錳酸鉀溶液褪色，實驗后聞試管Ⅱ中液體氣味，具有汽油的氣味。(1)該裝置儀器連接的順序遵循的原則為______________________________，為保證實驗成功，實驗前必須進行的操作是________，裝置中較長管的作用是________。(2)試管Ⅱ中少量液體凝結(jié)說明了________。(3)試管Ⅲ中溶液褪色說明了________。(4)能否用試管Ⅱ中的液體萃取溴水中的溴，理由是_______________________________。(5)寫出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化學(xué)方程式__________________________________。(6)石油裂化的重要意義是________________。解析：儀器連接的順序應(yīng)遵循從下往上，從左往右的原則，裝入藥品之前要檢驗裝置的氣密性。依據(jù)石油分餾工業(yè)的分餾塔原理，設(shè)置了長導(dǎo)管，其作用除導(dǎo)氣外，兼起冷凝氣體的作用；依據(jù)催化裂化原理，下列反應(yīng)皆有可能發(fā)生：試管Ⅱ中有液體生成，說明生成5個碳原子數(shù)以上的烴，因為常溫常壓下，5個碳原子數(shù)以上的烴大都呈液體，試管Ⅲ中KMnO4溶液褪色說明生成常溫常壓下呈氣態(tài)的5個碳原子數(shù)以下的烯烴；由于裂化產(chǎn)物中有烯烴生成，易與溴發(fā)生加成反應(yīng)，所以不能用來萃取鹵素單質(zhì)；從以上變化可以看出，石油裂化的主要目的是為了獲得更多的輕質(zhì)燃油，特別是汽油產(chǎn)量和質(zhì)量。5．將煤直接作為燃料燃燒，不但熱效率較低，且產(chǎn)生煙塵、二氧化硫、氮的氧化物