化學(xué)：4.2《化學(xué)與資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)-第1課時(shí)》課件(新人教版必修2)

第四章

第二節(jié)化學(xué)與資源的綜合利用環(huán)境保護(hù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：了解化學(xué)在資源綜合利用及環(huán)境保護(hù)方面的作用和意義。重點(diǎn)：1、煤、石油、天然氣的綜合利用，特別是石油的利用。2、通過(guò)環(huán)境保護(hù)和綠色化學(xué)的有關(guān)知識(shí)，使學(xué)生加強(qiáng)環(huán)保意識(shí)并培養(yǎng)綠色化學(xué)的理念。難點(diǎn)：石油裂化的原理。第一課時(shí)煤、石油、天然氣的綜合利用

背景知識(shí)回顧一、化石燃料煤、石油和天然氣都是古代

經(jīng)過(guò)一系列復(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(chēng)它們?yōu)?/p>

燃料，是

資源。二、煤、石油燃燒對(duì)環(huán)境的影響1、煤的燃燒對(duì)空氣的影響煤燃燒時(shí)會(huì)排放出

等氣體和一些煙塵，它們都是大氣的污染物。2、用石油作燃料，直接燃燒的是石油的加工產(chǎn)品——汽油、煤油、柴油等，它們?nèi)紵龝r(shí)會(huì)排放出

、

、含

化合物、未燃燒的

化合物和煙塵等，它們都是大氣的污染物。動(dòng)植物遺骸化石不可再生SO2、NO2CO氮的氧化物鉛碳?xì)淦駷橹梗?、石油、天然氣仍是人?lèi)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，是人類(lèi)面臨的重大挑戰(zhàn)。

1994年中美三大能源產(chǎn)量與消費(fèi)量比較表我國(guó)煤的分布圖上京煤礦寧夏優(yōu)質(zhì)無(wú)煤—太西煤露天采區(qū)求知課堂互動(dòng)一、煤的綜合利用1、煤的組成組成元素:主要是碳元素；（還有少量的H、O、N、P、S、鹵素等）組成成分：是由多種有機(jī)物、無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物。煤的結(jié)構(gòu)模型煤的組成無(wú)機(jī)物有機(jī)物C元素—大量H、N、S、O等元素—少量Si、Al、Ca、Fe

污染環(huán)境COxNOxSO2

煙塵煤的組成一、煤的綜合利用：

2、煤的分類(lèi)腐泥煤腐植煤褐煤煙煤泥煤無(wú)煙煤按C%95%以上70%以上60%~70%50%~60%工業(yè)上煤品質(zhì)的檢測(cè)指標(biāo)：發(fā)熱量、揮發(fā)分、固定碳、水分、灰分等煤的干餾實(shí)驗(yàn)裝置圖實(shí)驗(yàn)裝置1實(shí)驗(yàn)裝置2一、煤的綜合利用（1）煤的干餾①煤的干餾原理：把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過(guò)程。②煤干餾的主要產(chǎn)品和用途（2）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(guò)程。C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高溫CO(g)+3H2CH4(g)+H2O(l)一定條件中熱值氣高熱值氣2CO(g)+O22CO2(g)；△H=-566KJ/mol2H2(g)+O22H2O(l)；△H=-571KJ/molCH4(g)+2O2CO2(g)+2H2O(l)△H=-890.3KJ/mol煤氣儲(chǔ)氣柜煤碳煤氣化爐宜昌煤制氣廠等離子體輔助煤汽化裝置將煤轉(zhuǎn)化液體燃料的過(guò)程。分為直接液化和間接液化。一、煤的綜合利用（3）煤的液化：C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高溫

CO+2H2CH3OH（甲醇）一定條件如：小資料：最近，美、聯(lián)邦德國(guó)、日三國(guó)正式簽訂協(xié)議合建一個(gè)日處理6000噸煤的溶劑精煉煤(稱(chēng)SRC—Ⅱ方法)的液化示范工廠。用這個(gè)方法，2～3t煤可以產(chǎn)1t汽油(視煤種而異)，說(shuō)明這項(xiàng)技術(shù)已發(fā)展到一定的成熟程度。

最近，美國(guó)某公司發(fā)表了用分子篩作催化劑把甲醇轉(zhuǎn)化為汽油的專(zhuān)利。這種催化劑能夠有效地控制產(chǎn)物的分子大小的形狀，因此產(chǎn)品中75％直接可以用作高級(jí)汽油。比較分餾、蒸餾、干餾二、石油的綜合利用1、石油的組成元素:

碳、氫含量為97%--98%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)）石油的主要成分：2、石油的煉制(除水脫鹽后)（1）石油的分餾：利用原油中各組分的沸點(diǎn)不同將復(fù)雜的混合物分離成簡(jiǎn)單混合物的過(guò)程。石油分餾示意圖3、石油的裂化和裂解（1）裂化的目的：（2）裂化的原理：石油的裂化是

。

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(guò)程。提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量。(3)裂解:

深度的裂化。裂解的目的：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(guó)家石化水平的標(biāo)志25%產(chǎn)量提高4、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(guò)結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，是鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，如苯或甲苯等，它們也是重要的化工基本原料。除去原油中的鹽和水，減少對(duì)設(shè)備的腐蝕。利用加熱和冷凝，把石油分成不同沸點(diǎn)范圍的產(chǎn)物。石油氣，汽油，煤油，柴油，石蠟油、潤(rùn)滑油、重油。輕質(zhì)液體燃料（裂化汽油）在一定條件下加熱，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)量較小、沸點(diǎn)較低的烴。輕質(zhì)液體燃料（裂化汽油）在一定條件下使用催化劑并加熱，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)量較小、沸點(diǎn)較低的烴。采用比裂化更高的溫度，使其中的長(zhǎng)鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等小分子乙烯、丙烯、丁二烯等（有機(jī)化工的原料）重油原油原油重油直鏈烷烴石油氣石油煉制中海油渤海石油平臺(tái)三、天然氣的綜合利用天然氣既是一種清潔的化石燃料，更是一種重要的化工原料，作為化工原料，它主要用于合成

和生產(chǎn)

等。天然氣化工以含一個(gè)碳原子的甲烷為原料，通過(guò)化學(xué)變化形成含兩個(gè)或多個(gè)碳原子的其他有機(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。氨甲醇柴達(dá)木盆地天然氣儲(chǔ)量突破3000億立方米珠海振戎公司已經(jīng)與伊朗方面簽署協(xié)議，同意在未來(lái)25年向伊朗購(gòu)買(mǎi)200億美元的液化天然氣亞洲最大的天然氣處理廠阜陽(yáng)市利用“西氣東輸”工程天然氣門(mén)站鳥(niǎo)瞰圖俄天然氣管道通向中國(guó)德國(guó)天然氣汽車(chē)天然氣灶液化天然氣公交車(chē)四、合成材料1、原料：

。2、合成材料基本特征：

。3、合成材料的合成原理：

。例如：乙烯合成聚乙烯

，丙烯合成聚丙烯

。石油、煤、天然氣相對(duì)分子質(zhì)量很大，屬于高分子化合物加聚、縮聚合成材料概況：隨著人類(lèi)不斷的文明和進(jìn)步，人對(duì)天然材料的利用已不能滿(mǎn)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(chēng)為三大合成材料；黏合劑、涂料也屬于合成材料。塑料

塑料的主要成分是合成樹(shù)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(jiàn)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：?jiǎn)误w：CH2＝CHCH3聚苯乙烯單體：CH2＝CHC6H5聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）單體：CH2＝CCH3COOCH3酚醛塑料單體：苯酚、甲醛聚四氟乙烯單體：CF2＝CF2合成纖維纖維天然纖維化學(xué)纖維棉花羊毛木材草類(lèi)合成纖維：用石油、天然氣等為原料制成的單體，再經(jīng)聚合制成的纖維（如：“六大綸”、碳纖維、光導(dǎo)纖維等）人造纖維：用木材、草類(lèi)的纖維經(jīng)化學(xué)加工制成。如黏膠纖維等合成橡膠橡膠天然橡膠合成橡膠通用橡膠特種橡膠丁苯橡膠順丁橡膠氯丁橡膠聚硫橡膠硅橡膠思考與交流：1、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)。2、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)用必要資料和數(shù)據(jù)作為論據(jù)。1、回收利用廢舊合成材料主要有三種途徑：一是通過(guò)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，用于制備多種化工原料；三是將廢舊合成材料作為燃料使用。正方觀點(diǎn)舉例：1、生產(chǎn)和使用合成材料可以更加合理的開(kāi)發(fā)和利用自然資源；2、生產(chǎn)和使用合成材料可以