必修2 4.2開發(fā)利用金屬礦物和海水資源

第四章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展AgAlAuCuFeMgCoMn編輯課件第四章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第二節(jié)資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)編輯課件三廢:廢氣、廢水、廢渣

煤、石油和天然氣仍然是人類使用的主要能源，也是三種重要的化石燃料優(yōu)點(diǎn):提供能量、化工原料缺點(diǎn):不可再生、環(huán)境污染編輯課件求知課堂互動(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、無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物。煤的結(jié)構(gòu)模型編輯課件無機(jī)物(少量)有機(jī)物C

元素—大量H、O、N、S等元素

—少量無機(jī)鹽等

污染環(huán)境COx、NOx、SO2

煙塵煤的組成1、煤的組成編輯課件煤的綜合利用煤的干餾煤的氣化煤的液化獲得潔凈的燃料和多種化工原料——物盡其用，保護(hù)環(huán)境煤直接作燃料——利用率低并污染環(huán)境編輯課件煤的干餾實(shí)驗(yàn)裝置圖實(shí)驗(yàn)裝置1實(shí)驗(yàn)裝置22、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)熱使它分解的過程。編輯課件表4-2煤干餾的主要產(chǎn)品和用途編輯課件〔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編輯課件

將煤轉(zhuǎn)化液體燃料的過程。分為直接液化和間接液化?！?〕煤的液化：C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高溫

CO+2H2CH3OH（甲醇）一定條件如：編輯課件編輯課件二、石油的綜合利用1、石油的組成元素:

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?！策€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)雜的混合物別離成簡單混合物的過程。編輯課件石油分餾示意圖編輯課件比較蒸餾、分餾、干餾蒸餾分餾干餾操作過程原理目的加熱和冷凝加熱和冷凝隔絕空氣加強(qiáng)熱物理變化物理變化復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化分離精煉加工煤編輯課件3、石油的裂化和裂解〔1〕裂化的目的：〔2〕裂化的原理：石油的裂解是.。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、甲烷等重要化工根本原料。乙烯的產(chǎn)量是一個(gè)國家石化水平的標(biāo)志編輯課件C16H34C8H18+C8H16催化劑加熱、加壓十六烷辛烷辛烯C8H18C4H10+C4H8催化劑加熱、加壓丁烷丁烯辛烷C4H10CH4+C3H6催化劑加熱、加壓甲烷丙烯丁烷C4H10C2H6+C2H4催化劑加熱、加壓乙烷乙烯丁烷編輯課件25%產(chǎn)量提高編輯課件編輯課件三、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。氨甲醇編輯課件天然氣灶液化天然氣公交車編輯課件四、合成材料1、原料：。2、合成材料根本特征：。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、縮聚編輯課件4、聚乙烯與高分子化合物〔1〕聚乙烯的生成CH2=CH2CH2=CH2CH2=CH2+++……[CH2—CH2]nnCH2=CH2[CH2—CH2]n聚乙烯〔2〕高分子化合物及其特征

相對(duì)分子質(zhì)量很大,是混合物,無固定的熔沸點(diǎn)。編輯課件加聚反響聚合反響：由相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大的高分子的反響。此反響屬于乙烯的加成反響，所以這種聚合反響又叫加成聚合反響，簡稱加聚反響。三大合成材料:塑料、合成橡膠、合成纖維綜合利用的意義：物盡其用、保護(hù)資源，創(chuàng)造出更多產(chǎn)品。編輯課件聚丙烯：單體：CH2＝CHCH3編輯課件聚苯乙烯單體：CH2＝CHC6H5編輯課件聚甲基丙烯酸甲酯〔有機(jī)玻璃〕單體：CH2＝CCH3COOCH3編輯課件酚醛塑料單體：苯酚、甲醛編輯課件聚四氟乙烯單體：CF2＝CF2編輯課件1、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。編輯課件第二課時(shí)編輯課件求知課堂互動(dòng)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)

的檢測、

的治理、尋找從源頭上治理

的生產(chǎn)工藝。2、化學(xué)在三廢治理過程中的重要作用環(huán)境情況三廢環(huán)境污染編輯課件二、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)1、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)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)境污染問題。3、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?。?！如：水華、赤潮、酸雨、光化學(xué)煙霧……編輯課件環(huán)境污染的分類：按環(huán)境要素：分大氣污染、水體污染、土壤污染。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。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、電磁波等〕、固體廢物污染、能源污染。

編輯課件思考與交流:1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)。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)生反響加以控制、消除或回收利用。請(qǐng)舉例說明這些方法的化學(xué)反響原理和類型。酸雨是指PH≤5.6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)域性或隨風(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。編輯課件

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、酸雨類型屬于硫酸型的特點(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CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脫硫。

CaO+SO2====CaSO32CaSO3+O2====2CaSO4SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3800℃800℃編輯課件再如，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，它比硫氧化物的消除難度大，一般采用CH4、H2、NH3等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物復(fù)原，轉(zhuǎn)化為N2、CO2、H2O等無害氣體。CH4+4NO2=========4NO+CO2+2H2OCH4+4NO=========2N2+CO2+2H2OPt400~500℃Pt400~500℃編輯課件水華是淡水中的一種自然生態(tài)現(xiàn)象，是由于水的富營養(yǎng)化引起藻類〔如藍(lán)藻、綠藻、硅藻等〕的迅猛生長，水一般呈藍(lán)色或綠色。淡水中“水華〞造成的最大危害是：飲用水源受到威脅，藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍(lán)藻“水華〞的次生代謝產(chǎn)物MCRST能損害肝臟，具有促癌效應(yīng)，直接威脅人類的健康和生存。編輯課件赤潮是由于海水中浮游藻類、原生動(dòng)物或細(xì)菌異常增殖或聚集而引起海水變色的現(xiàn)象。實(shí)際上，赤潮并不一定都是紅色的，它可因引發(fā)赤潮的生物種類和數(shù)量不同而呈現(xiàn)出不同顏色。編輯課件綠色化學(xué)理念