資源綜合利用環(huán)境保護1

2024/1/111資源綜合利用環(huán)境保護第1課時2024/1/112當前地球正面臨的嚴重問題：化石能源越來越少環(huán)境問題越來越嚴重保護環(huán)境已成為實現(xiàn)人類社會可持續(xù)發(fā)展的重要課題從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料2024/1/113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:提供能量、化工原料缺點:不可再生、環(huán)境污染從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料無煙煤泥煤褐煤50%~60%60%~70%95%以上2024/1/115一、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：是由多種有機物、無機物組成的復雜混合物。煤的結構模型從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料2024/1/116無機物(少量)有機物C

元素—大量H、O、N、S等元素

—少量無機鹽等

污染環(huán)境COx、NOx、SO2

煙塵煤的組成1、煤的組成從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料2024/1/117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，保護環(huán)境煤直接作燃料——利用率低并污染環(huán)境從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料2024/1/118②煤的干餾實驗裝置圖2、煤的綜合利用（1）煤的干餾①煤的干餾原理：把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程。從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料3．U形管底部還有一種黑褐色粘稠的油狀物生成，這是煤焦油。2．點燃導管尖嘴處，有淡藍色火焰燃燒焦爐煤氣：氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳1．玻璃管中的煙煤粉最后變成黑灰色固體物質(zhì)這是焦炭；成分：苯、甲苯、二甲苯等有機物2024/1/119表4-2煤干餾的主要產(chǎn)品和用途從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料產(chǎn)品主要成分用途焦爐煤氣焦爐氣氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳氣體燃料、化工原料粗氨水氨、銨鹽炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料粗苯苯、甲苯、二甲苯煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚類、萘染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料瀝青筑路材料、制碳素電極焦炭碳冶金、合成氨造氣、電石、燃料2024/1/1110從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料2024/1/1111（2）煤的氣化：

將煤中的有機物及碳轉化為可燃性氣體的過程。C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)高溫水煤氣從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料2024/1/11在一定條件下將煤轉化液體燃料的過程。分為直接液化和間接液化。（3）煤的液化：C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高溫如：直接液化間接液化煤與氫氣作用生成液體燃料先轉化為CO和H2，再在催化劑作用下合成甲醇CO+2H2CH3OH催化劑從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料2024/1/1113從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料2024/1/1114從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料

石油的分餾和煤的干餾雜質(zhì)成分：水，氯化鈣，氯化鎂等鹽類油田原油原因：水---浪費燃料鹽---腐蝕設備處理：脫水、脫鹽從油田里開采出來的沒有經(jīng)過加工處理的石油。原油：石油的預處理石油的性質(zhì)和成分:①組成元素：__、__元素為主，占97～98％，還含少量S、N、O等元素。②組成物質(zhì)：主要是由各種＿＿＿烴、＿＿＿烴和＿＿＿烴組成的混和物，大多數(shù)是液態(tài)烴，同時溶有氣態(tài)烴和固態(tài)烴（故＿＿＿固定的熔沸點）。CH烷環(huán)烷芳香沒有石油煉制的目的：1、進行一定程度的分離；2、提高石油的使用價值◆分餾：根據(jù)液態(tài)混和物中各成分＿＿＿的不同，通過多次加熱、冷凝，把它們分成＿＿＿＿不同的蒸餾產(chǎn)物。故分餾又叫多次蒸餾。分餾產(chǎn)物叫餾分。(它屬____物)。沸點沸點混合①溫度計水銀球的位置位于什么地方？②蒸餾燒瓶中為什么要放幾片碎瓷片？③餾出物和冷卻水的流動方向怎樣？④為什么接受容器使用錐形瓶？換成燒杯行不行？為什么？

防止暴沸餾出物從上往下，冷卻水下進上出蒸餾燒瓶的支管口處不行，溶液會外濺實驗石油分餾示意圖二、石油的煉制1.石油的分餾原油脫鹽脫水石油常壓分餾石油氣(C1-C4)汽油(C5-C11)煤油(C10-C16)柴油(C15-C18)重油分餾：根據(jù)物質(zhì)的沸點的不同進行分離的一種方法。分餾出來的各種成分叫餾分。每一種餾分仍然是多種烴的混合物。溶劑油(C5-C8)25%75%重油減壓分餾重柴油潤滑油凡士林石蠟瀝青將重油進行減壓分餾2.石油的裂化和裂解：裂化：在一定條件下，把分子量大,沸點高的烴斷裂為分子量小、沸點低的烴的過程。如：C16H34C8H18+C8H16

C8H18C4H10+C4H8

C4H10CH4+C3H6C4H10C2H4+C2H6目的：提高汽油的產(chǎn)量。催化劑加熱.加壓加熱.加壓催化劑催化劑加熱.加壓催化劑加熱.加壓熱裂化催化裂化目的:提高汽油的質(zhì)量和產(chǎn)量目的:提高汽油的產(chǎn)量缺點：溫度過高，發(fā)生結焦現(xiàn)象催化劑：硅酸鋁，分子篩（鋁硅酸鹽）

石油裂化有熱裂化和催化裂化兩種化學變化分餾汽油(直餾汽油)與裂化汽油有什么不同？能否用裂化汽油萃取溴水中的溴單質(zhì)？直餾汽油裂化汽油產(chǎn)量較低質(zhì)量不高產(chǎn)量高質(zhì)量高無烯烴直鏈烴為主有烯烴支鏈烴環(huán)烴×裂解：深度的裂化，使具有長鏈分子的烴在7000C以上高溫時斷裂成短鏈的烴的過程。是一種深度裂化。裂解的目的：。乙烯的產(chǎn)量是一個國家石化水平的標志獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料催化劑加熱、加壓CH４+C３H６

C４H１０C４H１０催化劑加熱、加壓C２H４+C２H６

異構化：芳構化：直鏈→支鏈直鏈→苯環(huán)

裂化裂解的不同點：

（1）目的不同（2）條件不同（3）原料不同裂化：重油、石蠟等裂解：石油的分餾產(chǎn)品(包括石油氣)在加熱和催化劑的作用下，可以通過結構的重新調(diào)整，使鏈狀烴轉化為環(huán)狀烴，如苯3.石油的催化重整2024/1/1129從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料2024/1/1130從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料2024/1/1131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熱物理變化物理變化復雜的物理變化和化學變化分離精煉加工煤從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料2024/1/1132從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料——加成聚合反應（即加聚反應）方法：將雙鍵改為單鍵，將原來連在不飽和碳原子上的其它原子（或原子團）寫在鏈節(jié)的上方或下方。聚乙烯nCH2＝CH2[CH2－CH2]n

催化劑4、以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料（鏈節(jié)）(n為聚合度)（單體）試寫出以下物質(zhì)的加聚反應方程式CF2＝CF2CH2＝CHC6H5CH2＝CCH3COOCH3CH2=CHCH3聚氯乙烯塑料聚乙烯塑料聚丙烯塑料聚苯乙烯塑料合成纖維2024/1/1138酚醛塑料單體：苯酚、甲醛以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料2024/1/1139聚四氟乙烯單體：CF2＝CF2以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料2024/1/1140思考與交流：1、目前，回收利用廢舊合成材料有很多途徑，請查閱資料了解有哪些途徑？并試著從環(huán)境保護和經(jīng)濟成本等方面作出評價。2、你認為應該限制生產(chǎn)、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，還是回收利用？請用必要資料和數(shù)據(jù)作為論據(jù)。以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料2024/1/11411、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。以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料2024/1/1142科學視野：壁虎的腳與膠黏劑以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料2024/1/1143正方觀點舉例：1、生產(chǎn)和使用合成材料可以更加合理的開發(fā)和利用自然資源；2、生產(chǎn)和使用合成材料可以使利用太陽能變的方便、經(jīng)濟和實用；3、用合成材料替代木材、棉花、天然橡膠等，有利于生態(tài)環(huán)境的保護。以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料2024/1/1144反方觀點舉例：1、生產(chǎn)和使用合成材料等自然界原本沒有的物質(zhì)，超出環(huán)境的自然消化能力，這不是科技的進步，而是異化和倒退。2、廢舊合成材料的回收和利用并不容易，甚至有些材料的回收再生成本大大高于制造成本，經(jīng)濟上考慮根本不合算。3、天然的東西是最好的，我們應該提倡“回歸自然”的綠色生活方式，拒絕生產(chǎn)和使用合成材料。以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料2024/1/1145隨堂練習A1、石油加工的主要目的是（）A.將石油按其成分的沸點不同加以分離B.將石油按飽和與不飽和烴加以分離C.得到碳原子數(shù)多的烴類D.將石油中烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴分開以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料2024/1/11462、用重油制取丙烯的方法是（）A.減壓分餾B.干餾C.裂化D.裂解D3、石油裂解的目的是（）A.提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量B.主要提高汽油的產(chǎn)量C.獲得短鏈不飽和烴D.改善汽油的質(zhì)量C以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料1.下列物質(zhì)中，有固定熔沸點的是（）A．汽油B．煤C．苯D．煤焦油課堂練習C

2.下列說法錯誤的是（）A．石油是只含有的烷烴，可以通過石油的分餾得到汽油B．含以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C．石油的分餾是一個化學過程D．石油裂解得到的裂解氣中含不飽和的烯烴C3、1moL某直鏈烷烴A可以直接裂解成1moL氣態(tài)烷烴B和1moL氣態(tài)烯烴C，經(jīng)測定，裂解后混合氣體的密度是同溫同壓下氫氣的14.5倍，試回答：(1)A的式量為

，結構簡式為

.(2)B可能是

,C可能是

.(3)如果將1moLB完全燃燒需要2moL氧氣，則C就是

。該烯烴發(fā)生加聚反應的化學方程式為

。58CH3CH2CH2CH3甲烷或乙烷丙烯或乙烯丙烯nCH2=CHCH3[CH2CH]n

催化劑CH3課堂練習2024/1/1149資源綜合利用環(huán)境保護第2課時2024/1/1150環(huán)境保護與綠色化學2024/1/1151環(huán)境保護與綠色化學2024/1/1152一、環(huán)境保護1、在環(huán)境問題面前，化學工作者所面臨的重要問題在環(huán)境問題日益突出的今天，化學工作者所面臨的重要任務是對

的檢測、

的治理、尋找從源頭上治理

的生產(chǎn)工藝。2、化學在三廢治理過程中的重要作用環(huán)境情況三廢環(huán)境污染環(huán)境保護與綠色化學2024/1/1153二、環(huán)境保護與綠色化學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，要隨時進行環(huán)境監(jiān)測?。?！如：水華、赤潮、酸雨、光化學煙霧……環(huán)境保護與綠色化學2024/1/1154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。

環(huán)境保護與綠色化學2024/1/1155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易得的化學物質(zhì)發(fā)生反應加以控制、消除或回收利用。請舉例說明這些方法的化學反應原理和類型。酸雨是指PH≤5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，屬于嚴重的大氣污染現(xiàn)象，會區(qū)域性或隨風漂移形成對土壤肥力、森林、水生動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。環(huán)境保護與綠色化學2024/1/1156

利用化學方法可以控制硫和氮氧化物，進而控制酸雨等危害。例如：針對我國以煤炭為主、酸雨類型屬于硫酸型的特點，主要采取燃料預脫煤、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====CaSO3

2CaSO3+O2====2CaSO4SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3800

℃800

℃環(huán)境保護與綠色化學2024/1/1157再如，機動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還原，轉化為N2、CO2、H2O等無害氣體。CH4+4NO2======4NO+CO2+2H2OCH4+4NO======2N2+CO2+2H2OPt400~500℃Pt400~500℃環(huán)境保護與綠色化學2024/1/1158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（如藍藻、綠藻、硅藻等）的迅猛生長，水一般呈藍色或綠色。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，藍藻“水華”的次生代謝產(chǎn)物MCRST能損害肝臟，具有促癌效應，直接威脅人類的健康和生存。環(huán)境保護與綠色化學2024/1/1159赤潮是由于海水中浮游藻類、原生動物或細菌異常增殖或聚集而引起海水變色的現(xiàn)象。實際上，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。環(huán)境保護與綠色化學2024/1/1160綠色化學理念（防治優(yōu)于治理）核心：利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無害化學”、“環(huán)境友好化學”、“清潔化學”。從學科觀點看：是化學基礎內(nèi)容的更新。（改變反應歷程）從環(huán)境觀點看：強調(diào)從源頭上消除污染。（從一開始就避免污染物的產(chǎn)生）從經(jīng)濟觀點看：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）熱點：原子經(jīng)濟性——反應物原子全部轉化為最終的期望產(chǎn)物，原子利用率為100%環(huán)境保護與綠色化學2024/1/1161環(huán)境保護與綠色化學2024/1/1162按照綠色化學的原則，最理想的“原子經(jīng)濟“就是反應物的原子全部轉化為期望的最終產(chǎn)物，這時原子利用率為100%。思考與交流乙烯生產(chǎn)環(huán)氧乙烷環(huán)境保護與綠色化學2024/1/1163原子利用率=25.4%原子利用率=100%環(huán)境保護與綠色化學原子利用率和產(chǎn)率原子利用率=期望產(chǎn)物的總質(zhì)量生成物的總質(zhì)量×100%產(chǎn)率=期望產(chǎn)物的實際質(zhì)量期望產(chǎn)物的理論質(zhì)量×100%2024/1/1165環(huán)境保護與綠色化學2024/1/1166

2月02日：國際濕地日

3月22日：世界水日

4月22日：地球日

5月31日：世界無煙日

6月05日：世界環(huán)境日

6月17日：世界防治荒漠化和干旱日

7月11日：世界人口日

9月16日：國際保護臭氧層日

10月4日：世界動物日10月16日：世界糧食日12月29日：國際生物多樣性日世

界

環(huán)

境

日

把保護生態(tài)環(huán)境看成自己的神圣使命，正成為世界上越來越多人的共識。請看---環(huán)境保護與綠色化學2024/1/1167保護環(huán)境

從我做起環(huán)境保護與綠色化學2024/1/11681、某工廠利用銅屑制硝酸銅。你認為可以用哪些方法？哪種最好？利用銅屑制硝酸銅可以采用以下三種方法：銅與濃硝酸反應；銅與稀硝酸反應；銅與氧氣反應后，再與硝酸反應。從原子經(jīng)濟性的角度考慮，從最大限度地減少廢物的排放的角度考慮，采用銅與氧氣反應后，再與硝酸反應的方法是最好的。環(huán)境保護與綠色化學2024/1/11692、汽車尾氣（含有烴類、CO、SO2與NO等物質(zhì)）是城市空氣的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉換器”（用鉑、鈀合金作催化劑）。它的特點是使CO與NO反應，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及SO2的轉化。（1）寫出一氧化碳與一氧化氮反應的化學方程式：2CO+2NO2CO2+N2

（2）“催化轉換器”的缺點是在一定程度上提高空氣的酸度，其原因是（）

SO2轉化為SO3，產(chǎn)生硫酸酸霧（3）控制城市空氣污染源的方法可以有

（多選扣分）

a開發(fā)氫能源b使用電動車

c植樹造林d戴上呼吸面具

ab環(huán)境保護與綠色化學2024/1/11703、“綠色化學”是指從技術、經(jīng)濟上設計可行的化學反應，盡可能減少對環(huán)境的負作用。下列化學反應，不符合綠色化學概念的是（）A．消除硫酸廠尾氣排放SO2＋NH3＋H2O=(NH4)2SO3B．消除制硝酸工業(yè)尾氣的氮氧化物污染

NO2＋NO＋NaOH=2NaNO2＋H2OC．制CuSO4

Cu＋2H2SO4(濃)=CuSO4＋SO2↑＋2H2OD．制CuSO42Cu＋O2=2CuOCuO＋H2SO4(稀)=CuSO4＋H2OC中有污染物SO2放出，不符合“綠色化學”的概念

C環(huán)境保護與綠色化學2024/1/11714、保護環(huán)境是每一個公民的責任，下列做法：①推廣使用無磷洗滌劑；②城市生活垃圾分類處理；③推廣使用一次性木質(zhì)筷子；④推廣使用清潔能源；⑤過量使用化肥、農(nóng)藥；⑥推廣使用無氟冰箱。其中有利于保護環(huán)境的是（）A．①②④⑤B．②③④⑥C．①②④⑥D．③④⑤⑥5、綠色化學的目標是（）A．減少對環(huán)境的污染B．防患于未然，最終杜絕化學污染源C．設計對人類健康和環(huán)境更安全的化合物D．研究變換基本原料和起始化合物綠色化學的核心是利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。

CB環(huán)境保護與綠色化學2024/1/