第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護(hù)

第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護(hù)第一頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日從資源到環(huán)境……第二頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日1.煤、石油和天然氣的綜合利用2.環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護(hù)第三頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日1.了解了解煤、石油的提煉方法與產(chǎn)品；2.理解煤、石油綜合利用的原因和意義；3.以乙烯為例，認(rèn)識(shí)聚合反應(yīng)，高分子化合物并了解高分子材料在生活中的應(yīng)用及可能帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題；4.認(rèn)識(shí)化學(xué)在環(huán)境保護(hù)中的作用，樹(shù)立綠色化學(xué)觀念。知識(shí)與能力教學(xué)目標(biāo)第四頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日

以小組討論為主，讓學(xué)生在給出的討論題目下將知識(shí)目標(biāo)逐個(gè)實(shí)現(xiàn)。

體會(huì)化學(xué)在自然資源開(kāi)發(fā)和利用中的意義和作用，加強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生綠色化學(xué)的理念。過(guò)程與方法情感、態(tài)度與價(jià)值觀第五頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日煤干餾、石油分餾及裂化的原理。重點(diǎn)難點(diǎn)石油裂化、聚合物單體的判斷。教學(xué)重難點(diǎn)第六頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日1.1從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料（1）煤的組成：1.1.1煤

煤是由有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，以C為主，含少量H、O、N、S等。1.煤、石油和天然氣的綜合利用第七頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日

將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過(guò)程，也叫煤的焦化?？傻玫浇?fàn)t氣、粗氨水、粗苯、煤焦油和焦炭等。（2）煤的干餾：第八頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日（3）煤的氣化：

將煤轉(zhuǎn)化成可燃性氣體的過(guò)程。

將煤直接與氫氣作用生成液體燃料稱為直接液化；將煤先轉(zhuǎn)化為CO和H2，再在催化劑作用下合成甲醇的過(guò)程成為間接液化。C+H2O→H2+CO高溫俗稱水煤氣（4）煤的液化：第九頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日（1）石油的組成：1.1.2石油

石油又稱原油，是在地下深處開(kāi)采的棕黑色粘稠性可燃液體，由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物。主要含C、H，還含少量O、N、S等。第十頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日

利用原油中各組分沸點(diǎn)的不同進(jìn)行分離的過(guò)程?？傻玫狡汀⒚河?、柴油和重油等。（2）石油的分餾：

石油的裂化就是在一定條件下，將相對(duì)分子質(zhì)量較大，沸點(diǎn)較高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量較小，沸點(diǎn)較低的烴過(guò)程，又稱催化裂化。（3）石油的裂化和裂解：第十一頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日催化劑加熱加壓C18H38重油C9H20+C9H18汽油例如：

這里的汽油為裂化汽油，含不飽和鍵；通過(guò)石油分餾得到的汽油叫直餾汽油，只含飽和鍵。第十二頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日

石油的裂解（深度的裂化）是將石油分餾產(chǎn)品在比裂化更高的溫度（700℃~800℃甚至更高）下，使烴分子中的化學(xué)鍵發(fā)生更大程度的斷裂，以獲得乙烯丙烯等不飽和小分子烴的過(guò)程。例如：催化劑加熱加壓C4H10丁烷C2H4+C2H6乙烯乙烷第十三頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日

在催化劑作用下，將鏈狀烴結(jié)構(gòu)重新調(diào)整轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴的過(guò)程。（4）石油的催化重整：（1）天然氣的組成：CH4為主。1.1.3天然氣（2）天然氣的應(yīng)用：合成氨，甲醇等。第十四頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日1.2以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料（1）三大合成材料：塑料、合成橡膠和合成纖維。（2）合成聚乙烯：乙烯稱為單體，重復(fù)結(jié)構(gòu)單元─CH2=CH2─稱為鏈節(jié)；n稱為聚合度。第十五頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日

聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、合成橡膠等都是通過(guò)加聚反應(yīng)制得的，它們都是混合物。

以煤、石油和天然氣為原料，合成多種高分子材料，使人類在利用自然資源的進(jìn)程中前進(jìn)了一大步。但是，很多常用塑料在自然環(huán)境中降解速率很慢，急劇增加的廢棄物也造成了巨大的環(huán)境壓力。第十六頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日思考與交流：1.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)作論據(jù)。2.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)。第十七頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日3.結(jié)合教材中碳循環(huán)示意圖，舉出一些化學(xué)反應(yīng)實(shí)例，說(shuō)明循環(huán)過(guò)程中碳及其化合物之間的轉(zhuǎn)化，討論這些過(guò)程對(duì)人類生存、發(fā)展的意義和作用。第十八頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日2.1環(huán)境問(wèn)題：

指由于人類不合理地開(kāi)發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染。2.環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)第十九頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日又稱環(huán)境友好化學(xué)，環(huán)境無(wú)害化學(xué)，清潔化學(xué)，是用化學(xué)的技術(shù)和方法去減少或清除有害物質(zhì)的生產(chǎn)和使用。

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)境的污染。2.3綠色化學(xué)的核心：2.2綠色化學(xué)：第二十頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日

指反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，這時(shí)原子利用率為100%。2.4原子經(jīng)濟(jì)：第二十一頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日1.煤、石油和天然氣的組成2.煤干餾原理及其產(chǎn)品3.石油分餾得到的產(chǎn)品及裂化過(guò)程4.綠色化學(xué)的核心及原子經(jīng)濟(jì)課堂小結(jié)第二十二頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日高考鏈接1（2009天津卷）海水是巨大的資源寶庫(kù)，在海水淡化及綜合利用方面，天津市位居全國(guó)前列。從海水中提取食鹽和溴的過(guò)程如下：第二十三頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日（1）請(qǐng)列舉海水淡化的兩種方法：

、

。（2）將NaCl溶液進(jìn)行電解，在電解槽中可直接得到的產(chǎn)品有H2、

、

、或H2、

。（3）步驟Ⅰ中已獲得Br2，步驟Ⅱ中又將Br2還原為Br，其目的為

。（4）步驟Ⅱ用SO2水溶液吸收Br2，吸收率可達(dá)95％，有關(guān)反應(yīng)的離子方程式為

，由此反應(yīng)可知，除環(huán)境保護(hù)外，在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)解決的主要問(wèn)題是

。第二十四頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日（5）某化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組為了解從工業(yè)溴中提純溴的方法，查閱了有關(guān)資料，Br2的沸點(diǎn)為59℃。微溶于水，有毒性和強(qiáng)腐蝕性。他們參觀生產(chǎn)過(guò)程后，了如下裝置簡(jiǎn)圖：第二十五頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日請(qǐng)你參與分析討論：①圖中儀器B的名稱：

。②整套實(shí)驗(yàn)裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡膠管，其原因是

。③實(shí)驗(yàn)裝置氣密性良好，要達(dá)到提純溴的目的，操作中如何控制關(guān)鍵條件：

。④C中液體產(chǎn)生顏色為

。為除去該產(chǎn)物中仍殘留的少量Cl2，可向其中加入NaBr溶液，充分反應(yīng)后，再進(jìn)行的分離操作是

。第二十六頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日（1）蒸餾法、電滲析法、離子交換法及其他合理答案中的任意兩種（2）Cl2NaOHNaClO（3）富集溴元素（4）Br2＋SO2＋2H2O=4H＋＋SO42－＋2Br－強(qiáng)酸對(duì)設(shè)備的嚴(yán)重腐蝕（5）①冷凝管②Br2腐蝕橡膠③控制溫度計(jì)b的溫度，并收集59℃的餾分④深紅棕色分液（或蒸餾）答案：第二十七頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日本題考查海水中提取溴的實(shí)驗(yàn)。電解NaCl溶液的方程式為：2NaCl+2H2O2NaOH+H2↑+Cl2↑，其中Cl2有可能與NaOH會(huì)生成NaClO。步驟I中的Br2的濃度很小，多次用SO2反復(fù)吸收，最終用Cl2處理，則可獲得大量的工業(yè)溴。溴具有強(qiáng)氧化性可以氧化SO2，生成H2SO4，因此要注意酸對(duì)設(shè)備的腐蝕問(wèn)題。溴具有腐蝕性，可以腐蝕橡膠。蒸餾的目的，就是通過(guò)沸點(diǎn)不同而提純Br2，所以要通過(guò)溫度計(jì)控制好Br2沸騰的溫度，盡可能使Br2純凈。解析：第二十八頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日2（2009廣東卷）超細(xì)氧化鋁是一種重要的功能陶瓷原料。（1）實(shí)驗(yàn)室常以NH4Al(SO4)2和NH4HCO3為原料，在一定條件下先反應(yīng)生成沉淀NH4AlO(OH)HCO3,該沉淀高溫分解即得超Al2O3,NH4AlO(OH)HCO3熱分解的化學(xué)反應(yīng)方程式

。（2）NH4Al(SO4)2·12H2O的相對(duì)分子質(zhì)量為453。欲配制100mlPH為2濃度約為0.1mol-1的NH4Al(SO4)2溶液,配制過(guò)程為①用托盤天平稱量NH4Al(SO4)2·12H2O固體

g。②將上述固體置于燒杯中

。第二十九頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日（3）在0.1mol·l-1NH4Al(SO4)2溶液中，鋁各形態(tài)的濃度（以Al3＋計(jì)）的對(duì)數(shù)（lgc）隨溶液ph變化的關(guān)系見(jiàn)下圖第三十頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日①用NaOH溶液調(diào)節(jié)（2）中溶液pH至7，該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式有

②請(qǐng)?jiān)诖痤}卡的框圖中，畫出0.01mol·l-1NH4Al(SO4)2溶液中鋁各形態(tài)的濃度的對(duì)數(shù)lgc隨溶液pH變化的關(guān)系圖，并進(jìn)行必要的標(biāo)注。第三十一頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日（1）2NH4AlO(OH)HCO3

2NH3↑+Al2O3+3H2O↑+2CO2↑（2）將4.5g固體置于燒杯中，邊加蒸餾水溶解邊用玻璃棒攪拌，待完全溶解后，用玻璃棒移液至100ml的容量瓶中，用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒2~3次，并將洗滌液轉(zhuǎn)移到容量瓶中，加蒸餾水至刻度線2~3cm處應(yīng)改用膠頭滴管，上下振蕩，靜置將配置好的溶液裝入試劑瓶中，并貼上標(biāo)簽。答案：第三十二頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日（3）作圖要點(diǎn)：起始與最終數(shù)值為-2；剛開(kāi)始產(chǎn)生沉淀時(shí)PH要增大；完全沉淀和沉淀溶解時(shí)的PH應(yīng)與原圖一樣；氫氧化鋁完全溶解時(shí)的PH也是不變的二縱座標(biāo)發(fā)生改變，所以線要與原圖有所區(qū)別。第三十三頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日解析：（1）解答該題的關(guān)鍵是要判斷出反應(yīng)的產(chǎn)物，由題意NH4AlO(OH)HCO3熱分解的產(chǎn)物應(yīng)該有Al2O3，結(jié)合所學(xué)知識(shí)可知產(chǎn)物還應(yīng)有NH3、CO2和H2O，配平化學(xué)方程式得：2NH4AlO(OH)HCO32NH3↑+Al2O3+3H2O↑+2CO2↑第三十四頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日（2）注意配置一定物質(zhì)的量濃度溶液的操作步驟地準(zhǔn)確性，一般是計(jì)算、溶解、轉(zhuǎn)移、洗滌、定容、裝瓶。計(jì)算時(shí)要注意規(guī)范，同時(shí)要注意托盤天平的精確度是±0.1g，100ml0.1mol/LNH4Al(SO4)2中，物質(zhì)的量為0.01mol,M[NH4Al(SO4)2]=453g/mol，所以m（NH4Al(SO4)2）=453g/mol×0.01mol=4.53g=4.5g；溶解時(shí)要注意玻璃棒攪拌，轉(zhuǎn)移時(shí)注意用到玻璃棒引流，同時(shí)還要注意洗滌操作，定容時(shí)距刻度2~3cm處應(yīng)改用膠頭滴管，同時(shí)還要注意上下震蕩，使之混合均勻，裝瓶時(shí)要注意貼上標(biāo)簽。第三十五頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日（3）①?gòu)念}給圖示可以看出，pH至7時(shí)鋁離子完全轉(zhuǎn)化為氫氧化鋁沉淀，沒(méi)有出現(xiàn)沉淀的溶解，又因?yàn)殇@根離子水解使溶液顯酸性，所以中性溶液中必須是銨根離子和一水合氨的混合物，說(shuō)明必需有銨根離子與氫氧根的反應(yīng)。該過(guò)程中發(fā)生反應(yīng)的離子方程式為：Al3++3OH-=Al(OH)3↓；NH4++OH-=NH3·H2O②作圖時(shí)注意NH4Al(SO4)2濃度的變化，由于濃度變?yōu)?.01mol·l-1，所以起始與最終數(shù)值為-2，又因?yàn)锳l3+濃度減少減少為0.01mol·l-1，而溶度積常數(shù)不變，所以剛開(kāi)始產(chǎn)生沉淀時(shí)pH要增大。而完全沉淀和沉淀溶解時(shí)的PH應(yīng)與原圖一樣不能改變，但注意氫氧化鋁完全溶解時(shí)的PH也是不變的二縱座標(biāo)發(fā)生改變，所以線要與原圖有所區(qū)別。第三十六頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日3(2009海南卷)工業(yè)上常用氨氧化法生產(chǎn)硝酸，其過(guò)程包括氨的催化氧化（催化劑為鉑銠合金絲網(wǎng)）、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：（1）氨催化氧化的化學(xué)方程式為

：（2）原料氣中空氣必須過(guò)量，其主要原因是

；（3）將鉑銠合金做成薄絲網(wǎng)的主要原因是

；（4）水吸收二氧化氮生成硝酸為放熱反應(yīng)，其化學(xué)方程式為

，為了提高水對(duì)二氧化氮的吸收率，可采取的措施為

（答2項(xiàng)）。第三十七頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日（1）4NH3＋5O24NO＋6H2O（2）提高氨的轉(zhuǎn)化率和一氧化氮的轉(zhuǎn)化率（3）增大單位質(zhì)量的催化劑與反應(yīng)物的接觸面積（4）3NO2＋H2O=2HNO3＋NO加壓降溫答案：第三十八頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日（1）（2）根據(jù)平衡原理，增大反應(yīng)物的濃度，平衡向正反應(yīng)方向移動(dòng)，以提高原料的轉(zhuǎn)化率；（3）這是為了增大鉑銠合金的表面積，使接觸面積增大，提升催化的效果；（4）為了提高吸收率，可根據(jù)溶解過(guò)程放熱采用降溫處理，且氣體的吸收可用加壓的方式。解析：第三十九頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日1.含有碳元素的混合物是（）①二氧化碳②石灰石③甲烷④天然氣⑤一氧化碳⑥石油⑦乙醇⑧煤⑨醋酸⑩水煤氣A.①②③④⑤B.⑥⑦⑧⑨⑩C.①③⑤⑦⑨D.②④⑥⑧⑩D課堂練習(xí)第四十頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日2.下列各組物質(zhì)中均屬于有機(jī)物的是（）

A.乙酸，乙醇，淀粉B.金剛石，水，天然氣C.大理石，干冰，一氧化碳D.酒精，煤氣，塑料A第四十一頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日3.下列燃料燃燒不會(huì)造成環(huán)境污染的是（）

A.煤B.酒精C.汽油D.氫氣D第四十二頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日BD4.下列燃料中不屬于礦物燃料的是（）

A.天然氣B.煤C.石油D.酒精第四十三頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日5.下列各氣體屬于純凈物的是（）A.天然氣B.水煤氣C.甲烷D.液化石油氣C第四十四頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日6.關(guān)于裂化和裂解的敘述中，不正確的是（）

A.裂解與裂化的產(chǎn)物中都含有不飽和烴B.裂解與裂化都是為了得到氣態(tài)烴C.裂解與裂化的原料都是石油分餾產(chǎn)品D.裂解與裂化都是為了使相對(duì)分子質(zhì)量大的烴斷裂成相對(duì)分子質(zhì)量小的烴B第四十五頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日7.按照綠色化學(xué)原則，下列反應(yīng)符合最理想原子經(jīng)濟(jì)性的是（）

A.乙烯與氧氣在銀催化作用下生成環(huán)氧乙烷B.乙烷與氯氣反應(yīng)制備氯乙烷C．苯與乙醇在一定條件下生產(chǎn)乙苯D．乙醇與濃硫酸共熱制備乙烯A第四十六頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日8.綠色化學(xué)的目標(biāo)是（）

A．減少對(duì)環(huán)境的污染B．防患于未然，最終杜絕化學(xué)污染源C．設(shè)計(jì)對(duì)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B第四十七頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日9.如何防止鐵的銹蝕是工業(yè)上研究的重點(diǎn)內(nèi)容。為研究鐵銹蝕的影響因素，某同學(xué)做了如下探究實(shí)驗(yàn)第四十八頁(yè)，共五十四頁(yè)，2022年，8月28日序號(hào)內(nèi)容實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象1常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個(gè)月干燥的鐵絲表面依然光亮2常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一小時(shí)鐵絲表面依然光亮3常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中一個(gè)月鐵絲表面已變得灰暗4將潮濕的鐵絲放在常溫的氧氣流中一小時(shí)鐵絲表面略顯灰暗5將潮濕的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時(shí)鐵絲表面已變得灰暗6將浸過(guò)氯化鈉溶液的鐵絲放在高于常溫的