第四章 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)一、煤、石油和天然氣的綜合利用（一）從煤、石油、天然氣中獲得基本化工原料1、煤煤的結(jié)構(gòu)模型有機物和無機物(少量)元素：物質(zhì)：C（主要）、H、O、N、S煤的組成煤的分類無煙煤褐煤泥煤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（1）煤的干餾（煤的焦化）把煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程。①煤的干餾原理：②煤干餾的主要產(chǎn)物：焦炭氣體：液體：固體：焦?fàn)t煤氣（CO、H2、CH4、C2H4）煤焦油（苯、甲苯、二甲苯)煤的干餾實驗裝置圖實驗裝置1實驗裝置2（2）煤的氣化

——水煤氣反應(yīng)在一定條件下把煤中的有機物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高溫（3）煤的液化：直接液化：間接液化：煤+氫氣液體燃料煤氣化催化劑

CO+H2

CH3OH等煤的干餾、氣化、液化都是化學(xué)變化2、天然氣（1）直接作為清潔燃料（2）作為化工原料CH4+2O2CO2+H2O點燃①合成NH3②合成CH3OH3、石油的綜合利用石油主要是多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物。(黑色或深棕色粘稠液體，比水稍輕，不溶于水，有特殊氣味，無固定沸點。)按元素：碳、氫含量為97%~98%按物質(zhì)：烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的混合物。（一般石油不含烯烴）按組成狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。大部分是液態(tài)烴，同時在液態(tài)烴里溶有氣態(tài)烴和固態(tài)烴。（1）石油的成分（2）石油的煉制①石油的分餾原油在煉制前必須先經(jīng)過脫水、脫鹽。分餾：利用蒸餾原理，給石油加熱再冷凝，使石油分成不同

沸點范圍的餾分(蒸餾產(chǎn)物)。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(jìn)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%實驗室蒸餾石油（2）減壓分餾：注意：石油的分餾屬于物理變化。（1）常壓分餾：重油易炭化結(jié)焦②石油的裂化與裂解（1）裂化：

裂化目的：提高輕質(zhì)油特別是汽油的產(chǎn)量。類型：分為熱裂化和催化裂化。加熱、加壓加熱、加壓加熱、加壓加熱、加壓例：在一定條件下，將相對分子質(zhì)量較大、沸點較高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量較小、沸點較低的烴的過程。討論：分別向KMnO4酸性溶液中加入直餾汽油和裂化汽油，現(xiàn)象如何？（2）裂解──深度裂化高溫時，以石油分餾產(chǎn)品作原料，使長鏈烴斷裂為各種短鏈氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴，以提供有機化工原料。石油裂解氣的主要成分：乙烯、丙烯、丁二烯及甲烷、乙烷等。注意：石油的裂化與裂解屬于化學(xué)變化。

乙烯的產(chǎn)量是衡量一個國家石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志。討論：下列物質(zhì)中，不能用于萃取溴水中溴的物質(zhì)是（

）A、直餾汽油

B、裂化汽油

C、甲苯

D、酒精BD石油分餾裂解裂化產(chǎn)物為不同沸點范圍的多種烴的混合物（餾分）產(chǎn)物為沸點較低的短鏈烴的混合物加熱，低沸點的烴先汽化，經(jīng)冷凝后又分離出來在一定條件下，將分子質(zhì)量較大的烴斷裂為相對分子量較小的烴的過程是一種深度的裂化石油分餾示意圖25%產(chǎn)量提高（二）以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料1、合成材料：塑料、合成橡膠、合成纖維不飽和單體間通過加成反應(yīng)相互結(jié)合生成高分子化合物的反應(yīng)。（1）加聚反應(yīng)(加成聚合)CH2CH2nnCH2＝CH2催化劑聚合度鏈節(jié)單體聚合物CH2CH2CH2＝CH2CH2CH2nn聚乙烯乙烯(二)以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料CCnHHHHClCH2CHnCl單體CH2＝CHClCCnHHH聚合物CH＝CH2氯乙烯苯乙烯CH2CHn練習(xí)1：請寫出下列物質(zhì)經(jīng)加聚反應(yīng)得到的產(chǎn)物CH2＝CHCOOHCH2＝CHCH3CH3CH＝CHCH3單體聚合物CH2CnCH3COOCH3CH2＝CCOOCH3CH3有機玻璃CH2CH2CH2CHCH3n練習(xí)2：請寫出下列高聚物的單體CH2＝CHCH3CH2＝CH2CH2CH2CH2CHCH2CHCHCH2CH3ClnCH2＝CHClCH＝CH2CH2＝CH2CH2＝CHCH3(二)以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料（2）縮聚反應(yīng)：COOHHOOCHOCH2CH2OHnn單體分子間脫去小分子而相互結(jié)合生成高分子化合物的反應(yīng)。（一般來說其單體必須至少有兩個官能團(tuán)）(2n-1)H2OCOCOOCH2CH2OnHOH練習(xí)：請寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式：COOHHOOCHOCH2CH2OHnn(二)以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料nCH3CHCOOHOH催化劑CHCOCH3On(n-1)H2OOHH加聚反應(yīng)縮聚反應(yīng)反應(yīng)物的特征反應(yīng)物的種類產(chǎn)物的特征產(chǎn)物的種類加聚反應(yīng)與縮聚反應(yīng)的比較含不飽和鍵含雙官能團(tuán)如：-OH，-COOH，-NH2等相同或不同的單體相同或不同的單體高聚物與單體間具有相同的組成高聚物與單體的組成不相同只有高聚物高聚物和小分子由于我國煤儲藏量相對比石油和天然氣豐富，能源消費以煤為主。將原煤作為燃料燃燒，既嚴(yán)重污染環(huán)境，效率又不高，國家大力提倡煤的綜合利用。實施“煤變油”，其原理之一是先將煤與水蒸氣制得水煤氣（CO和H2），再催化合成甲醇或烴類等液態(tài)能源。（1）用CO和H2合成甲醇的化學(xué)方程式：_____________________________________________________________。（2）用CO和H2合成烴（CnHm）的化學(xué)方程式是：_______________________________________________________。（3）氣化和液化的優(yōu)點是_________________________。我國人民發(fā)現(xiàn)和使用石油的時間為世界最早。據(jù)稽考，至遲在三千多年前就已開始。

《易經(jīng)》：“澤中有火”,“上火下澤”：是石油蒸氣在湖泊池沼水面上起火現(xiàn)象的描述。

《漢書·地理志》（東漢班固）“高奴縣有洧水可燃”。

《后漢書·郡國志》（南朝（公元420－589年）范曄）在延壽縣（今甘肅省玉門一帶）下載有：“縣南有山，石出泉水，燃之極明，不可食。縣人謂之石漆”。

《博物志》（晉代（公元265－420年）張華）

《水經(jīng)注》（北魏地理學(xué)家酈道元）有類似的記載。既提到了甘肅玉門一帶有“石漆”，又指出這種石漆可以作為潤滑油“膏車”（潤滑車軸）。

唐朝（公元618一907年）段成武所著的《酉陽雜俎》一書，稱石油為“石脂水”：“高奴縣石脂水，水膩，浮上如漆，采以膏車及燃燈極明?！?/p>

到了宋代，石油能被加工成固態(tài)制成品—石燭，且石燭點燃時間較長，一支石燭可頂蠟燭三支。宋朝著名的愛國詩人陸游在《老學(xué)庵筆記》中，就有用“石燭”照明的記敘。

明朝李時珍（1522－1596年）的《本草綱目》曾經(jīng)記載，石油可以“主治小兒驚風(fēng),可與他藥混合作丸散，涂瘡癬蟲癩，治鐵箭人肉”

最早給石油以科學(xué)命名的是我國宋代著名科學(xué)家沈括（1031～1095年，浙江錢塘人）。他在百科全書《夢溪筆談》中，把歷史上沿用的石漆、石脂水、火油、猛火油等名稱統(tǒng)一命名為石油，并對石油作了極為詳細(xì)的論述。

課后作業(yè)1、復(fù)習(xí)本學(xué)期內(nèi)容，準(zhǔn)備期末考試；2、《樂學(xué)》P74第二節(jié)3、《活頁》P57第二節(jié)；二、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)白色污染水華赤潮焚燒垃圾1、幾大環(huán)境問題環(huán)境問題主要污染物主要危害CO2造成全球氣候變暖SO2NOx土壤酸化、水源污染、建筑物腐蝕氟氯代烷NOx給人類健康、生態(tài)環(huán)境帶來危害碳?xì)浠衔颪Ox影響人類健康（呼吸系統(tǒng)）廢棄塑料制品影響土壤，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)；混入生活垃圾中難處理回收；光化學(xué)煙霧溫室效應(yīng)酸雨臭氧層破壞白色污染赤潮和水華廢水中含N、P的營養(yǎng)物質(zhì)使水體富營養(yǎng)化，導(dǎo)致水質(zhì)惡化1、環(huán)境問題的含義2、環(huán)境保護(hù)工作者當(dāng)前的任務(wù)：生態(tài)環(huán)境破壞環(huán)境污染廢氣（化學(xué)燃料燃燒及工廠廢氣）廢水（工業(yè)廢水、生活廢水等）廢渣（工業(yè)垃圾、生活垃圾等）閱讀教材P100~101思考：（1）對環(huán)境情況的監(jiān)測（2）三廢的治理（3）尋找源頭治理環(huán)境污染要較好地完成這些任務(wù)，都離不開化學(xué)知識。（3）從經(jīng)濟(jì)上：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，最高目標(biāo)是原子利用率為100%，即反應(yīng)物原子全部轉(zhuǎn)化為期望產(chǎn)物。2、綠色化學(xué)理念（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)和日常生活對環(huán)境的污染。（2）從環(huán)境上：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。原子利用率100%綠色化學(xué)示意圖原子利用率=25.4%原子利用率=100%原子利用率=期望產(chǎn)物的總質(zhì)量與生成物總質(zhì)量的比保護(hù)環(huán)境倡導(dǎo)綠色化學(xué)

要從我做起

需要大家共同努力1、綠色化學(xué)”是人們最近提出的一個新概念，主要內(nèi)容之一是指從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上設(shè)計可行的化學(xué)反應(yīng)，盡可能減少對環(huán)境的負(fù)作用，下列化學(xué)反應(yīng)符合綠色化學(xué)概念的是：()A.制CuSO4:Cu+2H2SO4(濃)====CuSO4+SO2↑+2H2OB.制CuSO4:2Cu+O2====2CuOCuO+H2SO4(稀)====CuSO4+H2OC.制Cu(NO3)2:3Cu+8HNO3(稀)====3Cu(NO3)2