第四章第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護

第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護學(xué)習(xí)目標(biāo)1.了解煤、石油、天然氣的組成及其綜合利用。2.了解以煤、石油、天然氣為原料生產(chǎn)合成材料。3.了解節(jié)約能源和防止污染的重要性。4.了解綠色化學(xué)的含義并體會綠色化學(xué)在化工生產(chǎn)中的重要性。基礎(chǔ)知識梳理一、煤的綜合利用

煤是由_______和少量________組成的復(fù)雜混合物，主要含有碳元素，還含有少量氫、氧、氮、硫等元素。1．煤的干餾(1)原理：把煤_______________使其分解的過程，工業(yè)上也叫煤的焦化。煤的干餾是一個復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化過程。(2)煤的干餾產(chǎn)物①焦炭、②煤焦油、③粗氨水、④焦?fàn)t氣、⑤粗苯。有機物無機物隔絕空氣加強熱可燃性氣體水煤氣CH4三、石油的綜合利用1．石油的成分石油主要是多種___________組成的混合物。所含元素以C、H為主，還有少量N、S、P、O等。2．石油的分餾利用原油中各組分_____不同，將復(fù)雜的混合物分離成較簡單和更有用的混合物的過程叫做分餾。分餾是物理變化過程。其主要目的是得到汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油。碳氫化合物沸點化學(xué)深度裂化五、環(huán)境保護與綠色化學(xué)1．環(huán)境問題“三廢”的污染主要是指：大氣污染、水污染、固體廢棄物污染。(1)大氣污染大氣污染物主要來自_____________和__________________________及其攜帶的顆粒物。(2)水污染工業(yè)廢水、生活污水、過度施肥、濫用農(nóng)藥都會對水體造成污染。(3)固體廢棄物污染，如白色污染、工業(yè)、生活垃圾、廢舊電池、電器等?；剂先紵I(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣2．保護措施(1)廢氣及顆粒物，回收再利用。(2)廢水經(jīng)處理達到排放標(biāo)準(zhǔn)后再排放，限制使用含磷洗滌劑，使用有機肥，建立生態(tài)農(nóng)業(yè)等。(3)垃圾分類處理、回收再利用，研究可降解塑料等替代產(chǎn)品。3．綠色化學(xué)(1)原子經(jīng)濟原子經(jīng)濟要求反應(yīng)物的原子全部進入________，原子利用率達______，也就是說整個化學(xué)反應(yīng)過程無任何副產(chǎn)物生成。目標(biāo)產(chǎn)物100%課堂互動講練要點一化學(xué)“三餾”、“七氣”名稱定義適用范圍變化類型蒸餾把液體加熱到沸騰變?yōu)檎魵?，再使蒸氣冷卻凝結(jié)成液體的操作被蒸餾混合物中至少含有一種組分為液體，各組分沸點差別越大，揮發(fā)出的物質(zhì)(餾分)越純物理變化分餾對多組分混合物在控溫下先后、連續(xù)進行的兩次或多次蒸餾多組分沸點不同的混合物在一個完整操作中分離出多種餾分物理變化干餾把固態(tài)混合物(如煤、木材)隔絕空氣加強熱使之分解的過程化學(xué)變化1．化學(xué)“三餾”2.化學(xué)“七氣”名稱來源主要成分用途高爐煤氣煉鐵高爐CO2、CO等燃料水煤氣水煤氣爐CO、H2等燃料、化工原料煉廠氣石油煉制廠低級烷烴燃料、化工原料油田氣油田低級烷烴燃料、化工原料天然氣天然氣田、油田甲烷燃料、化工原料裂解氣裂解爐“三烯二烷”石油化工原料焦?fàn)t氣煉焦?fàn)tH2、CH4、C2H4等燃料、化工原料特別提醒:1.由于石油中有些物質(zhì)的沸點很接近，所以每種石油的餾分仍然是多種烴的混合物。2．因為裂解氣中含有烯烴，因此把裂解氣通入溴水或酸性KMnO4溶液，二者會褪色。煤的氣化所得氣體可用于城市家用燃氣。下列選項中的氣體均屬于家用燃氣有效成分的是(

)A．CO、H2、N2

B．CO、CH4、H2C．CO、CH4、CO2D．CH4、H2、O2【解析】

CO和H2為水煤氣的主要成分；CH4是天然氣的主要成分，故選B。【答案】

B【規(guī)律方法】煤的干餾、氣化和液化，石油的裂化、裂解均為化學(xué)變化，石油的分餾屬于物理變化。煤的氣化和液化的目的是把煤變成清潔能源，提高煤的燃燒效率；石油的分餾目的是得到汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油，石油的裂化與裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等化工基本原料。例1互動探究(1)煤氣化的化學(xué)方程式如何書寫？(2)家用液化石油氣的主要成分是什么？為什么冬天溫度很低時，會出現(xiàn)氣流不暢的情況？跟蹤訓(xùn)練1．(2010年徐州高一檢測)下列轉(zhuǎn)化不屬于煤或石油的綜合利用的是(

)A．將煤干餾制得煤焦油和焦炭B．在一定條件下將煤與氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料C．將煤變?yōu)槊猴炞魅剂螪．將石油裂解制得乙烯等化工原料解析：選C。C項，將煤變?yōu)槊猴炛皇菭顟B(tài)發(fā)生了變化，沒有經(jīng)過處理，屬于物理變化。要點二環(huán)境污染1．溫室效應(yīng)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及生活燃燒含碳化合物導(dǎo)致二氧化碳含量升高，造成全球氣溫上升，水位上升，陸地面積減少。2．酸雨

煤炭燃燒排放的二氧化硫和機動車排放的氮氧化物是形成酸雨的主要因素。降水酸度pH<5.6時，將會對森林、農(nóng)作物和材料、建筑物產(chǎn)生明顯損害。3．臭氧空洞

氟氯代烴等物質(zhì)的排放，使臭氧層被破壞。臭氧層被大量破壞后，吸收紫外線輻射的能力大大減弱，導(dǎo)致到達地球表面的紫外線明顯增多，給人類健康和生態(tài)環(huán)境帶來多方面的危害。4．光化學(xué)煙霧主要是由氮氧化物、碳氫化合物造成的，能刺激人體器官使人生病甚至死亡。5．赤潮和水華

工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)(如石油化工、煉焦、化肥等)的廢水中所含的氮、磷元素導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化，從而使藻類大量繁殖，消耗水中大量的溶解氧，水質(zhì)腐敗變質(zhì)、變臭，水生生物因缺氧死亡或被污染。淡水中叫水華，海水中叫赤潮。6．白色污染

生活生產(chǎn)中拋棄使用后的難降解的塑料制品造成的，它們的主要危害：(1)廢舊塑料混在土壤中影響農(nóng)作物吸收養(yǎng)分和水分，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)；(2)廢舊塑料易被動物當(dāng)作食物吞入，導(dǎo)致動物死亡；(3)混入生活垃圾中的廢塑料很難處理、回收，不易分解。特別提醒:1．空氣質(zhì)量日報報道的空氣污染物主要指CO、SO2、NOx和固體粉塵。2．酸雨、臭氧空洞、光化學(xué)煙霧均與NOx有關(guān)。保護環(huán)境已成為人類的共識，人類應(yīng)以可持續(xù)發(fā)展的方式使用資源，以合理的方式對廢物進行處理并循環(huán)使用。下列做法不利于環(huán)境保護的是(

)A．發(fā)電廠的煤經(jīng)脫硫處理B．將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣作燃料C．回收并合理處理聚乙烯塑料廢物D．電鍍廢液經(jīng)中和后直接排放例2【解析】對煤進行脫硫處理，目的是減少SO2的污染；將煤轉(zhuǎn)化為水煤氣，也稱煤的氣化，可以提高煤的燃燒效率，減少因不完全燃燒而產(chǎn)生CO的污染；回收并合理處理聚乙烯塑料廢物，可減少白色污染，變廢為寶；電鍍液往往含重金屬離子或CN－等，必須進行處理后方可排放，僅中和是不可排放的?！敬鸢浮?/p>

D互動探究(1)“鈣基固硫”是向煤中加入CaCO3，這樣既能除去硫，又能變廢為寶，請用化學(xué)用語解釋。(2)氮氧化物也是大氣污染物之一且比硫氧化物的消除難度大，一般用NH3或CH4在一定條件下使之轉(zhuǎn)化為N2、CO2和H2O等無害物質(zhì)，請寫出NH3和CH4分別與NO反應(yīng)的化學(xué)方程式。跟蹤訓(xùn)練2．三峽工程是目前世界上最大的水利樞紐，它所提供的清潔、廉價、再生的水電，相當(dāng)于每年燒5000萬噸原煤的火力發(fā)電廠產(chǎn)生的電能，因此三峽工程的建成和使用有助于控制(

)①氮氧化物的排放②酸雨的形成③臭氧空