2020届人教版高一化学必修2教学案：第四章 第二节 资源综合利用 环境保护含答案

1、 .1了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。2了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料。3了解节约能源和防止污染的重要性。4了解绿色化学的含义并讨论化工生产中遵循绿色化学思想的重要性。1煤的综合利用(1)煤成分：有机物和无机物组成的复杂混合物；含有碳、氢、氧、氮、硫等元素。(2)煤的综合利用：干馏、液化和气化。2天然气的综合利用(1)化石燃料(2)化工原料：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物。3石油的综合利用(1)石油的成分：烷烃、环烷烃和芳香烃等。(2)石油的炼制：分馏：利用原油中各成分沸点的不同进行分离的过程。裂化：将碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为碳原子数较少、沸点较低的烃的

2、过程。裂化的目的：提高汽油的产量。裂解：采用比石油裂化更高的条件，使某些石油加工产品转化为碳原子数更少、沸点更低的气态烃和少量液态烃的过程，以提供有机化工原料。重整：在加热和催化剂作用下，链状烃转化为环状烃。4聚合反应和高分子化合物由相对分子质量小的化合物生成相对分子质量很大的化合物 (高分子化合物)的反应叫做聚合反应。例如，合成聚乙烯的反应方程式为nch =ch ch ch 。22225环境保护(1)工业三废是指：废气、废水、废渣。(2)环保措施：回收利用、达标排放、研制可降解塑料。6绿色化学(1)核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。. .(2)原子经济性：反应物的原子

3、全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。新知探究1煤的组成及其综合利用(1)煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物。主要含有碳元素，还含有少量的氢、氧、氮、硫等。(2)煤的干馏是指将煤在隔绝空气的条件下加强热使其分解的过程。煤干馏的主要产物有焦炭、煤焦油、粗氨水、苯、焦炉气(含 h 、ch 及少量 co、co 、c h 、n 等)。242242(3)煤的气化：将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。主要反应为c(s) 高温h o(g)=co(g)h (g)。22这是一个吸热反应，反应所需要的能量一般是由间歇进行的碳的燃烧来提供的。(4)煤的液化：将煤转化成液体燃料的过程。直接液化：煤

4、与氢气生成液体燃料的过程。间接液化：煤先转化为水煤气(co、h )再转化为甲醇的过程。22天然气的综合利用(1)天然气的主要成分是甲烷。(2)天然气是 21 世纪新型清洁能源的原因为燃烧更充分且燃烧产物是水和二氧化碳不会污染环境。(3)目前生产甲醇的原料已逐步大规模地转向天然气，在天然气产地可将甲烷和氧气混合，在 200 和 100 个大气压的条件下，通过铜制管道反应制得甲醇(ch oh)。该反应的化3学方程式(反应条件可省略)为 2ch o42ch oh。323石油的组成及其综合利用(1)石油主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等碳氢化合物的混合物，没有固定的沸点。石油的加工包括：石油的分馏、裂化

5、、裂解、重新调整等。(2)石油分馏得到汽油、煤油、柴油等轻质油，石油分馏的原理是加热石油，沸点低的烃先气化，经冷凝后分离出来，随着温度的升高，较高沸点的烃再气化，经冷凝后又分离出来。(3)通过石油分馏得到的汽油产量远远不能满足社会需求，解决这一矛盾的方法是将石. .油进行裂化请举例说明(写出化学方程式)c h c h c h 。1412 2666 12(4)石油裂化的产物还可以进一步裂解，裂解被称为深度裂化，其目的是为了获得大量的乙烯、丙烯等不饱和气体产物，作为化工原料。(5)石油的裂化和裂解的区别和联系为二者的原理相同，裂解选用的温度更高，又称深度裂化。(6)重新调整是在加热和催化剂作用下，

6、链状烃转化为环状烃。名师点拨1化学中“三馏”的比较名称原理干馏蒸馏分馏隔绝空气、高温下使物 根据液态混合物中各组与蒸馏原理相同质分解分沸点不同进行分离产物为单一组分的纯净 产物为沸点相近的各组产物产物为混合物物反应类型化学变化2.化学中“两裂”的比较名称定义在一定条件下，把相对分子质量大、沸点裂化 高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各裂解种短链的气态烃和少量液态烃对点演练1下列说法中错误的是()a石油中含有 c c 的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油115b含 c 以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油18c煤是由有

7、机物和无机物组成的复杂的混合物d煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来解析：选 d 石油通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料，但产量不高。通常采用裂化的方法，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃，提高汽油的产量。煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤焦油是含有多种芳香族化合物的混合物，可以生产芳香族化合物苯和甲苯。. .新知探究1三大合成材料是塑料、合成橡胶、合成纤维。2加聚反应(1)加聚反应是由不饱和的小分子相互加成的聚合反应。(2)聚

8、合反应中的单体、链节和聚合度：名师点拨三个概念(1)单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物。(2)链节：高分子化合物中的最小重复结构单元。(3)聚合度：高分子化合物中所含链节的数目。对点演练2 聚丙烯是一种合成塑料，由丙烯制备聚丙烯的化学方程式为_，聚丙烯单体的结构简式_，链节_。答案：3新知探究1下表为环境污染的热点问题，请查阅资料，探究产生的原因及防治方法。环境问题温室效应产生原因防治方法减少化石燃料的燃烧燃料预脱硫，控制机动车辆尾气排放酸雨so 和氮的氧化物的大量排放2水体富营养化(赤潮)含有大量氮、磷的污水任意排放 将工业和生活废水处理后再排. .放臭氧层破坏白色污染氮的氧化物、氟氯代

9、烃等的排放聚乙烯等塑料垃圾使用无氟制冷剂等回收利用2.绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物 (即没有副反应，不生成副产物，更不能产生废弃物)，这时原子利用率为 100%。3以乙烯合成环氧乙烷有以下两种方法：方法一：方法二：，方法二的原子利用率可达 100%。名师点拨1“六大”环境问题环境问题主要污染物主要危害造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等2土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡xx碳

10、氢化合物、x在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产废弃塑料制品混入生活垃圾中难处理、难回收易被动物当作食物吞入，导致动物死亡使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变成浑浊绿色，水质恶化废水中含n、p 元素的营养物质2.“绿色化学”的特点(1)开发绿色反应，将原子利用率提高到 100%。(2)使用无毒、无害的原料、催化剂、溶剂。(3)开发绿色工艺。(4)开发和生产绿色产品。. .3化学反应的原子经济好坏用原子利用率来衡量期望产物的式量原子利用率100%。期望产物的式量废弃副产物的式量对点演练3“绿色化学”又称环境无公害化学。下列叙述符合“绿色化学”原则的是(a绿色化

11、学的核心是利用化学原理对工业生产造成的环境污染进行治理b用聚苯乙烯等塑料代替木材生产包装盒、快餐盒等，以减少木材使用c研制新型杀虫剂，使它只对目标昆虫有毒杀作用而对其他昆虫无害)d现代石油化工采用银作催化剂，将乙烯直接氧化生产环氧乙烷符合“原子经济”解析：选 d 绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染，a 项错误；用聚苯乙烯等塑料代替木材生产包装盒、快餐盒等会造成白色污染，b 项错误；新型杀虫剂的使用仍然会造成食品、水等污染，c 项错误；d 项反应原子利用率为 100%，符合“绿色化学”原则，正确。1下列有关煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(a石油裂解得到的汽油

12、是纯净物b石油产品都可用于加成反应)c天然气是一种清洁的化石燃料d煤就是碳，属于单质解析：选 c 石油裂解得到多种烃的混合物，石油产品中的烷烃不能发生加成反应，天然气是一种清洁的化石燃料，煤是由复杂的有机物和无机物组成的混合物，主要元素是碳。2下列不属于煤的综合利用的是(a将煤干馏制得煤焦油和焦炭)b在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料c煤变为煤饼作燃料d将煤干馏制得甲苯和乙烯解析：选 c 煤的综合利用包括煤的干馏、煤的气化和煤的液化。因此a、b、d 三项都正确，不属于煤的综合利用的只有 c 项。3下列变化不属于化学变化的是(). .a煤的干馏 b石油分馏c由乙烯制聚乙烯 d重油裂化解析：选

13、b 石油的分馏是利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程，属于物理变化。4以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措，下列做法违背发展低碳经济的是()a开发氢能和太阳能等新能源b开发回收二氧化碳的技术c提高原料利用率，发展绿色化学d用小汽车代替自行车出行解析：选 d 氢能和太阳能都属于清洁能源，能够起到节能减排作用，a 正确；回收二氧化碳可以减少二氧化碳向空气中的排放，b 正确；绿色化学的目标是达到原子的利用率为100%，实现零排放，c 正确；小汽车的使用会排放大量的尾气：二氧化碳等，d 错误。5引起环境污染的原因不正确的是()a重金属、农药和

14、难分解有机物等会造成水体污染b装饰材料中的甲醛、芳香烃及氡等会造成居室污染cso 、no 和co 都会导致酸雨的形成222dco 的大量排放会造成温室效应的加剧2解析：选 c c 项中的 co 不会导致酸雨的形成。26苯乙烯的结构简式为，试写出苯乙烯发生下列反应的化学方程式：(1)与溴水反应_。(2)在 ni 作用下与足量 h 加成_。2(3)自身加成生成聚苯乙烯_。一、选择题1煤、石油、天然气是人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料，下列不属于以煤、石油和天然气为主要原料生产的合成材料是(). .a塑料 b合成橡胶c淀粉 d合成纤维解析：选 c 淀粉是天然高分子化合物，其他都是以煤、石油

15、、天然气为主要原料人工合成的。2下列措施中不符合节能减排的是()a大力发展火力发电，解决电力紧张问题b在屋顶安装太阳能热水器为居民提供生活用热水c用石灰对煤燃烧后形成的烟气脱硫d用杂草、生活垃圾等有机废弃物在沼气池中发酵产生沼气，作家庭燃气解析：选 a 火力发电不能减少有害物质的排放，不符合节能减排3在石油工业中，将重油制成乙烯的方法是(a裂化 b裂解)c干馏 d分馏解析：选 b 将重油制成气态不饱和烃，应采取比裂化更高的温度才可以实现，即采用裂解的方法。4下列有关煤的叙述，不正确的是()a煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质b煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分c煤

16、除了含有 c 元素外，还含有少量的 n、h、s、o 等元素d煤等化石燃料的储量有限，节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键解析：选 b 煤是有机物和少量无机物组成的混合物，煤焦油是煤干馏的产物之一，不属于煤本身的成分。5(2016晋江高一检测)pm2.5 是指大气中直径小于或等于 2.5 微米的颗粒物。它与空气中的 so 接触时，so 会部分转化为 so 。则 pm2.5 的颗粒物在酸雨形成过程中主要的作用223是()a还原作用 b氧化作用c催化作用 d抑制作用解析：选 c pm2.5 的颗粒物加快了 so 的氧化，起催化作用。26(2016山东滨州高一检测)下列关于煤气、液化气和天然气的

17、说法正确的是(a煤气主要成分是氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳)b液化石油气是将甲烷压缩后成为液态的燃料c家用打火机所用燃料为丙烷，它是液化石油气的成分之一d家用液化石油气与天然气成分相同，但纯度不同解析：选 c 焦炉气的主要成分为氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳，而煤气的主要成分则. .为氢气和一氧化碳，a 错误；液化石油气的主要成分为丙烷和丁烷，b、d 错误。7下列有关说法正确的是()石油中含有 cc 的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油 石油的分馏是化学变115化 石油的分馏实验中，温度计水银球插入液面以下，因为它测的是混合液的温度 石油分馏得到的汽油仍是混合物a bc d解析：选 c 石油的分馏是依

18、据各物质的沸点不同经加热气化和冷凝而分离的操作，故为物理变化，错误；石油分馏实验中，温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处，以测量馏出蒸气的温度，错误。8下列有关环境问题的说法正确的是()a燃煤时加入适量石灰石，可减少废气中 so 的含量2b臭氧的含量越高越有利于人体健康cph 在 5.67.0 之间的降水通常称为酸雨d含磷合成洗涤剂易被细菌分解，因此不会导致水体污染高温解析：选 a 燃煤时加入石灰石发生如下反应：caco =caoco ，caoso =caso2323及 2caso o =2caso(矿渣)，因此能减少废气中 so 的含量，a 项正确；空气中臭氧体积4322分数低于 10 %时可

19、加速血液循环，产生令人产生振奋的感觉，但高于此值时会对人体产生5伤害，b 项错误；只有 ph5.6 的降水才称为酸雨，c 项错误；含磷洗涤剂的任意排放会造成水体富营养化，引起赤潮和水华现象，d 项错误。9可用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的试剂是(a乙醇 b溴的四氯化碳溶液cnaoh 溶液 d盐酸)解析：选 b 裂化汽油由饱和烃和不饱和烃组成，直馏汽油仅含饱和烃，故可利用不饱和烃的性质来选择试剂。10(2016山东济宁高一检测)绿色化学是从源头上防止污染产生或将化学过程对环境的负面影响降低到最低限度的化学。不仅化工生产应遵循绿色化学的原则，化学实验也应遵循绿色化学的原则，实现原料和过程的绿色化。下列

20、实验或实验过程遵循绿色化学原则的是()a用过量的氯气进行性质实验b用双氧水代替高锰酸钾制氧气c用溴水代替碘水进行萃取实验d用铜粉代替铜丝进行 cu 和浓硝酸的反应解析：选 b 选项 a，氯气有毒，倡导进行氯气性质的微型实验；选项 b，用双氧水代. .替高锰酸钾制氧气，提高了原子的利用率；选项c，溴水易挥发、溴蒸气有毒。萃取操作时用碘水代替溴水能减少对实验室的污染；选项 d，用铜丝进行 cu 和浓硝酸的反应可随时控制反应的进行和停止来减少氮氧化物对大气的污染。所以采用铜丝和浓硝酸进行实验。11天然气的主要成分ch 是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的 ch 和co442产生的温室效应，前者大

21、。下列是有关天然气的几种叙述，天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；等质量 ch 和 co 产生的温室效应也是前者大；燃烧天然气也是形成酸雨的24原因之一；ch 作为化工原料中用于合成氨、生产甲醇。其中正确的是(4)a bc d解析：选 b 天然气与煤、柴油相比，氢元素的质量分数高，氢燃烧产物无污染，是相对清洁的能源；ch 的摩尔质量为 16 g/mol，co 的摩尔质量为 44 g/mol，则等质量时，24ch 产生的温室效应大于 co ；天然气燃烧不产生硫、氮的氧化物，不会形成酸雨；由 ch244的用途知正确。12“煤制油”的关键技术是煤的气化，而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反高温应

22、：c(s)h o(g)=co(g)h (g)，该反应是吸热反应，反应所需能量是由间歇进行的碳22点燃的燃烧 (氧气用空气代替 )来提供的： co =co ，下面关于该过程的说法不正确的是22()a煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染b第一个反应需要吸热，所以煤的气化从能量角度来看，得不偿失c煤气化后作为燃料，燃烧充分，热利用率高d上述两个反应后的混合气体中除去 co、co 后主要就是合成氨的两种原料气2解析：选 b 虽然在煤的气化过程中，会有一部分煤的潜在能量受到损失，但由于加工后得到气态燃料的热利用率高，且较清洁，故从总体来看煤气化或液化后使用是合理的，b点燃项错误，a、c 项正确

23、；因反应 co =co 中的氧气用空气代替，故反应后混合气体成分22为 n 、co、co 和h 等，除去 co、co 后主要就是合成氨的原料 n ，h ，d 项正确。222222二、非选择题13“资源节约型和环境友好型社会”就是要谋求社会的和谐发展。请根据这一主题，选择下列序号进行填空。a二氧化碳 b氮氧化物c二氧化硫 d氟氯烃(1)推广使用燃煤脱硫技术，防治_污染。(2)造成温室效应和全球气候变暖的主要物质是_。(3)会破坏臭氧层的物质是_。. .(4)导致光化学烟雾的物质是_。解析：(1)推广使用燃煤脱硫技术，减少二氧化硫的排放，防治二氧化硫产生的污染。(2)造成温室效应的气体是二氧化碳，

24、二氧化碳的密度大于空气，使地球相当于多一个保护膜，热量不能散发出去，导致气候变暖。(3)破坏臭氧层的物质是氟氯烃，氟氯烃与臭氧反应转化为氧气，使臭氧减少。(4)导致光化学烟雾的是氮的氧化物。答案：(1)c (2)a (3)d (4)b14石油裂化和裂解过程得到的 chch ，在一定条件下可以聚合成高分子化合物。22含有结构的化合物与 chch 一样，可在一定条件下聚合成高分子化合物。22(1)广泛用作农用薄膜的聚氯乙烯塑料，是由_。聚合成的，其化学方程式是(2)聚丙烯酸对水中碳酸钙和氢氧化钙有优良的分解作用，常用于水处理。其结构简式为，是由_(写结构简式)聚合而成的。解析：加聚反应方程式的书写

25、：a.反应物分子前面要写上 n，表示 n 个分子参加反应；b.生成物就是把反应物分子中的双键打开一个，在双键两端的碳原子上各伸出一条短线，然后用 括起来，最后在右下角写上n；c.一定要注意加聚时只是双键碳反应，原来的主链不一定是链节上的主链。答案：(1)(2)ch chcooh215请根据已知信息回答有关问题：(1)下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是(可多选)_。ach ch hclch ch cl3222bch ch ohhclch ch clh o23232光照cch ch cl c h ch clhcl33232催化剂dch chclh =ch ch cl2232由上述四个反应可归

26、纳出，原子经济性高的是_反应(填反应类型)。(2)如图为某饮用水厂以天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图：. .活性炭的作用是_；o 消毒的优点是_。3解析：(1)a、d 原子利用率 100%，由上述四个反应可归纳出，原子经济性高的是加成反应；(2)活性炭的作用为吸附水中的有机物(或去除水中的异味)，o 消毒的优点是反应产物3无毒无害。答案：(1)a、d 加成 (2)吸附水中有机物(或去除水中的异味) 反应产物无毒无害16(2016宁波高一检测)直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题，将烟气通过装有石灰石浆液的脱硫装置可以除去其中的二氧化硫，最终生成硫酸钙。硫酸钙可在如图所示的循环燃烧装置的燃料反应器中与甲烷反应，气体产物分离出水后得到几乎不含杂质的二氧化碳，从而有利于二氧化碳的回收利