第二节化学与资源综合利用

1、化学与自然资源的开发利用 备课人：黄老师第二节 化学与资源综合利用、环境保护第1课时【课标要求】 1了解煤、石油、天然气作为能源及化工原料的综合利用。 2掌握煤的干馏、液化、气化的原理及利用。 3掌握石油的裂化、裂解反应及聚合反应的定义及应用。4了解环境污染及其治理、绿色化学的含义。5认识到关心科学、研究科学和探索科学的精神。【教学重难点】 本节教学重点：煤的干馏、液化、气化的原理及利用，石油的裂化、裂解反应及聚合反应的定义及应用，环境污染及其治理、绿色化学的含义。本节教学难点：石油裂化的原理【教学过程】第一课时 煤、石油和天然气的综合利用迄今为止，煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源，同时

2、也是重要的化工原料。如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。提出问题1、煤的组成元素及如何综合利用？归纳小结一、煤的组成及其综合利用煤的组成_2煤的综合利用（1）煤的干馏煤的干馏实验装置如图：煤干馏的主要产品和用途：课堂练习1、煤在干馏时得到气态产物是（ ）A天然气 B水煤气 C焦炉气 D高炉煤气2、 下列变化属于物理变化的是（ ）A. 煤的干馏 B. 裂解C.从煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等D.古代植物变质成煤 （2）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：这是一个吸热反应，所需热量一般都由同时进行的碳的燃烧反应来提

3、供。  利用焦炉煤气还是目前最便宜的生产煤气的方法。（3）煤的液化煤的直接液化： 煤的间接液化： 2、天然气的组成及如何综合利用？3、石油的组成及如何综合利用？归纳小结三、石油的组成及其综合利用1、石油性质和成分：组成元素：元素为主，占9798，还含少量S、N、O等元素。组成物质：主要是由各种烃组成的混和物，大多数是液态烃，同时溶有气态烃和固态烃（故固定的熔沸点）。练习 确定汽油为混合物的一种方法是（ ） A、闻其气味 B、将它燃烧 C、测量密度 D、测量沸点、炼制： 蒸馏：通过加热、冷凝，把液态混和物中的成分先分离出来的操作。分馏：根据液态混和物中各成分的不同，通过多次加

4、热、冷凝，把它们分成不同的蒸馏产物。故分馏又叫多次蒸馏。分馏产物叫馏分。 (它属_物)。实验室分馏装置：温度计水银球放在_ 处；加几粒_，以防_。冷凝水流向是_由_。思考：1、实验室中制取乙烯、硝基苯的温度计水银球在什么位置？2、石油的减压分馏的目的是什么？3、干馏、分馏和蒸馏的区别： 裂化：在一定条件下，把的烃断裂为_的烃的过程。 反应式:_ _ _ _例题: C8 H18 在一定条件下受热裂化可生成CH4 、C2 H6 、C2 H4 、C3 H6 、 C4 H8 五者的混和气体,此混合气体的平均分子量为( ) A. 14 B. 57 C. 38 D. 无定值裂解:采用比裂化更高的温度,把石

5、油产品中具有的烃断裂成和少量。3其它的石油加工石油经过催化重整，可以使链状烃转化为环状烃，获得苯、甲苯等重要化工基本原料。4聚合反应和高分子化合物【课时作业】 班级_姓名 _学号 _1、 地球大气中因二氧化碳含量增加而引起“温室效应”，下面关于大气中二氧化碳增加的主要来源的说法中，最不合理的一种是（ ）A人和动物呼出的二氧化碳 B石油产品大量燃烧C森林大面积缩小，吸收二氧化碳的能力减少 D煤的燃烧2、下列物质属于纯净物的是（ ）酒精天然气煤焦油甲醇煤石油冰醋酸工业酒精焦炉气汽车废气A B C D3、丁烷裂解时可有两种方式断裂，生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷裂解率为90%，又知裂解生成的两种烯

6、烃的质量相等，那么裂解后所得到的混合气体中，分子量最小的气体占有的体积为分数为（     ）A19% B25% C36% D40%*4、中学化学实验中常见的温度计使用有如下三种情形：温度计的液泡浸没在液体反应物液面以下并接近容器的底部；温度计的液泡置于水浴中；温度计的液泡置于蒸馏烧瓶的支管处。下列实验使用温度计正确的是( )。(A)苯的硝化反应 (B)酒精和浓硫酸混合加热制乙烯(C)测定硝酸钾在水中的溶解度 (D)分离苯和硝基苯的混合物5、关于石油的组成的叙述中，正确的是（ ）A、石油一些不饱和烃的混合物 B、石油是各种烷烃和烯烃的混合物C、石油是各种饱

7、和烃的混合物 D、石油是各种烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物6、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C、NaOH溶液D、盐酸7、在人们的印象中，塑料是常见的绝缘材料，但2000年3名诺贝尔化学奖得主的研究成果表明，塑料经改造后能像金属一样具有导电性。要使塑料聚合物导电，其内部的碳原子之间必须交替地以单键和双键结合(再经掺杂处理)。目前导电聚合物已成为物理学家和化学家研究的重要领域。由上述分析，下列聚合物经掺杂处理后可以制成“导电塑料”的是 （ ）8、汽油燃烧产生的汽车尾气中，所含的大气污染物主要是A、碳的氧化物 B、硫的氧化物 C、氮的氧化物 D、磷的氧化物9、聚

8、四氟乙烯塑料在耐热性和化学稳定性上都超过了其他塑料，号称“塑料王”。聚四氟乙烯塑料在工业上有广泛的用途，其合成路线如下图所示： 氯仿 二氟一氯甲烷 四氟乙烯 聚四氟乙烯 A B C D（1）在上图方框中填入合适的有机物的结构简式。（2）写出下列反应的化学方程式： BC：CD： 10、由于我国煤的储藏比石油和天然气相对较为丰富，所以迄今能源消费仍以煤为主。将原煤作为燃料燃烧，既严重污染环境，又效率不高，国家大力提倡煤的综合利用。例如在内蒙鄂尔多斯等地建设煤液化项目便是实施“煤变油”战略的重要内容，其原理之一是先将煤与水蒸气制得水煤气（CO和H2），再催化合成甲醇或烃类等液态能源。（1）用CO和H

9、2合成甲醇的化学方程式是： 。（2）用CO和H2合成烃（CnHm）的化学方程式是： 。（3）气化和液化的优点是 。参考答案：1、A、2、D、3、A、4、B、5、D、6、B、7、B、8、AC9、A：CHCl3、B：CHClF2、C：CF2=CF2、D： CF2CF2n略10、CO+2H2CH3OH、CO+2H2CnHm+nH2O、使煤变成清洁能源,提高煤的燃烧效率。第二课时 环境保护与绿色化学前言：通常所说的环境问题，主要是指由于人类不合理的开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。一、环境污染的分类1按环境要素分：、；2按人类活动分：、；3按造成污染的性

10、质、来源分：化学污染、生物污染、物理污染（噪声、放射性、热、电磁波等）、固体废物污染、能源污染二、介绍几类环境污染及其防治三、化学在环境保护上的应用主要有以下几个方面：1对环境情况进行监测：对污染物的存在形态、含量进行分析和鉴定。2治理三废：对生产过程中产生的废气、废水和废渣进行处理，减少环境污染，实现资源的回收利用。3寻找源头治理环境污染的生产工艺，实施清洁生产绿色化学例题1绿色化学对于化学反应提出了“原子经济性”（原子节约）的新概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是（反应均在一定条件下进行

11、）：（ ） A C2H5ClHClB C2H5OHH2OC CH2CH2D HBr； H2 思考与交流1、某工厂利用铜屑制硝酸铜。你认为可以用哪些方法？哪种最好？2、回收利用废旧合成材料主要有哪些途径？3、合成材料的生产和使用与环境保护、协调发展是一个社会问题，很多具体问题就现实地摆在我们面前，例如，是限制使用聚苯乙烯快餐盒，还是回收利用？例题2为了降低硫氧化物造成的污染，一种方法是在含硫燃料（如煤）中加入生石灰，这种方法称作“钙基固硫”采用这种方法“固硫”的反应为（） A.2CaO+2S=2CaS+O2 B.S+O2=SO2 C.CaO+SO2=CaSO3 D.2CaSO3+O2=2CaSO

12、4【课时作业】 班级_姓名 _学号 _1、工、农业及城市生活污水中含磷，家用洗涤剂是污水中磷的一个重要来源(洗涤剂中含有磷酸钠)，对于处理污水时要不要除去磷，下列说法中正确的是( )A.磷是生物的营养元素，不必除去B.含磷的污水是很好的肥料，不必除去C.含磷污水引起藻类增殖，使水变质，必须除去D.磷对人无毒，除去与否都无关紧要2、“绿色商品”是对环境无污染的商品，下列商品不能称为“绿色商品”的是：（ ）A无铅汽油B无磷洗涤剂C无氟冰箱D无碘食盐3、发展绿色食品，提高人类生存质量，绿色食品是指：（ ）A绿颜色的营养食品B有叶绿素的营养食品C经济附加值高的营养食品D安全、无公害的营养食品4、“绿色

13、化学”是人们最近提出的一个新概念，主要内容之一是指从技术、经济上设计可行的化学反应，尽可能减少对环境的负作用，下列化学反应符合绿色化学概念的是：（ ）A制CuSO4: Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2+2H2OB制CuSO4: 2Cu+O2=2CuO CuO+H2SO4(稀)=CuSO4+H2OC制Cu(NO3)2: 3Cu+8HNO3(稀)=3Cu(NO3)2+2NO+4H2OD制Cu(NO3)2: Cu+4HNO3(浓)=Cu(NO3)2+2NO2+2H2O5、大气或饮用水被污染时，可能引起人的牙齿骨骼变酥，引起这一污染的元素是( )。A碘 B氟 C氯 D硫6、导致下列现象的主

14、要原因与排放SO2有关的是( )。A酸雨 B光化学烟雾 C臭氧空洞 D温室效应7、近年来，建筑装潢装饰材料进入家庭，调进发现，经过装修的居室以中由装潢装饰材料缓慢释放出来的化学污染物浓度过高，影响健康。这些污染物中最常见的是( )。ACO BSO2 C甲醛、甲苯等有机物 D臭氧8、人们把仪器分为绿色食品、蓝色食品、白色食品等。绿色植物通过光合作用转化的食品叫绿色食品，海洋提供的食品叫蓝色食品，通过微生物发酵制得的食品叫白色食品。下面属于白色食品的是( )。A食醋 B面粉 C海带 D菜油9、特大洪水过后，受灾地区的水源常被严重污染。下列物质中，能对被污染的饮用水起消毒消菌作用的是( )。A生石灰

15、 B漂白粉 C明矾 D绿矾10、由于人类向大气中排放有毒气体，形成南极臭氧层空洞，下列气体中，形成南极臭氧层空洞的罪魁是( )。ACl2 BHCl CNO2 DCCl2F211、我国城市环境中的大气污染物主要是( )。ACO2、Cl2、N2、酸雨 BSO2、NO2、CO、可吸入颗粒物CNH3、CO2、NO2、雾 DHCl、SO2、N2、可吸入颗粒物12、甲基丙烯酸甲酯是世界上年产量超过100万的高分子单体，旧法合成的反应是：（ ）(CH3)2CO+HCN(CH3)2C(OH)CN(CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4CH2=C(CH3)COOCH3+NH4HSO420世纪90年代新

16、法的反应是：CH3CCH+CO+CH3OHCH2=C(CH3)COOCH3与旧法比较，新法的优点是A原料无爆炸危险B原料都是无毒物质C没有副产物，原料利用率高D对设备腐蚀性较小13、根据以下叙述，回答下列问题： 某化工厂按如下步骤进行生产：以煤为燃料煅烧石灰石；用饱和碳酸钠溶液充分吸收步骤中产生的二氧化碳；使步骤中产生的氧化钙跟水反应；消石灰跟碳酸钠反应。（1）该厂生产过程中涉及的物质有：石灰石；纯碱；小苏打；烧碱；二氧化碳； 消石灰。下列叙述正确的是：A起始原料是B起始原料是C最终产品是D最终产品是 （2）该厂生产过程的优点可能有：排放的气体对大气无污染；生产过程中的部分产品可作为起始原料使

17、用；无高温作业。其中正确的是：A只有 B只有C和D和 （3）生产过程中没有涉及的化学反应类型是：A分解反应B化合反应C置换反应D复分解反应14、某河道两旁有甲、乙两家工厂，它们排放的工业废水中，共含K+、Ag+、Fe3+、Cl、OH、 NO3六种离子。 （1）甲厂的废水明显呈碱性，故甲厂废水中所含有的三种离子是_。 （2）乙厂的废水中含有另外三种离子。如果加一定量_(选填：活性炭、硫酸亚铁、铁粉)可以回收其中的金属_(填写元素符号)。 （3）另一种设想是将甲厂和乙厂的废水按适当的比例混合，可以使废水中的_（填写离子符号）转化为沉淀，经过滤后的废水主要含有_，可用来浇灌农田。15、 20世纪90

18、年代初，国际上提出了“预防污染”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段，它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径。下列各项属于“绿色化学”的是（ ）A处理废弃物B治理污染点C减少有毒物D杜绝污染源16、绿色化学的最大特点在于从开始生产时就采取了污染防治的科学手段，实现生产过程的零污染和生产终端的零污染排放，要实现这种生产方式，就必须充分利用资源中的每一个原子，这种理想的生产方式又被称为“原子经济性”。 现有甲、乙、丙3个化肥厂生产尿素，所用的原料不同，但生产的流程相同：原料COH2CO2NH3CO(NH2)2 甲厂：以

19、焦炭、空气和水为原料 乙厂：以天然气、空气和水为原料 丙厂：以石脑油（主要成分C5H12）、空气和水为原料，试回答下列问题： （1）用化学方程式表示乙厂合成尿素的生产过程。 （2）3个化肥厂的原料利用率各不相同，试判断化肥厂对原料的利用率最高的是_，简述原因_参考答案：1、C、2、D、3、D、4、B、5、B、6、A、7、C、8、A、9、B、10、D、11、B、12、CD、13、AD、B、C、14、（1）K+、Cl、OH、（2）铁粉、Ag（3）Ag+、Fe3+、Cl、OH、KNO315、D16、（1）略（2）丙、C：H比最接近1：4课外阅读：1大气污染对大气造成污染的污染物有：SO2、NO、NO

20、2、H2S、CxHy、粒子状污染物、氟化物（F）、铅及其化合物（Pb）、挥发性有机物和放射性元素等。SO2、NO、NO2等物质主要来源于用煤、硝酸工业、硫酸工业、汽车尾气等。它们可以形成酸雨（酸雨是指pH5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，属于严重的大气污染现象），使湖泊水质酸化，毒害水生物、植物，以及使土壤酸化，破坏农作物、森林等；氟化物（F）、氮氧化物可以破坏臭氧层。CO、NO能与人体血红蛋白结合，使动物因缺氧而死亡。NO、NO2、CO、CxHy等还参与光化学烟雾的形成。大气污染物主要通过呼吸道进入人体，也有少量通过接触和刺激体表进入人体。人体吸入的空气经过鼻腔、咽部、喉头、气管、支

21、气管后进入肺泡，并在肺泡上进行气体交换。当血液通过肺泡毛细管时，放出二氧化碳，吸收氧气。含氧的血液被输送到人体各部分，供人体组织和细胞新陈代谢用。如果生活在烟雾迷漫的环境中，空气中的有毒、有害污染物就会溶于体液或沉积在肺泡上，轻者会使上呼吸道受到刺激而有不适感，重者会引起疾病，使呼吸道和肺功能损害，引起病变。大气污染对人体健康的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒和致畸致癌作用等三种。震惊世界的伦敦烟雾事件就是典型的急性中毒事件。1952年12月5日至8日，英国首都伦敦市上空烟雾弥漫，煤烟粉尘积蓄不散，造成了震惊一时的烟雾事件。这起事件使4000名健康市民因此死亡。在毒雾事件之后的两个月内，800

22、0名患肺部疾病的人也因吸入过多的有毒物质而停止呼吸。据调查英国伦敦从1873年一1962年共发生过6次重大的烟雾公害事件，每次都造成成千上万的人发病，甚至死亡。直至1965年以后，伦敦由于采取了排烟脱硫等治理措施，才没再出现烟雾杀人的事件。治理：调整资源结构，开发新能源（太阳能、氢能、风能、地热等），减少使用煤、石油、天然气等化石燃料（或对燃料进行脱硫使用），减少工业废气排放，对废气进行回收净化再利用等。大力植树造林严禁乱砍滥伐。政府部门合理规划、制定标准、加强监测。2水体污染水污染的来源：水体污染主要来自工业废水、农业用水、生活污水。水污染的危害：水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品

23、质量，甚至使生产不能进行下去。水的污染，又影响人民生活，破坏生态，直接危害人的健康，损害很大。水体被污染必将影响整个地球的环境，对人类产生严重的危害。(1)危害人的健康：水污染后，通过饮水或食物链，污染物进入人体，使人急性或慢性中毒。砷、铬、铵类、苯并芘等，可诱发癌症。 (2)对工农业生产的危害水质污染后，工业用水必须投入更多的处理费用，造成资源、能源的浪费，食品工业用水要求更为严格，水质不合格，会使生产停顿。农业使用污水，使作物减产，品质降低，甚至使人畜受害，大片农田遭受污染，降低土壤质量。海洋污染的后果也十分严重，如石油污染，造成海鸟和海洋生物死亡。 (3)水的富营养化的危害在正

24、常情况下，氧在水中有一定溶解度。溶解氧不仅是水生生物得以生存的条件，而且氧参加水中的各种氧化还原反应，促进污染物转化降解，是天然水体具有自净能力的重要原因。含有大量氮、磷、钾的生活污水的排放，大量有机物在水中降解放出营养元素，促进水中藻类丛生，植物疯长，使水体通气不良，溶解氧下降，甚至出现无氧层。以致使水生植物大量死亡，水面发黑，水体发臭形成“死湖”、“死河”、“死海”，进而变成沼泽。这种现象称为水的富营养化。富营养化的水臭味大、颜色深、细菌多，这种水的水质差，不能直接利用，水中断鱼大量死亡。水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养化引起藻类 （如蓝藻 、绿藻、硅藻等）的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而