必修开发利用金属矿物和海水资源学习教案

1、会计学1必修必修 开发利用金属开发利用金属(jnsh)矿物和海水资矿物和海水资源源第一页，共42页。第1页/共42页第二页，共42页。 煤、石油和天然气仍然是人类煤、石油和天然气仍然是人类使用的主要能源使用的主要能源(nngyun)(nngyun)，也，也是三种重要的化石燃料是三种重要的化石燃料优点优点: : 提供能量、化工原料提供能量、化工原料缺点缺点: : 不可再生、环境污染不可再生、环境污染第2页/共42页第三页，共42页。求知课堂求知课堂(ktng)互动互动一、煤的综合利用一、煤的综合利用1、煤的组成、煤的组成 组成元素组成元素:主要主要(zhyo)是碳元素；是碳元素；（还有少量的（还

2、有少量的H、O、N、P、S、卤、卤素等）素等）组成成分：是由多种有机物、无机组成成分：是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物。物组成的复杂混合物。煤的结构模型煤的结构模型第3页/共42页第四页，共42页。污染环境污染环境COx、NOx、 SO2 烟尘烟尘煤的组成煤的组成1 1、煤的组成、煤的组成第4页/共42页第五页，共42页。煤的综合利用煤的综合利用(znghlyng)煤的干馏煤的干馏(gnli)煤的气化煤的气化(q hu)煤的液化煤的液化获得洁净的燃料和多获得洁净的燃料和多种化工原料种化工原料第5页/共42页第六页，共42页。煤的干馏实验煤的干馏实验(shyn)装置图装置图实验实验(shy

3、n)装装置置1实验实验(shyn)装置装置22 2、煤的综合利用、煤的综合利用（1 1）煤的干馏）煤的干馏煤的干馏原理：煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。第6页/共42页第七页，共42页。表表4-2 4-2 煤干馏的主要产品煤干馏的主要产品(chnpn)(chnpn)和用和用途途第7页/共42页第八页，共42页。（2）煤的气化）煤的气化(q hu)： 将煤中的有机物及碳转化将煤中的有机物及碳转化(zhunhu)为可燃性为可燃性气体的过程。气体的过程。 C(s) + HC(s) + H2 2O CO(g) + HO CO(g) + H2 2(g)(

4、g)高温CO(g)+ 3HCO(g)+ 3H2 2 CH CH4 4(g) + H(g) + H2 2O(l)O(l)一定条件中热值气中热值气高热值气高热值气2CO(g)+ O2CO(g)+ O2 2 2CO 2CO2 2(g)(g)；H=-566KJ/mol2H2H2 2(g)+ O(g)+ O2 2 2H 2H2 2O(l)O(l)；H=-571KJ/molCHCH4 4(g)+ 2O(g)+ 2O2 2 CO CO2 2(g) + 2H(g) + 2H2 2O(l)O(l)H=-890.3KJ/mol第8页/共42页第九页，共42页。 将煤转化液体燃料的过程。将煤转化液体燃料的过程。 分

5、为直接液化分为直接液化(yhu)和间接液化和间接液化(yhu)。 （3）煤的液化）煤的液化(yhu)：C(s) + HC(s) + H2 2O CO(g) + HO CO(g) + H2 2(g)(g)高温 CO + 2HCO + 2H2 2 CH CH3 3OHOH（甲醇）（甲醇）一定条件如：如：第9页/共42页第十页，共42页。第10页/共42页第十一页，共42页。二、石油二、石油(shyu)的的综合利用综合利用1、石油、石油(shyu)的组的组成元素成元素: 主要主要(zhyo)是碳、氢元素是碳、氢元素是由各种是由各种( zhn)烷烃、环烷烃和芳烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。（还有水

6、分、盐分香烃组成的混合物。（还有水分、盐分等杂质）等杂质）石油的主要成分：石油的主要成分：2、石油的炼制石油的炼制(除水脱盐后除水脱盐后)（1）石油的分馏：）石油的分馏：利用原油中各组分的沸点不同将复杂的利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物分离成简单混合物的过程。混合物分离成简单混合物的过程。第11页/共42页第十二页，共42页。石油石油(shyu)分馏示意图分馏示意图第12页/共42页第十三页，共42页。第13页/共42页第十四页，共42页。3、石油的裂化和裂解、石油的裂化和裂解(li ji)（1）裂化的目的：）裂化的目的：（2）裂化的原理：）裂化的原理：石油的裂解石油的裂解(li ji

7、)是是 . 。 在催化剂的作用(zuyng)下将含碳原子多的重油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程提高提高(t go)轻质液体燃料的产量。轻质液体燃料的产量。（3）裂解裂解: 深度的裂化。深度的裂化。裂解的目的：裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。乙烯的产量是一个国家石化水平的标志乙烯的产量是一个国家石化水平的标志第14页/共42页第十五页，共42页。第15页/共42页第十六页，共42页。25%产量产量(chnling)提高提高第16页/共42页第十七页，共42页。第17页/共42页第十八页，共42页。三、天然气的综合利用三、天然气的综合利用

8、天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料，作为化工原料，它主种重要的化工原料，作为化工原料，它主要用于合成要用于合成 和生产和生产 等。天然气化等。天然气化工以含一个碳原子的甲烷为原料，通过化工以含一个碳原子的甲烷为原料，通过化学变化形成含两个或多个碳原子的其他有学变化形成含两个或多个碳原子的其他有机化合物。实现天然气的有效转化是一项机化合物。实现天然气的有效转化是一项具有具有(jyu)挑战性的课题。挑战性的课题。氨氨甲醇甲醇(ji chn)第18页/共42页第十九页，共42页。天然天然气灶气灶液化液化(yhu)天然气天然气公交车公交车第19页/

9、共42页第二十页，共42页。四、合成材料四、合成材料(cilio)1、原料：、原料： 。2、合成材料、合成材料(cilio)基本特征：基本特征： 。3、合成材料、合成材料(cilio)的合成原理：的合成原理： 。例如：乙烯合成聚乙烯例如：乙烯合成聚乙烯 ，丙烯合成聚丙烯丙烯合成聚丙烯 。石油石油(shyu)、煤、天然气、煤、天然气相对分子质量相对分子质量(zhling)很大，属于高分子化合物很大，属于高分子化合物加聚、缩聚加聚、缩聚第20页/共42页第二十一页，共42页。4 4、聚乙烯与高分子化合物、聚乙烯与高分子化合物（1 1）聚乙烯的生成）聚乙烯的生成(shn chn)(shn chn)C

10、H2=CH2CH2=CH2CH2=CH2+ CH2CH2 nnCH2=CH2 催化剂 CH2CH2 n聚乙烯聚乙烯（2 2）高分子化合物及其特征）高分子化合物及其特征(tzhng)(tzhng)第21页/共42页第二十二页，共42页。塑料、合成橡胶、合成纤维塑料、合成橡胶、合成纤维第22页/共42页第二十三页，共42页。聚丙烯：聚丙烯： 单体单体(dn t)：CH2CHCH3第23页/共42页第二十四页，共42页。聚苯乙烯聚苯乙烯单体单体(dn t)：CH2CHC6H5第24页/共42页第二十五页，共42页。聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃（有机玻璃(yuj b l)）单体单体(d

11、n t)：CH2CCH3COOCH3第25页/共42页第二十六页，共42页。酚醛塑料酚醛塑料(fn qun s lio)单体单体(dn t)：苯酚苯酚(bn fn)、甲醛、甲醛第26页/共42页第二十七页，共42页。聚四氟乙烯聚四氟乙烯单体单体(dn t)：CF2CF2第27页/共42页第二十八页，共42页。1、回收利用废旧合成材料主要有三种途径：一是通过、回收利用废旧合成材料主要有三种途径：一是通过熔融再生重新作成熔融再生重新作成(zuchng)多种有用的材料；二是采多种有用的材料；二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；

12、三是将废旧合成材料作为燃料使用。工原料；三是将废旧合成材料作为燃料使用。第28页/共42页第二十九页，共42页。第二(d r)课时第29页/共42页第三十页，共42页。求知课堂互动求知课堂互动一、环境保护一、环境保护1、在环境问题面前，化学工作者所面临的重、在环境问题面前，化学工作者所面临的重要问题在环境问题日益突出的今天，化学工作要问题在环境问题日益突出的今天，化学工作者所面临的重要任务是对者所面临的重要任务是对 的检测、的检测、 的治理的治理(zhl)、寻找从源头上治理、寻找从源头上治理(zhl) 的生产工艺。的生产工艺。2、化学在三废治理、化学在三废治理(zhl)过程中的重要作用过程中的

13、重要作用环境环境(hunjng)情况情况三废三废(snfi)环境污染环境污染第30页/共42页第三十一页，共42页。第31页/共42页第三十二页，共42页。第32页/共42页第三十三页，共42页。思考与交流思考与交流:1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物质物质 。工业上常利用它们与一些廉价易得的。工业上常利用它们与一些廉价易得的化学物质发生反应化学物质发生反应(fnyng)加以控制、消除加以控制、消除或回收利用。请举例说明这些方法的化学反或回收利用。请举例说明这些方法的化学反应应(fnyng)原理和类型。原理和类型。酸雨是指酸雨是指PH5.6的酸性降水，

14、其主要成分是的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，属于严重的大气污染现象，硫酸和硝酸，属于严重的大气污染现象，会区域性或随风漂移形成对土壤肥力、森会区域性或随风漂移形成对土壤肥力、森林、水生动植物和建筑物等的大范围危害林、水生动植物和建筑物等的大范围危害(wihi)。酸雨主要是由化石燃料的燃烧、。酸雨主要是由化石燃料的燃烧、金属矿物的冶炼、生产和使用硫酸、硝酸金属矿物的冶炼、生产和使用硫酸、硝酸的工厂等排放的硫氧化物和氮氧化物所造的工厂等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。成的。第33页/共42页第三十四页，共42页。 利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进而控制

15、酸雨等危害。例如：针对而控制酸雨等危害。例如：针对(zhndu)我国我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点，主以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点，主要采取燃料预脱煤、炉内脱硫和烟囱排气除硫要采取燃料预脱煤、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施，用等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等、水等吸收脱硫。吸收脱硫。 CaO+SO2=CaSO3 2CaSO3+O2=2CaSO4 SO2+2NH3+H2O=(NH4)2SO3800 800 第34页/共42页第三十五页，共42页。再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制，其再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制，其中的氮氧化物还是光化学污染

16、的主要成因，它比中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因，它比硫氧化物的消除难度大，一般采用硫氧化物的消除难度大，一般采用CH4、H2、NH3等在等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物还原等催化作用下是氮氧化物还原(hun yun)，转化为，转化为N2、CO2、H2O等无害气体。等无害气体。CH4+4NO2=4NO+CO2+2H2OCH4+4NO=2N2+CO2+2H2OPt400500 Pt400500第35页/共42页第三十六页，共42页。水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水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的富营养化引起藻类 （如蓝藻（如蓝藻 、绿藻、硅藻、绿藻、硅

17、藻等）的迅猛生长等）的迅猛生长(shngzhng)(shngzhng)，水一般呈蓝色，水一般呈蓝色或绿色。或绿色。淡水中淡水中“水华水华”造成的造成的最大危害是：饮用水源最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康食物链影响人类的健康，蓝藻，蓝藻“水华水华”的次生的次生代谢产物代谢产物MCRSTMCRST能损害能损害肝脏肝脏(gnzng)(gnzng)，具有，具有促癌效应，直接威胁人促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。类的健康和生存。第36页/共42页第三十七页，共42页。赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖异常增殖(zngzh)(zngzh)或聚集而引起海水变色的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，它现象。实际上，赤潮并不一