【人教创新设计】高考化学一轮复习 第二节 化学与资源综合利用 环境保护

1.煤、石油、天然气的综合开发与利用的意义。2．环境污染与保护。3．绿色化学的应用。

第二节化学与资源综合利用环境保护1．煤的综合利用 (1)煤的组成 煤是由

和少量

组成的复杂

。 煤的元素组成主要是

，还含有少量的H、O、N、S等元素。有机物无机物混合物C(2)煤的综合利用煤的综合利用主要是通过煤的

、煤的

和

，获得洁净的

和多种化工原料。①煤的干馏煤的干馏是将煤

加强热使其

的过程，也叫煤的焦化。②煤的气化将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳和水蒸气反应生成水煤气等。C(s)＋H2O(g)

.干馏液化气化燃料隔绝空气分解CO(g)＋H2(g) ③煤的液化 a．直接液化：使煤与

作用生成液体燃料。 b．间接液化：使煤先气化为

和

，再催化合成

。2．天然气的综合利用 (1)成分：主要成分是

。 (2)用途：天然气是一种清洁的

，又是重要的化工原料，主要用于合成氨和生成甲醇等。

氢气COH2甲醇甲烷化石燃料3．石油的综合利用

石油的成分①从元素种类看：石油所含的主要元素是碳和氢，同时含有少量的S、O、N等元素。 ②从化合物的种类看：石油是由各种

、环烷烃、芳香烃组成的混合物。烷烃1．环境污染及保护

除了自然因素外，大气污染主要来自

；工业生产废水会导致

、

的污染；废渣等固体废弃物的处理兼有

和

两个重要目的2．原子经济

原子经济要求反应物的原子全部转化成目标产物，原子的利用率达到

，也就是说在化学反应过程中不产生任何废物。化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物土壤水源减少环境污染资源回收利用100%3．绿色化学

绿色化学的核心就是利用化学反应物质从

上减少和消除工业生产对环境的污染。 小结：环保问题近年来广泛受到人们的关注。现对造成环境污染的热点问题总结如下： 1．酸雨——形成原因主要是SO2和氮氧化合物。 2．光化学烟雾——主要是氮氧化合物、碳氢化合物造成的。源头3．臭氧空洞——主要是氮氧化合物、氟氯代烃等的排放引起的。4．温室效应——主要是由于大气中CO2含量的不断增加造成的。5．白色污染——聚乙烯塑料的大量使用。6．赤潮——含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放。1．煤干馏的主要产品和用途

干馏产品主要成分主要用途焦炉气焦炉气氨气、甲烷、乙烯、一氧化碳气体燃料、化工原料粗氨水氨、铵盐氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯炸药、染料、医药、农药、合成材料煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚类、萘染料、医药、农药、合成材料沥青筑路材料、制碳素电极焦炭碳冶金、合成氨造气、电石、燃料2.石油的炼制方法原料原理目的分馏原油(常压分馏)重油(减压分馏)根据石油各组分沸点高低不同，利用加热汽化、冷凝、回流，把石油分成不同沸点范围的组分得到不同沸点范围的分馏产物——汽油、煤油、柴油、重油等裂化重油、石蜡在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃提高轻质液体燃料油的产量，特别是提高汽油的产量裂解(深度裂化)石油分馏产品(包括石油气)在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃获得短链不饱和烃，如乙烯、丙烯、丁二烯等【例1】下列说法中错误的是() A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油 B．含C18以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油 C．煤是由有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：煤经干馏得到煤焦油等物质，而煤焦油是含多种芳香族化合物的复杂混合物，可分馏出苯、甲苯等物质，但煤本身不含有苯、甲苯，故答案为D。 答案：D1．工业上获得乙烯和丙烯的方法是() A．石油分馏B．煤的干馏C．石蜡催化裂化D．重油裂解 解析：裂解是指石油分馏产物(包括石油气)中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等各种短链气态烃和少量液态烃的过程，答案为D。 答案：D通过催化剂催化、高温等手段将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的焓的过程，叫裂化。例如：主要目的是提高轻质燃料油的含量，所得轻质油和直接分馏所得轻质油的区别是前者含有不饱和烯烃，因此裂化汽油可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色。【例2】(2010·试题调研，广东东莞调研)已知碳原子数≥3的烷烃均可裂化为碳原子数更少的一种烷烃和一种烯烃。含有5个碳原子的烷烃催化裂化可生成的烯烃最多有() A．4种 B．5种 C．3种 D．2种解析：含有5个碳原子的烷烃，催化裂化时可按以下方式键断裂：①C5H12CH4＋C4H8，②C5H12C2H6＋C3H6，③C5H12C2H4＋C3H8，④C3H8CH4＋C2H4。在上述反应中生成的烯烃分子为C4H8、C2H4、C3H6，再结合这些烯烃的同分导构体，可推知共有5种不同的烯烃分子。答案：B2．丁烷催化裂化，其碳链按两种方式断裂，生成两种烷烃和两种烯烃。若丁烷的裂解率为90%，且裂解后两种烯烃的质量相等，则裂解后得到的相对分子质量最小的气态烃在混合气体中的体积分数为() A．11%B．19%C．40%D．50%解析：本题主要考查混合气体的计算。为了计算的方便，可假设两种烯烃的质量均为42g，即乙烯为1.5mol，丙烯为1mol。由化学方程式C4H10→CH4＋C3H6和C4H10→C2H6＋C2H4可知：CH4为1mol，C2H6为1.5mol，则未裂解的C4H10为：－2.5mol＝0.28mol。故甲烷的体积分数为：×100%＝19%。答案：B【例1】对于右图的叙述错误的是() A．图示实验中发生了化学变化 B．液体X溶液的pH>7，液体Y是一种黑色黏稠状液体 C．气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色 D．试管A中产生浓的白烟解析：此题考查有关煤的干馏及其产物的知识。煤的干馏是煤在隔绝空气的条件下加强热使其分解的过程，它发生了复杂的物理、化学变化；煤的干馏产物有NH3生成，易溶于水而呈碱性，故pH>7；同时煤干馏还生成了煤焦油，它的化学成分主要为苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘、沥青等的混合物，是难溶于水的黏稠液体；干馏的气体产物中有H2、CO，具有还原性，可以还原氧化铜；气体产物中的乙烯可以使溴水褪色。因此选项A、B、C均正确。叙述错误的是D。答案：D

高分策略从根本上去把握什么叫煤的干馏。准确记忆煤的干馏产品，是准确解答此题的关键。

【例2】(2009·安徽理综，27)(12分)某厂废水中含5.00×10－3mol·L－1的，其毒性较大。某研究性学习小组为了变废为宝，将废水处理得到磁性材料Cr0.5Fe1.5FeO4(Fe的化合价依次为＋3、＋2)，设计了如下实验流程：(1)第①步反应的离子方程式是_____________________________________________。(2)第②步中用pH试纸测定溶液pH的操作是：________________________________________________________________________________________________________。(3)第②步过滤得到的滤渣中主要成分除Cr(OH)3外，还有________。(4)欲使1L该废水中的完全转化为Cr0.5Fe1.5FeO4，理论上需要加入________gFeSO4·7H2O。

1．粗心将“”写成了“Cr2O7”。2.未掌握“用pH试纸测定溶液pH”的操作方法。3.未挖掘出磁性材料中“Fe的化合价依次为＋3、＋2”这一信息的价值，只凭平时的定势思维而思考问题。4.依据第①步反应的离子方程式求解第(4)问，仍是未注意到最终产物中含有＋2价的Fe。

解答本题时，审题、析题很重要，不仅要细读文字题干，还要分析实验流程，结合题目要求认真解答。在分析滤渣成分时，主要是结合磁性材料中的Fe为＋3价和＋2价这一信息。解答第(4)问时，根据“Cr”守恒、“Fe”守恒列出关系式—4Cr0.5Fe1.5FeO4～10FeSO4·7H2O进行求算。

(1)＋6Fe2＋＋14H＋===2Cr3＋＋6Fe3＋＋7H2O(2)将一小片pH试纸放在洁净干燥的表面皿上，用玻璃棒蘸取少量待测液，点在pH试纸上，再与标准比色卡对照(3)Fe(OH)3、Fe(OH)2(4)13.9

对近年的高考试题进行分析，不难发现，无机化合物的制备试题很多是将化学工艺或化学工业生产及最新科技成果融入其中，来考查学生的综合能力(本题主要考查离子方程式的书写、基本实验操作、化学计算等知识)。化学工艺流程题一般从以下两点设置