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1、第二节 资源综合利用 环境保护,高一年级 化学2 第四章 化学与自然资源的开发利用,知识回顾 一、化石燃料 煤、石油和天然气都是古代 经过一系列复杂变化而成的，它们是人们生活中经常使用的主要燃料，因此人们常称它们为 燃料，是 资源。 二、煤、石油燃烧对环境的影响 1、煤的燃烧对空气的影响 煤燃烧时会排放出 等气体和一些烟尘，它们都是大气的污染物。 2、用石油作燃料，直接燃烧的是石油的加工产品汽油、煤油、柴油等，它们燃烧时会排放出 、 、含 化合物、未燃烧的 化合物和烟尘等，它们都是大气的污染物。,动植物遗骸,化石,不可再生,SO2、NO2,CO,氮的氧化物,铅,碳氢,迄今为止，煤、石油、天然气

2、仍是人 类使用的主要能源，同时它们也是重 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。,一、煤、石油和天然气的综合利用,1、煤的种类与组成,煤的种类,2煤的元素组成：C、H、O、N、S等3煤的成分：由有机物和少量无机物所组成的复杂混合物,(一) 从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,4煤的综合利用,将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上也叫 煤的焦化,（1）煤的干馏,煤干馏的主要产品和用途,煤的汽化和液化就是使煤变成清洁能源的有效途径，与此同时煤的燃烧效率等也得到提高。,（2）煤的气化,（3）煤的液化,煤的直接液化：使煤

3、与氢气作用生成液体燃料。,煤的间接液化：先将煤转化为CO和H2，再在催 化剂作用下合成甲醇等。,5、天然气的组成及其综合利用,天然气主要成分是甲烷。天然气是一种清洁 燃料，可以直接用作燃料。天然气更是一种重要 的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇及分子 内含两个或两个以上碳原子的其他有机化合物。,甲烷水合物,甲烷水合物是由甲烷和水在高压（100大气压或10MPa）和低温（010）条件下合成的一种固态结晶物质，可表示为CH4nH2O,甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。甲烷水合物多呈白色或浅灰色晶体，外貌类似冰雪，可以象酒精块一样被点燃，故也有人叫它“可燃冰”。,你知道吗？,俄天然气管道通向中国

4、,德国天然气汽车,6、石油的组成及其综合利用,(2)石油的分馏,石油分馏：是利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程。,石油分馏主要在分馏塔中进行，通过分馏可以获得汽油、煤油、柴油等轻质油。,（1）石油的组成：由多种碳氢化合物组成的混合物,石油分馏示意图,分馏是对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏。如石油的分馏。,干馏、分馏和蒸馏的区别：,干馏是固态混合物隔绝空气加强热使之分解 的过程，属于化学反应。如：煤的干馏。,蒸馏是把液态混合物加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的过程。属于物理变化。,（2）石油的催化裂化、裂解,石油的催化裂化是将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含

5、碳原子较少、沸点较低的汽油的过程。石油裂化的产品再经过进一步裂解，可以获得很多重要的化工原料。,裂化的目的：,提高轻质液体燃料的产量。,（3）石油的催化重整,在加热和催化剂的作用下，使石油中的链状烃发生结构的重新调整而转化为环状烃的过程叫石油的催化重整。,石油的催化重整的目的： 获取苯、甲苯等重要的基本化工原料，并提高汽油品质。,1、原料： 。 2、合成材料基本特征： 。 3、合成材料的合成原理： 。 例如：乙烯合成聚乙烯 丙烯合成聚丙烯,石油、煤、天然气,相对分子质量很大，属于高分子化合物,聚合反应,(二) 以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,由低分子（相对分子质量小）生成高分子化合 物（

6、相对分子质量巨大）的反应叫做聚合反应。,（聚乙烯）,（单体）,（链节）,(n 为聚合度),丙烯,聚丙烯,聚合反应,加聚反应,缩聚反应,二、环境保护与绿色化学,当人类活动产生的污染物或某种能造成污染物质，进入环境的浓度或总量超越环境容量或环境自净的能力，从而导致环境质量下降及恶化的现象，就是环境污染。,想一想：什么是环境污染呢？,1998摩洛哥干旱羊上树,沙尘暴:,1986年4月,乌克兰基辅北部切尔诺贝利核电站4号反应堆爆炸,放射性物质大量外泻,造成31人死亡,237人受放射性伤害.,根据村民的不完全统计，自1999年以来，西堤头村和刘快庄村各种癌症患者有232人，平均年龄51岁，最小的才7岁，

7、已经死亡172人，其中肺癌、肝癌和肠癌的患病比例最高。两个村的总人口大约是1.3万，癌症发病率达到了178/万，是全国癌症平均发病率7/万的25倍多,光化学烟雾,光化学烟雾 大气污染物一氧化氮、二氧化氮和某些碳氢化合物在太阳光紫外线的照射下，在低空大气中发生复杂的光化学反应（大气中的氧气也参加了反应），形成白色或浅兰色有特殊气味的光化学烟雾。 光化学烟雾中主要含二次污染物如醛类、酮类、臭氧、过氧硝酸、乙酰酯等。光化学烟雾严重危害人体健康，损害植物及橡胶制品等。,水华,海水,淡水,请看以下数据：,1全世界每年消耗的化石燃料，世纪初不足亿吨，年代初达亿吨 人类每年都在制造成千上万种新化学品，有毒化

8、学品已达万吨,南极企鹅体内也检验出滴滴涕,北极附近冰盖层,铅汞含量不断上升.,污染到处存在,世界已无净土,(一)环境污染的分类：,1按环境要素分：大气污染、水体污染、土壤污染,2按人类活动分：工业环境污染、城市环境污染、 农业环境污染,3按造成污染的性质、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)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

9、清洁生产绿色化学,三、绿色化学与清洁生产,绿色化学的核心是要利用化学原理从源头消除污染 。绿色化学是指化学反应和过程以“原子经济性”为基 本原则，即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反 应的每个原料原子，实现“零排放”。不仅充分利用资 源，而且不产生污染；并采用无毒、无害的溶剂、助剂 和催化剂，生产有利于环境保护、社区安全和人身健康 的环境友好产品。绿色化学化工的目标是寻找充分利用 原材料和能源，且在各个环节都洁净和无污染的反应途 径和工艺。对生产过程来说，绿色化学包括：节约原材 料和能源，淘汰有毒原材料，在生产过程排放废物之前 减降废物的数量和毒性；对产品来说，绿色化学旨在减 少从原料的加工到产品的最终处置的全周期的不利影响。,绿色化学,绿色化学的核心之一：原子经济性,最理想的“原子经济”：反