资源综合利用、环境保护.ppt

威远中学化学组威远中学化学组威远中学化学组威远中学化学组 聂泽良聂泽良聂泽良聂泽良北北宋宋时时期期大大科科学学家家沈沈括括在在梦梦溪溪笔笔谈谈中中记记载载了了在在陕陕西西米米酯酯地地区区发发现现的的“石石油油”情情况况，并并预预言言：此此物物必必大大行行于于世世思考：何为化石燃料？请例举化思考：何为化石燃料？请例举化石燃料的种类石燃料的种类.思考：化石燃料是如何形成的思考：化石燃料是如何形成的？化石燃料：煤、石油和天然气都是化石燃料：煤、石油和天然气都是古代古代 经过一系列复杂变化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主要燃料，因此人们常称它们为 燃料，是燃料，是 资源。资源。动植物遗骸动植物遗骸不可再生不可再生化石化石 煤、石油和天然气煤、石油和天然气仍然是人仍然是人类使用的主要能源，也是三种重类使用的主要能源，也是三种重要的要的化石燃料化石燃料。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、污染环境不可再生、污染环境（一）煤、石油和天然气的综合利用（一）煤、石油和天然气的综合利用一、煤的组成及其综合利用一、煤的组成及其综合利用无机物无机物(少量少量)C C 元素（大量）元素（大量）H H、O O、N N、S S 等元素（少量）等元素（少量）无机盐等无机盐等 污污染染环环境境COCOx x、NONOx x、SOSO2 2 烟尘烟尘1.1.煤的组成煤的组成有有机机物物煤的结构模型煤的结构模型2 2、煤的种类、煤的种类无烟煤无烟煤泥煤泥煤 褐煤褐煤煤煤煤煤直接作燃料直接作燃料直接作燃料直接作燃料利用率低并污染环境利用率低并污染环境利用率低并污染环境利用率低并污染环境3、煤的综合利用、煤的综合利用煤的干馏煤的干馏煤的气化煤的气化煤的液化煤的液化 获得洁净的燃料和多种获得洁净的燃料和多种化工原料化工原料 物尽其用，保护环境物尽其用，保护环境物尽其用，保护环境物尽其用，保护环境煤干馏的产物有哪些？煤干馏的产物有哪些？将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，叫将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，叫做做煤的干馏，煤的干馏，工业上也叫工业上也叫煤的焦化煤的焦化。（1 1）煤的干馏）煤的干馏表表4-2 4-2 煤干馏的主要产品和用途煤干馏的主要产品和用途 在一定条件下把煤中的在一定条件下把煤中的有机物有机物转化为转化为可燃性可燃性气体气体的过程。的过程。主要反应是：主要反应是：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高温高温（2 2）煤的气化）煤的气化CO和和H2的混合物又叫水煤气的混合物又叫水煤气在一定条件下将煤转化为在一定条件下将煤转化为液体液体燃料。燃料。直接液化直接液化间接液化间接液化煤与煤与氢气氢气作用生成液体燃料作用生成液体燃料先转化为先转化为COCO和和H H2 2，再在催化剂作，再在催化剂作用下合成用下合成甲醇甲醇（3 3）煤的液化）煤的液化CO +2 H2 CH3OH (甲醇甲醇)催化剂催化剂加热加热 加压加压 煤的汽化和液化就是使煤煤的汽化和液化就是使煤变成清洁能源变成清洁能源的有效途的有效途径，与此同时煤的径，与此同时煤的燃烧效率燃烧效率等也得到等也得到提高提高.二、天然气的组成及其综合利用二、天然气的组成及其综合利用 我国的天然气资源很丰富我国的天然气资源很丰富,但分布很不均但分布很不均匀匀,为了改善我国东部的能源结构为了改善我国东部的能源结构,制定了什制定了什么计划？么计划？天然气的主要成分是天然气的主要成分是 。综合利用（用途）：综合利用（用途）：（1 1）化石燃料）化石燃料清洁能源清洁能源 （2 2）化工原料：合成）化工原料：合成氨氨、生产、生产甲醇甲醇、合成两碳或、合成两碳或多碳多碳有机物有机物甲烷甲烷 阅读教材阅读教材P P9696资料资料卡片卡片甲烷水合物。甲烷水合物。三、石油的组成及其综合利用三、石油的组成及其综合利用 石油主要是多种石油主要是多种碳氢化合物碳氢化合物组成的组成的混合物混合物。(黑黑色或深棕色粘稠液体，比水稍轻，不溶于水，有特殊色或深棕色粘稠液体，比水稍轻，不溶于水，有特殊气味，气味，无固定沸点无固定沸点。)按元素：按元素：碳、氢碳、氢含量为含量为 97%-98%97%-98%按物质：按物质：烷烃、环烷烃、芳香烃烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。的混合物。（一般石油不含烯烃）（一般石油不含烯烃）按组成状态：按组成状态：固态、液态、气态固态、液态、气态。大部分是液态烃，同。大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃。时在液态烃里溶有气态烃和固态烃。重柴油重柴油润滑油润滑油(脱凡士林石蜡脱凡士林石蜡)渣油渣油(制沥青制沥青)利用原油中各组分利用原油中各组分沸点沸点的不同的不同将复杂的混将复杂的混合物分离成简单混合物的过程合物分离成简单混合物的过程叫做分馏，分馏叫做分馏，分馏产物叫产物叫馏分馏分。(它属它属混合物混合物)石油气石油气 汽油汽油:C:C5 5C C1111(直馏汽油直馏汽油)煤油煤油:C:C1111C C1616 柴油柴油:C:C1515C C1818 重油重油 常压常压 常压常压石油石油 加热炉加热炉 分馏塔分馏塔重油重油:C:C1616 以上以上 减压减压 减压减压 加热炉加热炉 分馏塔分馏塔1 1、石油的分馏：、石油的分馏：石油的综合利用石油的综合利用 石油分馏主要在分馏塔中进行，通过石油分馏主要在分馏塔中进行，通过分分馏馏可以可以获得获得汽油、煤油、柴油汽油、煤油、柴油等等轻质油轻质油。有有 常压分馏常压分馏 和和 减压分馏两种减压分馏两种.实验室蒸馏石油的装置实验室蒸馏石油的装置 温度计温度计蒸馏烧瓶蒸馏烧瓶冷凝器冷凝器接受器（牛角管）接受器（牛角管）碎瓷片碎瓷片、石油的催化裂化、石油的催化裂化在催化剂作用下，将相对分子质量大、沸点较高的烃断在催化剂作用下，将相对分子质量大、沸点较高的烃断在催化剂作用下，将相对分子质量大、沸点较高的烃断在催化剂作用下，将相对分子质量大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量小、沸点较低的汽油的过程。裂为相对分子质量小、沸点较低的汽油的过程。裂为相对分子质量小、沸点较低的汽油的过程。裂为相对分子质量小、沸点较低的汽油的过程。C16H34 C8H18+C8H16 催化剂催化剂加热、加压加热、加压催化剂催化剂加热、加压加热、加压 C8H18C4H10+C4H8 规律：生成等物质的量的烷烃和烯烃规律：生成等物质的量的烷烃和烯烃。目的：提高目的：提高轻质液体燃料轻质液体燃料（特别是（特别是汽油汽油）的的产量和质量。产量和质量。注意注意 汽油有直馏汽油和裂化汽油两种汽油有直馏汽油和裂化汽油两种.直馏汽油是由石直馏汽油是由石油直接分馏而得的汽油油直接分馏而得的汽油(不不含烯烃含烯烃)；裂化汽油是由重油；裂化汽油是由重油经裂化而制得的汽油经裂化而制得的汽油(含有烯烃含有烯烃)。两者成分不同。两者成分不同.、石油的裂解：、石油的裂解：深度裂化深度裂化 用比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少用比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少用比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少用比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少的气态烃分子和少量的液态烃，获取有机化工原料，如乙烯等。的气态烃分子和少量的液态烃，获取有机化工原料，如乙烯等。的气态烃分子和少量的液态烃，获取有机化工原料，如乙烯等。的气态烃分子和少量的液态烃，获取有机化工原料，如乙烯等。催化剂催化剂加热、加压加热、加压CH+CH CHCH催化剂催化剂加热、加压加热、加压CH+CH 目的：获得短链不饱和烃（如目的：获得短链不饱和烃（如乙烯、丙烯、丁二烯等）和少乙烯、丙烯、丁二烯等）和少量液态烃。量液态烃。比较蒸馏、分馏、干馏比较蒸馏、分馏、干馏蒸馏蒸馏 分馏分馏干馏干馏操作操作过程过程原理原理目的目的加热和加热和冷凝冷凝加热和加热和冷凝冷凝隔绝空气隔绝空气加强热加强热物理物理变化变化物理物理变化变化复杂的物理变复杂的物理变化和化学变化化和化学变化分离分离精炼精炼加工煤加工煤石油的催化重整石油的催化重整：在加热和催化剂的作用下，可以通过在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，如苯的合成过程。烃，如苯的合成过程。四、合成材料：四、合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维塑料、合成橡胶、合成纤维化石燃料的产品化石燃料的产品三大合成材料：三大合成材料：1 1、聚乙烯的生成、聚乙烯的生成nCH2=CH2 CH2CH2 n聚乙烯聚乙烯单体单体单体单体CH2CH2CH2=CH2链节链节链节链节聚合度聚合度聚合度聚合度n方法：将方法：将双键双键改为改为单键单键，将原来连在，将原来连在不饱和碳原子上的不饱和碳原子上的其它原子（或原子团）其它原子（或原子团）写在链节的上方或下方。写在链节的上方或下方。聚合反应：聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子互相结合成由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子化合物的反应。相对分子质量大的高分子化合物的反应。加聚反应：加聚反应：通过加成反应而生成高分子化合物，叫加成通过加成反应而生成高分子化合物，叫加成聚合反应，简称加聚反应。聚合反应，简称加聚反应。资料卡片资料卡片资料卡片资料卡片P98P98P98P982 2、高分子化合物及其特征、高分子化合物及其特征 相对分子质量很大相对分子质量很大相对分子质量很大相对分子质量很大,是混合物是混合物是混合物是混合物,无固定的熔沸点。无固定的熔沸点。无固定的熔沸点。无固定的熔沸点。聚丙烯：聚丙烯：单体：单体：CH2CHCH3聚苯乙烯聚苯乙烯单体：单体：CH2CHC6H5聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）（有机玻璃）单体：单体：CH2CCH3COOCH3酚醛塑料酚醛塑料单体：单体：苯酚、甲醛苯酚、甲醛聚四氟乙烯聚四氟乙烯单体：单体：CF2CF2聚氯乙烯塑料聚氯乙烯塑料聚乙烯塑料聚乙烯塑料合合成成纤纤维维思考与交流思考与交流P99 1P99 1P99 1P99 1、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑料快餐、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑料快餐、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑料快餐、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，还是回收利用？请用必要资料和数据作为论据。盒，还是回收利用？请用必要资料和数据作为论据。盒，还是回收利用？请用必要资料和数据作为论据。盒，还是回收利用？请用必要资料和数据作为论据。2 2 2 2、目前，回收利用废旧合成材料有很多途径，请查、目前，回收利用废旧合成材料有很多途径，请查、目前，回收利用废旧合成材料有很多途径，请查、目前，回收利用废旧合成材料有很多途径，请查阅资料了解有哪些途径？并试着从环境保护和经济成本阅资料了解有哪些途径？并试着从环境保护和经济成本阅资料了解有哪些途径？并试着从环境保护和经济成本阅资料了解有哪些途径？并试着从环境保护和经济成本等方面作出评价。等方面作出评价。等方面作出评价。等方面作出评价。3 3 3 3、根据碳循环示意图（图、根据碳循环示意图（图、根据碳循环示意图（图、根据碳循环示意图（图4-104-104-104-10），举出一些化学反），举出一些化学反），举出一些化学反），举出一些化学反应实例，说明循环过程中碳及其化合物之间的转化，讨应实例，说明循环过程中碳及其化合物之间的转化，讨应实例，说明循环过程中碳及其化合物之间的转化，讨应实例，说明循环过程中碳及其化合物之间的转化，讨论这些过程对人类生存、发展的意义和作用。论这些过程对人类生存、发展的意义和作用。论这些过程对人类生存、发展的意义和作用。论这些过程对人类生存、发展的意义和作用。科学视野：壁虎的脚与胶黏剂科学视野：壁虎的脚与胶黏剂A1、石油加工的主要目的是（、石油加工的主要目的是（）A.将石油按其成分的沸点不同加以分离将石油按其成分的沸点不同加以分离B.将石油按饱和与不饱和烃加以分离将石油按饱和与不饱和烃加以分离C.得到碳原子数多的烃类得到碳原子数多的烃类D.将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开随堂检测随堂检测随堂检测随堂检测2 2、用重油制取丙烯的方法是（、用重油制取丙烯的方法是（）A.A.减压分馏减压分馏 B.B.干馏干馏 C.C.裂化裂化 D.D.裂解裂解D3 3、石油裂解的目的是（、石油裂解的目的是（）A.A.提高轻质液体燃料的产量提高轻质液体燃料的产量B.B.主要提高汽油的产量主要提高汽油的产量C.C.获得短链不饱和烃获得短链不饱和烃D.D.改善汽油的质量改善汽油的质量C第二节第二节资源综合利用资源综合利用 环境保护环境保护北大校园北大校园大气污染大气污染焚烧垃圾烟蹿焚烧垃圾烟蹿1515米米 水污染水污染出水口已经完全不出水了！死鱼事件死鱼事件河水污染导致大量鱼类死亡河水污染导致大量鱼类死亡赤潮赤潮酸雨的危害酸雨的危害1908年年 1969年年温室效应温室效应北北极极熊熊的的无无奈奈光化学烟雾污染光化学烟雾污染臭氧层空洞臭氧层空洞固体废弃物污染固体废弃物污染土壤污染土壤污染沙尘暴沙尘暴天通苑居民受垃圾烟困扰天通苑居民受垃圾烟困扰20042004年年4 4月月7 7日日朝阳公园朝阳公园 20062006年年4 4月月1717日北京海淀日北京海淀1 1、环境问题的含义、环境问题的含义（二）环境保护与绿色化学（二）环境保护与绿色化学 通通常常所所说说的的环环境境问问题题，主主要要指指由由于于人人类类不不合合理理开开发发和和利利用用资资源源而而造造成成的的生生态态环环境境破破坏坏，以以及及工工农农业业生生产产和和人人类类生生活活所所造成的环境污染。造成的环境污染。2 2、保护环境工作者当前的任务：、保护环境工作者当前的任务：（1 1）对环境情况的检测）对环境情况的检测（2 2）三废的治理）三废的治理（3 3）寻找源头治理环境的生产工艺）寻找源头治理环境的生产工艺废气（化学燃料燃烧及工厂废气）废气（化学燃料燃烧及工厂废气）废水（工业废水、生活废水等）废水（工业废水、生活废水等）废渣（工业垃圾、生活垃圾等）废渣（工业垃圾、生活垃圾等）要较好地完成这些任务，都离不开化学知识。要较好地完成这些任务，都离不开化学知识。传统的化学工业给环境带来的污染已传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前世界每年产生的有害十分严重，目前世界每年产生的有害废物废物达达3 3亿吨亿吨4 4亿吨亿吨，给环境造成危害，并威，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。有识之士提出了胁着人类的生存。有识之士提出了绿色化绿色化学学的号召，并立即得到了全世界的积极响的号召，并立即得到了全世界的积极响应。应。绿色化学绿色化学的的核心核心就是要就是要利用化学原理利用化学原理从源头减少和消除污染。从源头减少和消除污染。绿色化学理念绿色化学理念（防治优于治理）（防治优于治理）核心：核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境造成的污染。又称为产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学环境无害化学”、“环境友好化学环境友好化学”、“清洁化学清洁化学”。从学科观点看：从学科观点看：是化学基础内容的更新。（改变是化学基础内容的更新。（改变反应历程）反应历程）从环境观点看：从环境观点看：强调从源头上消除污染。（从一强调从源头上消除污染。（从一开始就避免污染物的产生）开始就避免污染物的产生）从经济观点看：从经济观点看：它提倡合理利用资源和能源，降它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本。（尽可能提高原子利用率）低生产成本。（尽可能提高原子利用率）热点：热点：原子经济性原子经济性反应物原子全部转化为最反应物原子全部转化为最终的期望产物，原子利用率为终的期望产物，原子利用率为100%100%绿色化学的核心内容之二：绿色化学的核心内容之二：5R原则原则Reduction“减量减量”Reuse“重复使用重复使用”Recycling“回收回收”Regeneration“再生再生”Rejection“拒用拒用”原子利用率（预期产物的分子量全部生成原子利用率（预期产物的分子量全部生成物的分子量总和）物的分子量总和）100 原子经济性反应原子经济性反应高选择性反应高选择性反应无毒无害原料无毒无害原料可再生资源可再生资源安全的生产工艺安全的生产工艺提高能源的利用率提高能源的利用率应用无毒无害的溶剂应用无毒无害的溶剂应用无毒无害的催化剂应用无毒无害的催化剂环境友好产品环境友好产品（安全、能降（安全、能降解、可再利用解、可再利用）绿色化学应用于科学研究绿色化学应用于科学研究1234567思考与交流思考与交流P101P101P101P101思考与交流思考与交流P102P102P102P102 资源的开发利用和保护环境关系到人类可持续发资源的开发利用和保护环境关系到人类可持续发资源的开发利用和保护环境关系到人类可持续发资源的开发利用和保护环境关系到人类可持续发展，需要全社会的共同努力，齐力创造一个清洁、美展，需要全社会的共同努力，齐力创造一个清洁、美展，需要全社会的共同努力，齐力创造一个清洁、美展，需要全社会的共同努力，齐力创造一个清洁、美丽的生活环境，也为我们的子孙后代留下一个良好的丽的生活环境，也为我们的子孙后代留下一个良好的丽的生活环境，也为我们的子孙后代留下一个良好的丽的生活环境，也为我们的子孙后代留下一个良好的生存空间和更加美好的未来！生存空间和更加美好的未来！生存空间和更加美好的未来！生存空间和更加美好的未来！1、下列各反应中，符合绿色化学观念，原子经济性最、下列各反应中，符合绿色化学观念，原子经济性最强的是（强的是（）A、CH2CH2+H2OCH3CH2OHB、CH3COOC2H5+H2OCH3COOH+CH3CH2OHC、CH3CH2Br+H2OCH3CH2OH+HBrD、CH3COOH+CH3CH2OH H2O+CH3COOC2H5A随堂检测随堂检测2 2、保护环境是每个公民的责任。下列做法：、保护环境是每个公民的责任。下列做法：推广使用推广使用无磷洗衣粉无磷洗衣粉城市垃圾分类处理城市垃圾分类处理推广使用一次性木质推广使用一次性木质筷子筷子推广使用清洁能源推广使用清洁能源农业生产中大量使用化肥、农业生产中大量使用化肥、农药来提高产量农药来提高产量推广使用无氟冰箱。其中有利于保护推广使用无氟冰箱。其中有利于保护环境的是（环境的是（）A A、B B、C C、D D、C随堂检测随堂检测3 3、环境污染已成为人类面临的重大威胁之一，下列选项、环境污染已成为人类面临的重大威胁之一，下列选项属于海洋污染的是（属于海洋污染的是（）A A、酸雨、酸雨 B B、白色污染白色污染 C C、温室效应温室效应 D D、赤潮、赤潮 D随堂检测随堂检测4 4、现有以下几种措施：、现有以下几种措施：对燃烧煤时产生的尾气进行对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理除硫处理 少用原煤做燃料少用原煤做燃料 燃煤时鼓入足量空气燃煤时鼓入足量空气 开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是开发清洁能源。其中能减少酸雨产生的措施是 （）A A B B C C D D C5 5、某人跟在一辆卡车后面，观察到这辆车在起动、刹、某人跟在一辆卡车后面，观察到这辆车在起动、刹车时排出黑烟，由此可推断这辆车所用的燃料是（车时排出黑烟，由此可推断这辆车所用的燃料是（）A A、汽油、汽油 B B、液化石油气、液化石油气C C、天然气、天然气 D D、柴油、柴油D6 6、下列物质中，属于纯净物的是（、下列物质中，属于纯净物的是（）A A、液氯、液氯 B B、汽油、汽油C C、海水、海水 D D、煤焦油、煤焦油A随堂检测随堂检测保护环境保护环境 从我做起从我做起