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第二节第二节 资源综合利用资源综合利用 环境保护环境保护在工业生产中需要大量在工业生产中需要大量的原料，消耗大量的能的原料，消耗大量的能源，在得到所需产品的源，在得到所需产品的同时产生了大量废气、同时产生了大量废气、废水和废渣，处理不当废水和废渣，处理不当就会污染环境。就会污染环境。气候变暖气候变暖臭氧层破坏臭氧层破坏酸雨酸雨赤潮等赤潮等中油网消息：中国国有资产监督管理委员会副主任黄淑和中油网消息：中国国有资产监督管理委员会副主任黄淑和5 5月月2525日在北京表示，按目前能源消费方式，日在北京表示，按目前能源消费方式，20202020年中国年中国原油缺口可能加大到亿吨，中国将面临更大的资源环境压原油缺口可能加大到亿吨，中国将面临更大的资源环境压力。他称，到力。他称，到20202020年中国需要一次能源年中国需要一次能源3232亿吨以上标准煤，亿吨以上标准煤，能源消费要比能源消费要比20002000年增长倍。年增长倍。中国正在积极从国外进口石油。中国正在积极从国外进口石油。20042004年，中国从俄罗斯进口原油超过年，中国从俄罗斯进口原油超过12001200万吨，大约万吨，大约占到了中国石油进口总量的占到了中国石油进口总量的10%10%。随着中国经济的快速向。随着中国经济的快速向前发展，所需要的能源消耗也越来越多，因此中国必须要前发展，所需要的能源消耗也越来越多，因此中国必须要正确制定能源战略，积极与多个国家进行能源合作。正确制定能源战略，积极与多个国家进行能源合作。中国正在积极寻找能源合作者中国正在积极寻找能源合作者废废 气气、废废 水水、废废 渣渣 煤、石油和天然气煤、石油和天然气仍然是人类仍然是人类使用的使用的主要能源主要能源，也是三种重要的，也是三种重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、环境污染不可再生、环境污染无机物无机物(少量少量)有机物有机物C 元素元素大量大量H、O、N、S 等元素等元素 少量少量无机盐等无机盐等 污污染染环环境境COx、NOx、SO2烟尘烟尘煤煤的的组组成成1 1、煤的组成及其综合利用、煤的组成及其综合利用一、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求知课堂互动求知课堂互动一、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:主要是碳元素；（还有少主要是碳元素；（还有少量的量的H、O、N、P、S、卤素等）、卤素等）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煤煤的的综综合合利利用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化工原料物尽其用，保护环境物尽其用，保护环境n n煤煤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煤的干馏实验装置图煤的干馏实验装置图实验装置实验装置1实验装置实验装置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。煤干馏的产物有哪些？煤干馏的产物有哪些？将煤隔绝空气加高温使之分解的过程，将煤隔绝空气加高温使之分解的过程，叫做叫做煤的干馏煤的干馏。焦炉煤气、煤焦油、焦炭焦炉煤气、煤焦油、焦炭煤的干馏煤干馏的主要产品和用途煤干馏的主要产品和用途煤的气化：煤的气化：将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。C(s)+HC(s)+H2 2O CO(g)+HO CO(g)+H2 2(g)(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在一定条件下将煤转化为液体燃料在一定条件下将煤转化为液体燃料直接液化间接液化煤与氢气作用生成液体燃料先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇CO+2H2CH3OH催化剂催化剂煤的液化C(s)+HC(s)+H2 2O CO(g)+HO CO(g)+H2 2(g)(g)高温2 2、天然气的组成及其综合利用、天然气的组成及其综合利用 天然气的主要成分是甲烷。天然气的主要成分是甲烷。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？综合利用：综合利用：A A、燃料、燃料清洁能源清洁能源B B、化工原料：合成氨、生产甲醇、合成、化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物两碳或多碳有机物石油的成分：石油的成分：含烃的混合物含烃的混合物按元素来看：碳、氢含量为按元素来看：碳、氢含量为97%-98%按物质来看：烷烃、环烷烃、芳香烃的按物质来看：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物混合物 石石油油分分馏馏示示意意图图比较蒸馏、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3、石油的组成及其综合利用、石油的组成及其综合利用（1）石油的组成：）石油的组成：由多种碳氢化合物组成的混合物由多种碳氢化合物组成的混合物（2）石油的综合利用）石油的综合利用气态：石油气气态：石油气液态：汽油、煤油液态：汽油、煤油固态：沥青固态：沥青石油的分馏：将化合物按沸点不石油的分馏：将化合物按沸点不同经分馏塔分离同经分馏塔分离石油的裂化和裂解：将大分子的石油的裂化和裂解：将大分子的重油断裂再分解为小分子的轻油重油断裂再分解为小分子的轻油石油的催化重整：将石油中链状石油的催化重整：将石油中链状烃重新调整结构转化为环状烃烃重新调整结构转化为环状烃注：注：石油的分馏石油的分馏是物理变化，是物理变化，裂化、裂解、裂化、裂解、催化重整是催化重整是化学变化。化学变化。C16H34C8H18+C8H16催化剂催化剂加热、加压加热、加压十六烷十六烷辛烷辛烷辛烯辛烯C8H18C4H10+C4H8催化剂催化剂加热、加压加热、加压丁烷丁烷丁烯丁烯辛烷辛烷C4H10CH4+C3H6催化剂催化剂加热、加压加热、加压甲烷甲烷丙烯丙烯丁烷丁烷C4H10C2H6+C2H4催化剂催化剂加热、加压加热、加压乙烷乙烷乙烯乙烯丁烷丁烷石油的裂化和裂解石油的裂化和裂解（1）裂化的目的：）裂化的目的：（2）裂化的原理：）裂化的原理：石油的裂化是石油的裂化是 。在催化剂的作用下将含碳原子多的重在催化剂的作用下将含碳原子多的重油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。提高轻质液体燃料的产量。提高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，用于制备多种化工原料；煤作为化工原料又会引出“三废”废水、废气、废渣提高轻质液体燃料的产量塑料、合成橡胶、合成纤维出水口已经完全不出水了！用重油制取丙烯的方法是（）乙烯的产量是一个国家石化水平的标志相对分子质量很大,是混合物,无固定的熔沸点。2006年4月17日北京海淀2004年4月7日朝阳公园石油加工的主要目的是（）煤直接作燃料利用率低并污染环境煤在运输和使用过程中的煤灰石油的催化重整：将石油中链状烃重新调整结构转化为环状烃石油裂解的目的是（）1、满足人们的物质需要生产出优质产品C4H10 CH4+C3H64、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 塑料、合成橡胶、合成纤维塑料、合成橡胶、合成纤维加成聚合反应（即加聚反应）加成聚合反应（即加聚反应）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不饱和碳原子上的其它原子（或原子团）子上的其它原子（或原子团）写在链节的上方或写在链节的上方或下方。下方。聚乙烯聚乙烯nCH2CH2CH2CH2n催化剂催化剂4、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 塑料、合成橡胶、合成纤维塑料、合成橡胶、合成纤维1、原料：、原料：。2、合成材料基本特征：、合成材料基本特征：。3、合成材料的合成原理：、合成材料的合成原理：。石油、煤、天然气石油、煤、天然气相对分子质量很大，属于高分子化合物相对分子质量很大，属于高分子化合物加聚、缩聚加聚、缩聚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CH2=CH2CH2=CH2CH2=CH2+CH2CH2 nnCH2=CH2 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 相对分子质量很大相对分子质量很大,是混合物是混合物,无固定无固定的熔沸点。的熔沸点。加聚反应聚合反应：由相对分子质量小的化合物聚合反应：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分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。子的反应。此反应属于乙烯的加成反应，所以这种此反应属于乙烯的加成反应，所以这种聚合反应又叫加成聚合反应，简称加聚聚合反应又叫加成聚合反应，简称加聚反应。反应。三大合成材料三大合成材料:塑料、合成橡胶、合成纤维塑料、合成橡胶、合成纤维综合利用的意义：物尽其用、保护资源，综合利用的意义：物尽其用、保护资源，创造出更多产品创造出更多产品聚丙烯：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合合成成纤纤维维思考与交流：思考与交流：1、目前，回收利用废旧合成材料有很多途、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等方面作出评价。从环境保护和经济成本等方面作出评价。2、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑、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？请用必要资料料快餐盒，还是回收利用？请用必要资料和数据作为论据。和数据作为论据。1、回收利用废旧合成材料主要有三种途径：一是通、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多种有用的材料；二是采用热过熔融再生重新作成多种有用的材料；二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；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。练习练习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Avv石油加工的主要目的是（石油加工的主要目的是（）A.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.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.C.得到碳原子数多的烃类得到碳原子数多的烃类D.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用重油制取丙烯的方法是（用重油制取丙烯的方法是（）A.减压分馏减压分馏B.干馏干馏C.裂化裂化D.裂解裂解Dv用重油制取丙烯的方法是（用重油制取丙烯的方法是（）A.减压分馏减压分馏B.干馏干馏C.裂化裂化D.裂解裂解Cv石油裂解的目的是（石油裂解的目的是（）A.提高轻质液体燃料的产量提高轻质液体燃料的产量B.主要提高汽油的产量主要提高汽油的产量C.获得短链不饱和烃获得短链不饱和烃D.改善汽油的质量改善汽油的质量白色污染白色污染1、由于合成材料的广泛应用和发展，一些塑、由于合成材料的广泛应用和发展，一些塑料制品带来的环境污染就是料制品带来的环境污染就是“白色污染白色污染”。2、白色污染的危害；、白色污染的危害；3、白色污染的治理：、白色污染的治理：A、废弃塑料的再利用（如直接作为材、废弃塑料的再利用（如直接作为材料、制作单体和燃料油、制作气体等）；料、制作单体和燃料油、制作气体等）；B、制造易降解材料。、制造易降解材料。思考与交流：思考与交流：你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑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？料快餐盒，还是回收利用？下列变化属于物理变化的是下列变化属于物理变化的是 （）、煤的气化、石油的分馏、石油的裂解、煤的干馏B第二课时二、环境保护与绿色化学二、环境保护与绿色化学1、环境问题的含义 P1002、保护环境工作者当前的任务：（1）对环境情况的检测（2）三废的治理（3）寻找源头治理环境的生产工艺要较好地完成这些任务，都离不开化学知识。生态环境破坏生态环境破坏环境污染环境污染废气（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。4、化石燃料的产品三大合成材料大量燃烧煤燃料，会造成CO2、SO2等污染2004年4月7日朝阳公园获得洁净的燃料和多种化工原料物尽其用，保护环境nCH2=CHCH3 CH2 CH n按环境要素分:大气污染,水污染,土壤污染提高轻质液体燃料的产量农业环境污染2、保护环境工作者当前的任务：3、生产整个过程不污染环境，尽可能使用过的产品可回收利用。2、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。合理处理并重复利用各种产物 CH2CH2 nC(s)+H2O CO(g)+H2(g)将石油按饱和与不饱和烃加以分离绿色化学利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染，实施清洁生产。1、满足人们的物质需要生产出优质产品2、合理使用自然资源，能物尽其用，原料尽可能100%成为产品。3、生产整个过程不污染环境，尽可能使用过的产品可回收利用。图4-11绿色化学示意图思考与交流思考与交流 P102P102保护环境掺入氧化钙掺入氧化钙合理处理并重复利用各种产物合理处理并重复利用各种产物湿化湿化大量燃烧煤燃料，会造成大量燃烧煤燃料，会造成COCO2 2、SOSO2 2等污染等污染煤在运输和使用过程中的煤灰煤在运输和使用过程中的煤灰煤作为化工原料又会引出煤作为化工原料又会引出“三废三废”废废水、废气、废渣水、废气、废渣太阳能汽车太阳能汽车1、汽油燃烧产生的汽车尾气中，所含的、汽油燃烧产生的汽车尾气中，所含的大气污染物主要是大气污染物主要是 A、碳的氧化物、碳的氧化物 B、硫的氧化物、硫的氧化物 C、氮的氧化物、氮的氧化物 D、磷的氧化物、磷的氧化物 练练 习习C 2、1moL 某直链烷烃某直链烷烃A可以直接裂解成可以直接裂解成1moL 气态烷烃气态烷烃 B 和和 1moL气态烯烃气态烯烃 C，经测定，裂，经测定，裂解后混合气体的密度是同温同压下氢气的解后混合气体的密度是同温同压下氢气的 倍，倍，试回答：试回答：(1)A的式量为的式量为 ，结构简式为，结构简式为 .(2)B可能是可能是 ,C可能是可能是 .(3)如果将如果将1moL B完全燃烧需要完全燃烧需要 2moL 氧气，则氧气，则C 就是就是 。该烯烃发生加聚反应的化学方程。该烯烃发生加聚反应的化学方程式为式为 。58CH3CH2CH2CH3甲烷或乙烷甲烷或乙烷丙烯或乙烯丙烯或乙烯丙烯丙烯nCH2=CHCH3 CH2 CH n催化剂催化剂CH3焚烧垃圾烟蹿焚烧垃圾烟蹿1515米米 河水污染导致大量鱼类死亡河水污染导致大量鱼类死亡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某河流 2006年4月出水口已经完全不出水了！随着中国经济的快速向前发展，所需要的能源消耗也越来越多，因此中国必须要正确制定能源战略，积极与多个国家进行能源合作。3、石油的组成及其综合利用中国正在积极寻找能源合作者煤作为化工原料又会引出“三废”废水、废气、废渣煤与氢气作用生成液体燃料由多种碳氢化合物组成的混合物石油加工的主要目的是（）在一定条件下将煤转化为液体燃料煤作为化工原料又会引出“三废”废水、废气、废渣塑料、合成橡胶、合成纤维缺点:不可再生、环境污染出水口已经完全不出水了！按环境要素分:大气污染,水污染,土壤污染伦敦烟雾大量工业污染物的排放使人们面临有害物质、元素的威胁水！1998摩洛哥干旱羊上树请看以下数据：1全世界每年消耗的化石燃料，实际初不足亿吨，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.污染到处存在污染到处存在,世界已无净土世界已无净土1984年12月印度博帕尔毒气泄露，造成2000人死亡,受害人数达10余万人,一些人双目失明,终身残废赤潮 19861986年年4 4月月,乌克兰基辅北部切尔诺贝利核电站乌克兰基辅北部切尔诺贝利核电站4 4号号反应堆爆炸反应堆爆炸,放射性物质大量外泻放射性物质大量外泻,造成造成3131人死亡人死亡,237,237人人受放射性伤害受放射性伤害.1952年12月58日伦敦城市城市上空2个月后，又有8O00多人陆续丧生。环境污染:按环境要素分:大气污染,水污染,土壤污染按人类活动分:工业环境污染,城市环境污染,农业环境污染按造成污染的性质、来源分：化学污染，生物污染，物理污染，固体废弃物污染，能源污染大气污染：可吸入颗粒物、二氧化硫、二氧化氮。