2022年高中化学必修《资源综合利用环境保护》教案人教版新课标.docx
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1、精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -第四章与自然资源的开发利用第 2 节资源综合利用环境爱护(第 1 课时)【资料卡片】2022 年一次能源消费构成原油煤炭自然气水电核能全世界36.8%27.2%23.7%6.2%6.1%中国22.3%69.0%2.5%5.4%0.8%【引入课题】 从表中可以看出,煤、石油、自然气是当今人类使用的主要能源,同时也是重要的化工原料,如乙烯和苯就是从石油和煤中提取出来的.化石燃料是不行再生能源,其综合利用越来越受人们的重视.这节课我们要学习探讨如何实现化石燃料的综合利用,提高利用率削减化石燃料燃烧所造成的环境污
2、染,一.煤、石油、自然气的综合利用:从煤、石油、自然气获得基本化工原料.1. 煤的综合利用:1煤的成分 :煤是又有机物和少量的无机物组成的复杂混合物.其组成以碳元素为主,仍含有 H 、O、N 、S 等元素.2煤的综合利用途径 :通过煤的干馏、 煤的气化和液化获得干净的燃料和多种化工原料.,煤的干馏:将煤隔绝空气加强热使之分解的过程叫做没得干馏,也叫煤的焦化.气体:焦炉气:H2、CH 4、C2H4、 CO(燃料、化工原料)粗氨水:氨、铵盐(化肥)液体粗苯:苯、甲苯、二甲苯(炸药、染料、合成材料)煤干馏的主要产品酚类、奈(染料、农药、合成材料)煤焦油沥青(筑路材料、制碳素电极)固体:焦炭(冶金、合
3、成氨造气、电石、燃料)煤的气化 :将煤转化为可燃性气体过程.(主要反应是碳和水蒸气反应生成水煤气等)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_高温主要反应:Cs H 2OgCOg H2g可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_煤的液化水煤气直接液化:煤+ H 2液体燃料可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_催化剂间接液化:煤H2 CO甲醇( CH 3OH )可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_2.自然气的综合利用第 1 页(共 13 页)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_可编辑资料 - - - 欢
4、迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 1 页,共 13 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -( 1)气体燃料的优点 :气体燃料与空气混合充分,简单完全燃烧,与固体燃料相比有较高的利用率.气体燃料便于管道运输,使用便利(易点燃,易熄灭),且清洁卫生.( 2)自然气是一种高效、清洁的燃料:随着我国 “西气东输 ”管线的全面贯穿,越来越多的的区将使用自然气.2022 年 7 月 4 日前,北京将完成全部煤气置换自然气,成为全国第
5、一个全部使用清洁能源的大型城市.广州市也将在2022 年全部完成自然气的置换.一个“天更蓝、水更清、树更绿、花更艳”,生活更美好的自然气时代即将到来.( 3)自然气是一种重要的化工原料,主要用于合成氨和生产甲醇以及合成分子内含两个或多个碳原子的其他有机化合物.3.石油的综合利用: 石油炼制后的产品绝大多数用作燃料使用,不到10%的石油转化为化工原料.I. 石油的成分 : 石油是由多种碳氢化合物(烷烃、环烷烃及少量的芳香烃)组成的混合物.(没有固定的沸点)原油:未经加工的石油叫原油,是一种棕黑色粘稠液体,不能直接使用.石油的炼制(1)石油的分馏 (物理加工过程) :A. 石油分馏的原理:利用各种
6、烃的沸点不同,将石油不断的加热 - 汽化 - 冷凝 - 液化, 把石油分别成不同 沸点范畴 的蒸馏产物 (叫做馏分, 仍旧是混合物)的过程叫做石油的分餾.B. 试验室蒸馏石油的装置(如下图):仪器名称:温度计.蒸馏烧瓶.冷凝器.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_C. 石油分馏主要产品接收器.图中:是冷水进口.是热水出口.装置中要加碎瓷片,以防止暴沸.石油气液化石油气.汽油、煤油、柴油、重油等.可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_第 2 页(共 13 页)( 2)石油的裂化 (化学加工过程) :在肯定条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的可编辑资料 - - - 欢迎下载
7、精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 2 页,共 13 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -烃断裂为相对分子质量较小的烃的过程.主要目的: 提高轻质油(汽油、煤油、柴油)的产量,同时得到石油裂化气.原料: 石油分馏产品(重油)反应: 以十六烷的催化裂化反应为例:催化剂C16H34C8H18 C 8H16加热、加压十六烷辛烷辛烯可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_C8 H18催化剂加热、加压C4H10 C 4H8可编辑
8、资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_辛烷丁烷丁烯催化剂C4H10CH4 C 3H6加热、加压丁烷甲烷丙烯催化剂C4 H10C2H6C2H4加热、加压丁烷乙烷乙烯可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_; 主要产品: 重油催化裂化裂化气(含乙烯、丙烯、甲烷等)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_汽油、煤油、柴油分馏所得汽油(直镏汽油):烷烃汽油: C5 C11 的烃的混合物裂化所得汽油:烷烃和不饱和烃(具有烯烃的性质)( 3)石油的裂解 (深度裂化化学加工过程):采纳比催化裂化更高的温度,使碳碳键断裂的更完全,.主要目的得到气态的不饱和烃.原料:汽油主要目的: 制得石油
9、裂解气,进行三大合成.高温裂解主要产品:汽油石油裂解气(含乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯)第 3 页(共 13 页)( 4)石油的催化重整 :石油在加热和催化剂的作用下,可以通过结构的重新调整,使链状可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 3 页,共 13 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -烃转化为环状烃(如苯或甲苯等)图 46 原油的分馏及裂化的产品和用途示意图煤气(主):CO、H 2清洁燃料天然气(
10、主):CH 4压缩自然气(主):甲醇(CNG )液化石油气(主):烃类(丙烷) LPG第 4 页(共 13 页)二、以煤、石油、自然气为原料生成合成材料可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 4 页,共 13 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -1. 三大合成材料(合成有机高分子)( 1)合成 塑料: 聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯.塑料的主要成分:合成树脂+添加剂(增塑剂、防
11、老化剂等)热塑性塑料:可以反复加工,多次使用(聚乙烯聚氯乙烯等)塑料的性能热固性塑料:一次加工成型,受热不软化(酚醛塑料)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_( 2)合成纤维自然纤维纤维化学纤维植物纤维:棉花、木材、亚麻(成分:纤维素)动物纤维:羊毛、蚕丝(成分:蛋白质)人造纤维:人造棉、人造丝、人造毛(成分:纤维素)合成纤维:六大纶(涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶)(是利用石油、自然气、煤和农副产品为原料制成的)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_(3)合成橡胶 : 顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等.2.合成有机高分子的反应:聚合反应:在肯定条件下,由小分子
12、(单体)合成高分子(分子量庞大的化合物)的反应.聚合反应加成聚合(加聚反应) :由单体生成高分子的反应.缩合聚合(缩聚反应) :由单体生成高分子的同时仍有小分子生成,可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_( 1)加聚反应:CH 3可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_由乙烯制聚乙烯:n CH 2=CH 2CH 2 CH 2 n乙烯聚乙烯单链体:节:CH 2=CH 2CH 2 CH 2高聚物:CH 2 CH 2 n聚合度:n第 5 页(共 13 页)由丙烯制聚丙烯:n CH 2=CH GH 3CH 2CH n由甲基丙烯酸甲酯制聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃):可编辑资料 - -
13、- 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 5 页,共 13 页 - - - - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -CH 3CH 3n CH 2=CH COOCH 3CH 2 CH n COOCH 3( 2)缩聚反应 :制涤纶、尼龙(锦纶)、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂OOn HO CGOH+n HO CH 2 CH 2 OH(对苯二甲酸)(乙二醇)可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_OOCGO CH 2 CH 2O n+( 2
14、n 1) H2O可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_聚酯纤维(涤纶)三、塑料制品的回收和利用1.白色污染: 聚乙烯等固体废旧塑料很难以降解,随便丢弃引起土壤和水体的污染.2.治理措施:( 1)使用、加强.( 2)开发的新型塑料: 淀粉塑料、 乳酸塑料、 水溶塑料、 光解塑料等.【图 4-9】塑料制品的回收和利用第 6 页(共 13 页)【随堂练习】1. 以下说法正确选项-( C)A 煤、石油、自然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料,是取之不尽的可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_学习资料 名师精选 - - - - - - - - - -第 6 页,共 13 页 - -
15、- - - - - - - -可编辑资料 - - - 欢迎下载精品_精品资料_资料word 精心总结归纳 - - - - - - - - - - - -B 煤是由无机物和有机物所组成的复杂的混合物,主要含有碳和氢两种元素 C石油主要含有碳和氢两种元素,同时仍含有少量的硫、氧、氮等元素D煤和石油都是由古代植物遗体埋在的层下或在的壳中经过一系列特别复杂的变化而形成的.2. 从的下开采出的最主要的三种矿物燃料中,呈气态的燃料是_自然气 _,主要成分的化学式为 CH4 .呈液态的燃料是石油_,主要含碳 _和_氢_元素.呈固态的燃料是_煤,主要含碳元素.3. 以下变化是化学变化的是-( BD)A石油蒸馏
16、B煤干馏C 干冰升华D煤燃烧4. 以下说法错误选项- D A、石油中含有C5 一 C11 的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油B、用 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,可以先用干馏后用分馏的方法把它们分别出来 3以下说法中正确选项- B A、将煤加强热使它分解的过程叫干馏B、煤经过干馏,可生产出焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等C、石油经过减压分馏,可以得到更多的汽油D 石油通过裂化 ,可以获得汽油、煤油、润滑油、凡士林和石蜡等4石油催化裂化的目的是- AD A、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
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