第10章第36课时_资源综合利用 环境保护(精品).ppt

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1、第十章第十章 化学与自然资源的开发利用化学与自然资源的开发利用第第 课时课时11石油的分馏、裂化和裂解比较 煤、石油、天然气的综合利用煤、石油、天然气的综合利用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，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2续表续表方法原料原理目的裂化重油、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

2、不饱和烃，如乙烯、丙烯、丁二烯等32.直馏汽油和裂化汽油的区别获得方法主要化学成分鉴别方法直馏汽油原油直接分馏，物理变化一般是C5C11烷烃及少量的芳香烃等，性质稳定能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油裂化汽油重油裂化，化学变化含有C5C11的烷烃和烯烃，性质活泼43.各种工业厂气的主要成分 名称来源主要成分用途高炉煤气 炼铁高炉CO2、CO等燃料水煤气水煤气炉CO、H2等燃料、化工原料炼厂气石油炼制厂低级烷烃燃料、化工原料裂解气裂解炉“三烯二烷”石油化工原料焦炉气炼焦炉H2、CH4、C2H4等燃料、化工原料天然气天然气田、油田甲烷燃料、化工原料5将煤直接作为燃料燃烧，不但热效率低，且产生烟尘

3、、二氧化硫、氮的氧化物等，带来严重的环境污染，煤干馏是提高煤利用率、生产重要化工原料、降低污染物排放量的有效措施之一。6某化学学习小组在实验室条件下探究煤干馏的现象及产物，装置如下，请回答有关问题：7(1)煤干馏的条件是_。(2)盛 有 冷 水 的 烧 杯 的 作 用 是_。(3)实 验 后 检 验 生 成 粗 氨 水 的 操 作 是_。8(4)已知CO不能使溴水褪色，若将具支试管出来的气体通入溴水中，发现溴水褪色，则说明产生了_。(5)检验具支试管出来的气体的性质后，将尾气点燃，火焰的颜色为_。(6)从煤焦油中分离出苯及其同系物的实验方法是_。9(1)据煤干馏的定义可知其条件为隔绝空气加强热

4、。(2)冷水浴的作用是冷凝，使粗氨水和煤焦油冷凝下来。(3)检验粗氨水时可用湿润的红色石蕊试纸检验有NH3逸出即可。10(4)溴水褪色，证明煤干馏时产生了乙烯等不饱和的烃类物质。(5)CO、C2H4等燃烧时火焰呈淡蓝色。(6)煤焦油中苯及其同系物与其他成分互溶，故只能通过蒸馏的办法将其分离。11答案:(1)隔绝空气、加强热(2)使粗氨水和煤焦油冷凝下来(3)将具支试管取出加热，用事先润湿的红色石蕊试纸放在试管口，若变蓝，则产生了粗氨水(4)乙烯等不饱和烃类物质(5)淡蓝色(6)蒸馏12下图是实验室干馏煤的装置图 13(1)指出图中仪器名称：c_，d_。(2)仪器d的作用是_,c中 液 体 有

5、_和_，其中无机物里溶有_，可用_检验出来。有机物可以通过_的方法使其中的重要成分分离出来。(3)e处 点 燃 的 气 体 主 要 成 分 有_，火焰的颜色是_。U形管形管烧杯烧杯盛装冷水对蒸气进行冷却盛装冷水对蒸气进行冷却粗氨水粗氨水煤焦油煤焦油氨氨酚酞试剂酚酞试剂分馏分馏H2、CH4、CH2=CH2、CO淡蓝色淡蓝色14本题是关于煤干馏的实验，根据煤干馏的主要产品，b中得到的应是焦炭，c中得到的应是粗氨水和煤焦油，e处放出的应是焦炉气。其中粗氨水中溶有氨，呈碱性，可用酚酞试剂检验；煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物，应用分馏的方法分离；焦炉气的主要成分有CH4、CO、H2、CH2=CH2

6、，燃烧时呈淡蓝色火焰。15常见的环境污染与防治措施环境保护、绿色化学环境保护、绿色化学污染类型污染物防治措施大气污染颗粒物(粉尘)、硫的氧化物(SO2和SO3)、氮的氧化物(NO和NO2)、CO、碳氢化合物，以及氟氯代烷等合理规划工业发展和城市建设布局；调整能源结构；运用各种防治污染的技术；加强大气质量监测；充分利用环境自净能力等水污染重金属(Ba2、Pb2等)、酸、碱、盐等无机物，耗氧物质，石油和难降解的有机物，洗涤剂等控制、减少污水的任意排放土壤污染城市污水、工业废水、生活垃圾、工矿企业固体废弃物、化肥、农药、大气沉降物、牲畜排泄物、生物残体控制、减少污染源的排放16“绿色化学”要求从技术

7、上、经济上设计可行的化学反应，使其尽可能减少对环境的负作用。下列化学反应中，不符合绿色化学概念的是()A用氨水吸收硫酸厂的尾气：SO22NH3H2O=(NH4)2SO3B除去硝酸工业尾气中的氮氧化合物：NO2NO2NaOH=2NaNO3H2O17C 制 硫 酸 铜：Cu 2H2SO4(浓)=CuSO4 SO22H2OD制硫酸铜：2CuO2=2CuO，CuOH2SO4(稀)=CuSO4H2O 选选项项A、B、D中中，每每一一种种物物质质都都得得到到了了充充分分的的利利用用，而而且且均均没没有有污污染染物物质质产产生生，但但在在选选项项C中中，生生成成了了有有毒毒的的二二氧氧化化硫硫气体，所以选项

8、气体，所以选项C不符合绿色化学的概念。不符合绿色化学的概念。C18我国古代有“女娲补天”的传说，今天人类也面临“补天”的问题，下列所采取的措施与当代所说的“补天”无关的是()A研究新型催化剂，消除汽车尾气的污染B禁止使用含氟电冰箱C倡导使用无磷洗衣粉D严格控制硝酸厂的尾气处理C191.(2010天津)以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是()A发展氢能和太阳能 B限制塑料制品的使用 C提高原子利用率，发展绿色化学 D尽量用纯液态有机物代替水作溶剂20 所所谓谓低低碳碳经经济济，是是指指在在可可持持续续发发展展理理念念指指导导下下，通通过过技技术术

9、创创新新开开发发新新能能源源等等多多种种手手段段，尽尽可可能能地地减减少少煤煤炭炭、石石油油等等高高碳碳能能源源消消耗耗，减减少少温温室室气气体体排排放放，达达到到经经济济社社会会发发展展与与生生态态环环境境保保护护双双赢赢的的一一种种经经济济发发展展形形态态。发发展展氢氢能能和和太太阳阳能能，限限制制塑塑料料的的使使用用和和发发展展绿绿色色化化学学，都都符符合合低低碳碳经济。经济。D212.(2010上海)下列做法不能体现低碳生活的是()A减少食物加工过程B注意节约用电C尽量购买本地的、当季的食物D大量使用薪柴为燃料D223.(2010江苏)化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列

10、说法正确的是()A为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药B绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理C实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源D垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用 D23一、选择题(每小题7分，共49分)1.煤的气化所得气体可用于城市家用燃气。下列选项中的气体均属于家用燃气有效成分的是()ACO、H2、N2BCO、CH4、H2CCO、CH4、CO2DCH4、H2、O2 B242.现有以下几种措施：对燃烧煤时产生的尾气进行除硫处理，少用原煤做燃料，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()A BC D C253.21世纪是海洋世纪，海洋经济专属区

11、的开发受到广泛重视，下列有关说法正确的是()A海水含镁，将金属钠放入海水中可以制取金属镁B利用潮汐能发电是将化学能转化为电能C从海水中提取溴的过程涉及氧化还原反应D海底多金属结核矿含有Fe、Mn、Co、B等金属C264.每年3月22日是世界水日，联合国确定的2010年“世界水日”主题是“关注水质、抓住机遇、应对挑战”。下列有关说法或做法不符合这一主题的是()A科学使用农药、化肥，减少水体污染B工业废水和城市生活污水需净化处理，坚持达标排放C为了节约生产成本，可将造纸厂、化工厂建在水源地上游D合理开发水资源，建立水资源节约型和环境友好型经济C275.从经济效益和环境保护考虑，大量制取硝酸铜最宜采

12、用的方法是()ACuHNO3(浓)Cu(NO3)2BCuHNO3(稀)Cu(NO3)2CCu CuO Cu(NO3)2DCuAgNO3Cu(NO3)2 C空气空气稀硝酸稀硝酸286.已知天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应前者大。下面是有关天然气的几种叙述：天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源等质量的CH4和CO2产生的温室效应前者大燃烧天然气也是酸雨的成因之一。其中正确的是()A BC D C297.天然海水中主要含有Na、K、Ca2、Mg2、Cl、SO、Br、CO、HCO等离子。火力发电燃煤排放的含SO2的烟气可利用海水脱硫，其工艺流程如

13、下图所示 30下列说法错误的是()A天然海水pH8的原因是由于海水中的CO、HCO3-水解B“氧 化”是 利 用 氧 气 将 H2SO3、HSO3-、SO32-等氧化生成SO42-C“反应、稀释”时加天然海水的目的是中和、稀释经氧化后海水中生成的酸D“排放”出来的海水中SO42-的物质的量浓度与进入吸收塔的天然海水相同 D31二、非选择题(有4小题，共51分)8.(10分)空气吹出法是目前从海水中提取溴的常用方法，流程如下(苦卤：海水蒸发结晶分离出食盐后的母液)：32(1)反应的离子方程式为_。(2)反应的离子方程式为_，还原剂是_。2BrCl2 Br2ClSO2SO2Br22H2O 4H2B

14、rSO42-33(3)实验室从反应后的溶液中分离出单质溴的方法是_。(4)苦卤还可以用来制取金属镁，用化学方程式或离子方程式表示从苦卤制取金属镁的反应原理。萃取、分液、蒸馏萃取、分液、蒸馏Mg22OH Mg(OH)2、2HMg(OH)2 Mg22H2O、MgCl2(熔融熔融)MgCl2电解电解34(1)Cl22Br=Br22Cl，这是海水提溴的方法。(2)SO2Br22H2O=2HBrH2SO4其中SO2作还原剂，Br2作氧化剂。(3)反应为Cl22Br=Br22Cl，从水溶液中分离Br2的方法是萃取分液。(4)苦卤中提Mg的流程：Mg2 Mg(OH)2 Mg2 晶体 Mg。OH-H+结晶结晶

15、通电通电359.(12分)脱除天然气中的硫化氢既能减少环境污染，又可回收硫资源。(1)硫化氢与FeCl3溶液反应生成单质硫，其离子方程式为_。2Fe3H2S=S2Fe22H36(2)用过量NaOH溶液吸收硫化氢后，以石墨作电极电解该溶液可回收硫，其电解总反应方程式(忽略氧的氧化还原)为_；该方法的优点是_。Na2S2H2O SH22NaOH或或S22H2O SH22OH产物产物NaOH可循环使用，也可得副产品可循环使用，也可得副产品H2电解电解电解电解37(1)硫化氢与FeCl3溶液反应生成单质硫，说明氯化铁被还原，产物是氯化亚铁；(2)过量NaOH溶液吸收硫化氢生成硫化钠溶液，电解该溶液时，

16、阳极上硫离子被氧化成单质，依据放电顺序可知阴极应该是氢离子被还原成氢气；38(3)一定温度下，1 mol NH4HS固体在定容真空容器中可部分分解为硫化氢和氨气。当反应达平衡时p(NH3)p(H2S)a(Pa2)，则容器中的总压强为_Pa；39如图是上述反应过程中生成物浓度随时间变化的示意图。若t2时增大氨气的浓度且在t3时反应再次达到平衡，请在图上画出t2时刻后氨气、硫化氢的浓度随时间的变化曲线。40(3)发生分解反应是：NH4HS(s)NH3H2S，容器中总压强即为硫化氢和氨气的压 强 之 和。依 据 题 意 p(NH3)p(H2S)a(Pa2)，则p(NH3)p(H2S)(Pa)，所以总

17、压强为2 。增大氨气浓度导致逆反应速率增大，平衡左移，硫化氢浓度减小，据此可以画出浓度随时间变化图象。4110.(13分)已知煤的结构模型如图所示：42(1)从煤的结构模型来看，煤是工业上获得_烃的重要来源。(2)我国大约70%的煤是直接用于燃烧的。从煤的结构模型来看，煤在提供热量的同时产生大量的_等气体物质，造成严重的大气污染。芳香芳香二氧化硫、氮氧化物二氧化硫、氮氧化物43(1)煤结构中含有较多的苯环，隔绝空气给煤加强热可以使它分解，从而获得芳香烃。(2)煤结构中含有S和N，所以直接燃烧煤能产生SO2和氮氧化物，污染环境。44(3)“型煤”技术不仅可以减少87%的废气排放量，烟尘排放量也可

18、减少80%，致癌物苯并芘的排放量也减少，同时节煤20%30%。“型煤”技术的原理是利用固硫剂在燃烧过程中生成稳定的硫酸盐。下列物质中适宜于作固硫剂的_。(填字母)A氯化钙 B氧化钙C硫酸钙 D氢氧化钙BD45(3)煤燃烧产生SO2，固硫过程是使其生成稳定的硫酸盐，所以固硫剂可选用氧化钙或氢氧化钙。固硫反应为：SO2CaO CaSO3Ca(OH)2SO2 CaSO3H2O2CaSO3O2 2CaSO4高温高温46(4)某“型煤”生产厂利用石灰石作固硫剂，试用化学方程式表示其“固硫”过程。_(5)除上述的“型煤”技术外，为了解决煤燃烧所造成的污染问题和提高煤的利用价值，煤资源的综合利用方法还有_、

19、_、_等。CaCO3 CaOCO2、2CaO2SO2O2 2CaSO4煤的干馏煤的干馏气化气化液化液化高温高温高温高温47(4)若利用石灰石作固硫剂，则发生的反应可表示为：CaCO3 CaOCO22CaO2SO2O2 2CaSO4(5)煤的干馏、气化和液化是提高煤的利用价值的常用方法。高温高温高温高温48 11.(16分)如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探索的课题，将石油分馏得到的重油进行裂化可获得更多的轻质燃油。资料一：石蜡是含有2030个碳原子的烷烃的混合物，常温下呈固态。资料二：石油催化裂化中通常使用Al2O3作催化剂。49某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如图

20、：实验过程中可观察到烧瓶中固体石蜡先熔化，试管中有少量液体凝结，试管中酸性高锰酸钾溶液褪色，实验后闻试管中液体气味，具有汽油的气味。50(1)该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为_，为保证实验成功，实验前必须进行的操作是_，装 置 中 较 长 的 导 管 的 作 用 是_。(2)试 管 中 少 量 液 体 凝 结 说 明 了 _。(3)试 管 中 溶 液 褪 色 说 明 了 _。从下往上，从左往右从下往上，从左往右检验装置的气密性检验装置的气密性导气、冷凝气体导气、冷凝气体裂化生成了裂化生成了5个碳原子数以上的烃个碳原子数以上的烃裂化生成了碳原子数小于裂化生成了碳原子数小于5的烯烃的烯烃51(4

21、)能否用试管中的液体萃取溴水中的溴，理由是_。(5)写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式_。(6)石油裂化的重要意义是_。不不能能，因因为为裂裂化化产产物物中中有有烯烯烃烃，易与溴发生加成反应易与溴发生加成反应C20H42 C10H22C10H20 可可提提高高石石油油产产品中轻质燃油特别是汽油的产量和质量品中轻质燃油特别是汽油的产量和质量Al2O352仪器连接的顺序应遵循从下往上，从左到右的原则，装入药品之前要检验装置的气密性。依据石油分馏工业的分馏塔原理，设置了长导管，其作用除导气外，兼起冷凝气体的作用；依据催化裂化原理，下列反应皆可能发生：53aC20H42 C10H20C10H22bC10H22 C5H12C5H10cC5H12 C2H4C3H8dC5H12 CH4C4H8。Al2O3Al2O3Al2O354试管中有液体生成，说明生成5个碳原子数以上的烃，因为常温常压下，5个碳原子数以上的烃大都呈液态，试管中KMnO4溶液褪色说明生成常温常压下呈气态的5个碳原子数以下的烯烃；由于裂化产物中有烯烃生成，易与溴发生加成反应，所以不能用来萃取卤素单质；从以上变化可看出，石油裂化的主要目的是为了获得较多的轻质燃油，特别是提高汽油的产量和质量。55