第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用,第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護(hù),一、煤、石油和天然氣的綜合利用,無機(jī)物,有機(jī)物,C元素為主,H、N、S、O等元素少量,SiAlCaFe,污染環(huán)境,COxNOxSO2等煙塵,（1）煤的組成,1、從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料,煤渣,（2）煤的干餾,將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過程，叫做煤的干餾（煤的焦化),煤干餾的主要產(chǎn)物:,焦?fàn)t氣、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭,（3）煤的氣化,在一定條件下把煤及其干餾物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體過程，主要反應(yīng)是碳與水蒸氣反應(yīng)生成水煤氣（CO、H2)。,（4）煤的液化,在一定條件下將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料又稱人造石油，可繼續(xù)精制成汽油、柴油、液化石油氣、甲醇。在石油資源日益減少的情況下，煤的液化具有十分誘人的前景。,（4）煤的液化,煤的直接液化:,使煤與氫氣作用生成液體燃料。,煤的間接液化:,先將煤轉(zhuǎn)化為CO和H2，再在催化劑作用下合成甲醇等。,甲醇常溫下為液體,可以燃燒,還可代替汽油作內(nèi)燃機(jī)的燃料。,（1）天然氣的組成及其綜合利用,天然氣主要成分是甲烷。天然氣是一種清潔燃料，可以直接用作燃料。,2、以煤、石油、天然氣為原料生產(chǎn)合成材料,天然氣的綜合利用天然氣既是一種清潔的化石燃料，更是一種重要的化工原料，作為化工原料，它主要用于合成和生產(chǎn)等。天然氣化工以含一個碳原子的甲烷為原料，通過化學(xué)變化形成含兩個或多個碳原子的其他有機(jī)化合物。實現(xiàn)天然氣的有效轉(zhuǎn)化是一項具有挑戰(zhàn)性的課題。,氨,甲醇,（2）石油的組成及其綜合利用,石油的成分：,按物質(zhì)來看：烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的混合物,石油主要是由多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物。,按元素來看：碳、氫含量為97%-98%,石油煉制：,a、石油的分餾,b、石油的催化裂化,c、石油裂解（深度裂化）,d、石油催化重整,a、石油的分餾,利用原油中各組分的沸點不同將復(fù)雜的混合物分離成簡單混合物的過程。,b、石油的催化裂化,提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量。,（1）裂化的目的：,（2）裂化的原理：,在催化劑的作用下將含碳原子多的重油（烴）斷裂成碳原子較少的烴的過程。,裂解的目的：獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。,c、石油裂解（深度裂化）,d、石油催化重整,通過結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴。,（3）生產(chǎn)合成材料,原料:,石油、煤、天然氣,合成材料基本特征：,相對分子質(zhì)量很大，屬于高分子化合物,合成材料的合成原理：,加聚、縮聚,例如：乙烯合成聚乙烯丙烯合成聚丙烯,（聚乙烯）,（單體）,（鏈節(jié)）,(n為聚合度),丙烯,聚丙烯,縮合聚合反應(yīng)（縮聚反應(yīng)）,單體間（小分子）相互反應(yīng)而成高分子化合物，同時還生成小分子（如水、氨等分子）的反應(yīng)。,酚醛樹脂,苯酚,甲醛,如：氨基酸以縮聚反應(yīng)生成蛋白質(zhì),對苯二甲酸和乙二醇以縮聚反應(yīng)生成滌綸p98,“神州”五號航天員穿的航天服,是用一種特殊的高強(qiáng)度滌綸制成的（頭盔和手套除外）,合成材料概況：,隨著人類不斷的文明和進(jìn)步，人對天然材料的利用已不能滿足很多方面的需要，于是就發(fā)生了一場材料的革命人工合成材料;合成材料的原料豐富、制造加工簡單,性能千變?nèi)f化;塑料、合成纖維、合成橡膠稱為三大合成材料。黏合劑、涂料也屬于合成材料。,塑料的主要成分是合成樹脂，其中還添加了某些特定用途的添加劑（如提高塑性的增塑劑、防止老化的防老化劑）；有些熱塑性塑料（聚乙烯塑料），可以反復(fù)加工，多次使用；有些熱固性塑料（電木），一旦加工成型就不會受熱熔化。常見的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）、酚醛塑料（電木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。,單體：,CH2CHCH3,聚丙烯,聚苯乙烯,單體：,單體：,聚甲基丙烯酸甲酯,酚醛塑料,單體：,苯酚、甲醛,聚四氟乙烯,單體：,CF2CF2,二、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué),被污染的小河,亂扔導(dǎo)致的污染,傳統(tǒng)的化學(xué)工業(yè)給環(huán)境帶來的污染已十分嚴(yán)重，目前世界每年產(chǎn)生的有害廢物達(dá)3億噸4億噸，給環(huán)境造成危害，并威脅著人類的生存。有識之士提出了綠色化學(xué)的號召，并立即得到了全世界的積極響應(yīng)。綠色化學(xué)的核心就是要利用化學(xué)原理從源頭減少和消除污染。,綠色化學(xué)又稱環(huán)境友好化學(xué)，它的主要特點是：1充分利用資源和能源，采用無毒、無害的原料；2在無毒、無害的條件下進(jìn)行反應(yīng),以減少廢物向環(huán)境排放；,3提高原子的利用率，力圖使所有作為原料的原子都被產(chǎn)品所消納，實現(xiàn)“零排放”4生產(chǎn)出有利于環(huán)境保護(hù)、社區(qū)安全和人體健康的環(huán)境友好的產(chǎn)品。,綠色化學(xué)給化學(xué)家提出了一項新的挑戰(zhàn)，國際上對此很重視。1996年，美國設(shè)立了“綠色化學(xué)挑戰(zhàn)獎”，以表彰那些在綠色化學(xué)領(lǐng)域中做出杰出成就的企業(yè)和科學(xué)家,練習(xí),1.工業(yè)“三廢”指的是、。2.20世紀(jì)80年代開始面臨三大全球性環(huán)境問題,下列不屬于三大全球性環(huán)境問題的是A酸雨B臭氧空洞C氣候變暖D白色污染3.我國三峽工程有發(fā)電、防洪、環(huán)保三大功能。三峽工程的建成代替火力發(fā)電對環(huán)境保護(hù)的最大貢獻(xiàn)是有助于控制,廢渣,廢氣,廢水,D,1)溫室效應(yīng),2)形成酸雨,3)空氣中的固體顆粒濃度,4.1986年4月，前蘇聯(lián)烏克蘭基輔北部的切爾諾貝利核電站4號反應(yīng)堆爆炸起火，造成死亡31人，237人受傷，13萬居民緊急疏散。這些死傷者主要受到了（）A毒氣傷害B噪聲污染C電磁波傷害D放射性污染,D,.大力推廣使用無磷洗滌劑，是因為含磷、氮物質(zhì)大量使用，會造成湖泊的（）A水生物死亡B富營養(yǎng)化，產(chǎn)生“水華”現(xiàn)象C金屬污染D氫化物污染,B,1、大氣污染：來自工業(yè)廢氣,汽車尾氣,生活廢氣(硫與氮的氧化物,碳氧化物,碳?xì)浠?鹵素化合物;放射性),人類保護(hù)傘的洞臭氧層被破壞,空中死神酸雨,全球變暖溫室效應(yīng),光化學(xué)煙霧,無形殺手居室污染,環(huán)境污染的類別：,2、水污染：來自工業(yè)廢水、生活廢水(無機(jī)物,重金屬鹽類,營養(yǎng)物有機(jī)物,洗滌劑,石油),水體富營養(yǎng)化（N、P、K、S的化合物）,（生活污水、農(nóng)田排水、化肥、合成洗滌劑、工業(yè)廢水引起藻類、浮游生物暴發(fā)性繁殖赤潮、水華）p101,重金屬污染：,如汞、鎘、鉛、鉻、砷,貓自殺事件水俁?。ü廴荆?骨骼畸形變脆骨痛?。ㄦk污染）,智力發(fā)展隱性殺手鉛污染,3、土壤污染,來自工業(yè)垃圾、生活垃圾、廢水、化肥、農(nóng)藥殘留(Cl,P,S)、放射物質(zhì)殘留,4、噪聲污染5、輻射污染,6、食品污染：,2月02日：國際濕地日3月22日：世界水日4月22日：地球日5月31日：世界無煙日6月05日：世界環(huán)境日6月17日：世界防治荒漠化和干旱日7月11日：世界人口日9月16日：國際保護(hù)臭氧層日10月4日：世界動物日10月16日：世界糧食日12月29日：國際生物多樣性日,世界環(huán)境日,把保護(hù)生態(tài)環(huán)境看成自己的神圣使命，正成為世界上越來越多人的共識。請看-,練習(xí),1.含有碳元素的混合物是（）二氧化碳，石灰石，甲烷，天然氣，一氧化碳，石油，乙醇，煤，醋酸，水煤氣。ABCD,D,2.下列燃料燃燒不會造成環(huán)境污染的是A.煤B.酒精C汽油D.氫氣,BD,4.下列各氣體屬于純凈物的是（）A天然氣B水煤氣C甲烷D液化石油氣,C,3.在相同條件下，對環(huán)境污染程度最小的燃料是（）A.液化氣B.煤油C.煤餅D.木柴,A,5.下列關(guān)于煤的敘述中不正確的是（）A煤是工業(yè)上獲得芳香烴的一種重要來源B煤的干餾過程屬于化學(xué)變化C煤是由多種有機(jī)物組成的混合物D煤除了主要含有碳元素外，還含有少量的氫、氮、硫、氧等元素。,C,6.下列說法正確的是（）A煤的氣化和液化是使煤變成清潔能源的有效途徑B煤的干餾過程屬于物理變化，通過干餾可以得到焦?fàn)t氣、煤焦油、焦炭等產(chǎn)品C煤里主要含有碳及少量的其它元素，工業(yè)上大量燃燒含硫燃料是形成“酸雨”的主要原因D煤是由非常復(fù)雜的無機(jī)物和有機(jī)物組成的化合物,AC,7.下列物質(zhì)中屬于高分子化合物的是硫化橡膠蔗糖油脂酚醛樹酯蛋白質(zhì)ABCD,D,8.按照綠色化學(xué)原則，下列反應(yīng)符合最理想原子經(jīng)濟(jì)性的是（）A乙烯與氧氣在銀催化作用下生成環(huán)氧乙烷B乙烷與氯氣反應(yīng)制備氯乙烷C苯與乙醇在一定條件下生產(chǎn)乙苯D乙醇與濃硫酸共熱制備乙烯,A,9.石油的分餾和煤的干餾兩種變化，本質(zhì)上的不同是（）A加熱的溫度二者不同B獲得的產(chǎn)品二者不同C前者是物理變化，后者是化學(xué)變化D前者不需要隔絕空氣，后者需隔絕空氣,C,10.下列說法正確的是（）A煤的氣化和液化是使煤變成清潔能源的有效途徑B煤的干餾過程屬于物理變化，通過干餾可以得到焦?fàn)t氣、煤焦油、焦炭等產(chǎn)品C煤里主要含有碳及少量的其它元素，工業(yè)上大量燃燒含硫燃料是形成“酸雨”的主要原因D煤是由非常復(fù)雜的無機(jī)物和有機(jī)物組成的化合物,AC,11.下列關(guān)于乙烯和聚乙烯的敘述不正確的是,D,A乙烯常溫下是氣體，為純凈物；聚乙烯常溫下是固體，為混合物,B乙烯的化學(xué)性質(zhì)比聚乙烯活潑,C取等質(zhì)量的乙烯和聚乙烯完全燃燒后，生成的CO2和H2O的質(zhì)量分別相等,D取等物質(zhì)的量的乙烯和聚乙烯完全燃燒后，生成的CO2和H2O的物質(zhì)的量分別相等,12.下列說法錯誤的是,A石油是只含有的烷烴，可以通過石油的分餾得到汽油,B含以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油,C石油的分餾是一個化學(xué)過程,D石油裂解得到的裂解氣中含不飽和的烯烴,本題主要考查石油的成分和石油的煉制，裂化是將大分子的烴轉(zhuǎn)化為小分子的烴，得到輕質(zhì)汽油。裂解主要是將長鏈的烴斷裂為短鏈的，目的得到化工原料。裂化和裂解的產(chǎn)物中都有不飽和烴。,C,13.請將石油產(chǎn)品汽油、柴油、煤油、瀝青、液化石油氣按其組成物質(zhì)分子中碳原子數(shù)遞增的順序排列,汽油、柴油、煤油、瀝青,石油煉制的目的是將混合物進(jìn)行一定程度分離，通過分離將石油分成不同沸點范圍的蒸餾產(chǎn)物，其中混合物的沸點范圍越低，則混合物中烴分子所含碳原子數(shù)越少。,14.下列說法錯誤的是（）A石油中含有的烷烴，可以通過石油的分餾得到汽油B含以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C煤是由有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜的混合物D煤中含有苯和甲苯，可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來,D,石油的分餾和裂化都得到汽油，煤經(jīng)高溫干餾后所得的煤焦油中含有苯和甲苯，而不是煤中含有苯和甲苯。,15.下列物質(zhì)中，有固定熔沸點的是（）A汽油B煤C苯D煤焦油,C,16.下列石油的煉制和加工的過程，屬于化學(xué)變化的是（）A常壓分餾B減壓分餾C裂化D裂解,CD,17.空氣污染下列敘述錯誤的是：（）A溫室效應(yīng)是CO具有增高地球溫度的效應(yīng)造成的B破壞臭氧層的主要物質(zhì)是氟氯烴等物質(zhì)CCO能與血紅蛋白形成穩(wěn)定的化合物，降低血液輸入氧的能力D酸雨主要是雨水與SO3或SO2反應(yīng)，最終形成的H2SO4、還有少量的NO2及CO2和水反應(yīng)生成的HNO3與H2CO3造成的,C,解析A溫室效應(yīng)是CO2濃度增高所致。D中含硫的物質(zhì)燃燒生成SO2，SO2在一些催化劑作用下生成SO3，SO3被水吸收成H2SO4或SO2與水反應(yīng)生成H2SO3，H2SO3再被氧化成H2SO4?？諝庵蠳O2（汽車尾氣）與H2O反應(yīng)生成HNO3或NO和O2，水反應(yīng)生成HNO3。,