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1、第七章第七章化学与自然资资源的开发发利用第2讲讲 资资源综综合利用 环环境保护护 1认识 化学与环境保护的关系，增加 绿色化学的有关知识。 2体会化学对环 境保护的意义，讨论 在化工生产中遵循的“绿色化学”原则 。 3了解石油、煤、天然气的来源及加工 。 4了解石油化工产品。 5了解煤的干馏产 物及其应用。考纲纲解读读 自然资源的开发利用关系到社会可持续 发展的问题 ，因此，一直是高考命题的 热点。本讲主要考查化石燃料的综合利 用；聚合反应及高分子化合物的特征、 性质；环境污染和环境保护、绿色化学 等知识。预计 2014年高考会以生产、生 活、社会中的实际问题为载 体考查化石 燃料的综合利用、
2、环保及绿色化学问题 。考向分析 考点图图析 一、煤、石油、天然气的综合利用 1煤的综合利用 (1)煤的干馏 定义：把煤_加强热使其分解 的过程。 产品：主要有固态物质_，液态 物质_、_、粗苯等，气态 物质_(成分有H2、CH4、C2H4、 CO等)。基础础知识识梳理 2天然气的综合利用 (1)天然气是一种_的化石燃料。 (2)天然气是一种重要的化工原料，主要 用于合成氨、生产_等。 3石油的综合利用 (1)石油的分馏 定义：利用原油中各组分_的 不同，将复杂的混合物分离成较简单 和 更有用的混合物的过程，所以分馏是 _过程。 产品：主要得到_、_ 、_等轻质 油。 二、环境保护和绿色化学 1
3、环境保护 (1)三废污染是指：_、_、_。 (2)环保措施：回收利用、达标排放、研制可降解塑料。 2绿色化学 (1)绿色化学的核心是利用化学原理从_上减少和消除工业生产对环境的污染。 (2)原子经济性是指反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为 _。 4(2)合成橡胶 合成纤维 (3)CH2=CH2 CH2 CH2 聚合度 二、1.(1)废水 废气 废渣 2.(1)源头 (2)100% 1“低碳经济 ”是以低能耗、低污染、 低排放为基础的可持续发 展经济 模式。 下列说法与“低碳经济 ”不符合的是( ) A大力研发新型有机溶剂替代水作为萃 取剂 B加强对煤、石油、天然气等综合利用
4、的研究，提高燃料的利用率 C利用CO2合成聚碳酸酯类 可降解塑料 ，实现 “碳”的循环利用 D甲烷和乙醇的燃烧热 分别是891.0 kJ mol1、1 366.8 kJ mol1，利用甲烷 更“低碳”自主检查检查 答案A 解析提高燃料利用率减少燃料消耗、利 用CO2合成塑料实现“碳”的循环利用可 分别达到“低能耗”、“低排放”的目的 。甲烷生成2 mol CO2放出热量1 782.0 kJ，乙醇生成2 mol CO2放出热量1 366.8 kJ，显然选用甲烷作燃料更低碳。 2下列生活中的物品，用有机合成材料 制作的是( ) 答案C 3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
5、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 答案D 解析低碳经济即是降低CO2的排放，A 中氢能的燃烧产物为H2O；塑料的成分中 含有碳元素，燃烧或降解后也产生CO2； 绿色化学中的原子利用率提高，即为反应 中只生成一种产物，无其他产物出现；有 机物中含有碳，且有机溶剂大多污染环境 ，D错误。 4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 答案D 解析薪柴燃烧释放出二氧化碳气体，不 符合“低碳生活”的理念
6、；减少食物的加 工过程和节约用电，可少耗能量，减少释 放二氧化碳的量，符合“低碳生活”的理 念；购买本地和当季水果，可以减少运输 过程的能量耗损，减少二氧化碳的排放， 符合“低碳生活”的理念。 5石油是一种重要能源，人类正面临着 石油短缺、油价上涨的困惑。以下解决 能源问题 的方法不当的是( ) A用木材做燃料 B用液氢替代 汽油 C开发风 能 D开发地热 答案A 解析如果用木材作燃料代替燃油，就会 使大量森林树木被砍伐，造成水土流失， 破坏生态环境。 1煤的综合利用 煤可以作为燃料使用。将煤作为燃料， 主要是利用其燃烧放出的热量。但是， 将煤直接燃烧不但利用率较低，而且还 会造成严重的环境污
7、染。将煤进行加工 后综合利用是合理用煤的重要发展方向 。当前，煤的综合利用方法有：煤的干 馏、煤的气化和煤的液化。 煤的干馏 煤的干馏是将煤隔绝空气，高温下使之 分解，获得燃料及多种重要的化工原料 。 煤干馏的主要产品和用途如表：产产品主要成分用途 出炉 煤气焦炉气氢氢气、甲烷烷、乙烯烯、一 氧化碳气体燃料、化工原料粗氨水氨、铵盐铵盐 粗苯化肥、炸药药、染料、医药药、农药农药 、合成 材料煤焦油苯、甲苯、二甲苯 苯、甲苯、二甲苯 酚类类、萘萘染料、医药药、农药农药 、合成材料 沥沥青筑路材料、制碳素电电极 焦炭碳冶金、合成氨造气、电电石、燃料 煤的液化 煤的液化是把煤转化为液体燃料的过程 。煤
8、的液化可分为直接液化和间接液化 。煤的直接液化就是煤与氢气作用生成 液体燃料；煤的间接液化是先把煤转化 为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下 合成甲醇等液体燃料。 2天然气的综合利用 天然气是一种清洁的燃料，可以直接燃 烧。天然气更是一种重要的化工原料， 主要用于合成氨、生产甲醇以及合成分 子内含两个或两个以上碳原子的其他有机 化合物。 3石油的综合利用 石油一般不能直接使用，而是要加工成石 油产品使用。石油加工的主要方法有： 石油的分馏、裂化、裂解等。 石油的分馏 石油是混合物，没有固定的沸点。对石 油进行加热时 ，沸点低的烃(分子中碳原 子数较少)先汽化，其蒸气经冷凝后变为 液体首先从混合物
9、里分离出来。随着温度 的升高，沸点较高的烃(分子中碳原子数 较多)汽化，经过 冷凝也分离出来。这样 ，通过加热和冷凝，可以把石油分成不 同沸点范围的产物，这种方法叫石油的 分馏。工业上石油分馏是在分馏塔中进 行的。 石油分馏产 品主要有：石油气、汽油 、煤油、柴油等轻质 油。但其产量难以 满足社会的需求。 4石油的分馏、裂化和裂解比较方法原料原理目的分 馏馏原油(常压压 分馏馏)、重 油(减压压分 馏馏)根据石油各组组分沸点高低不 同，利用加热热汽化、冷凝、 回流，把石油分成不同沸点 范围围的组组分得到不同沸点 范围围的分馏产馏产 物汽油、煤 油、柴油等裂化 重油、石蜡在一定条件下，把相对对分
10、子 质质量大、沸点高的烃烃断裂为为 相对对分子质质量小、沸点低的 烃烃提高轻质轻质 液体 燃料油的产产量 ，特别别是提高 汽油的产产量裂解石油分馏馏 产产品(包括 石油气)在高温下，使具有长链长链 分子 的烃烃断裂成各种短链链的气态态 烃烃和少量液态烃态烃获获得短链链不饱饱 和烃烃，如乙烯烯 、丙烯烯、丁二 烯烯等 5.直馏汽油和裂化汽油的区别获获得方法主要化学成分鉴别鉴别 方 法 直馏馏 汽油原油直接分 馏馏，物理 变变化一般是C5C11 烷烃烷烃 及少量的芳 香烃烃等，性质稳质稳 定能使溴的 四氯氯化碳 溶液褪色 的是裂化 汽油裂化 汽油重油裂化， 化学变变化含有的C5C11 的烷烃烷烃
11、和烯烃烯烃 ， 性质质活泼泼 6.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 料炼炼厂气石油炼炼制厂低级烷烃级烷烃燃料、化工原 料裂解气裂解炉“三烯烯二烷烷”石油化工原料焦炉气炼炼焦炉H2、CH4、C2H4 等燃料、化工原 料天然气天然气田、油田甲烷烷燃料、化工原 料 例1下列说法中错误 的是( ) A石油中含有C5C11的烷烃 ，可以通 过石油的分馏得到汽油 B含C18以上的烷烃 的重油经过 催化裂 化可以得到汽油 C煤是由有机物和少量无机物组成的复 杂混合物 D煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后 分馏的方法把它们分
12、离出来 解析煤经过干馏发生复杂的物理、化学 变化后得到煤焦油等物质，煤焦油是含有 多种芳香族化合物的复杂混合物，煤焦油 在170 以下蒸馏出来的混合物里主要含 有苯、甲苯、二甲苯和其他苯的同系物等 ，所以并不是煤中含有苯和甲苯。 答案D 规律方法直馏汽油可用做卤素单质的萃 取剂，而裂化汽油的成分中含有烯烃，会 与卤素单质发生加成反应，故不能用做卤 素单质的萃取剂。 1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，其中正确的是() 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 应也
13、是前者大 燃烧天然气也是形成 酸雨的原因之一 CH4作为化工原料可 用于合成氨、生产甲醇变式训练 A B C D 答案B 解析天然气与煤、柴油比较，氢的质 量分数高，氢燃烧无污染，是相对清洁的 能源；CH4的摩尔质量为16 g mol1较 小，则温室效应大于CO2；天然气燃烧 不产生硫、氮的氧化物，不会生成酸雨； 由CH4的用途知正确。 2煤是重要的能源和化工原料，直接燃烧既浪费资 源又污染环境。最近，某企业利用“煤粉加压气化制备合成气新技术”，让煤变成合成气(一氧化碳及氢气总含量90%)，把煤“吃干榨尽”。下列有关说法正确的是( ) 煤粉加压气化制备合成气过程涉及化学变化和物理变化 煤粉加压
14、气化制备合成气过程涉及化学变化但没有物理变化 该技术实现 了煤的清洁利用 该技术实现 了煤的高效利用 A B C D 答案C 解析煤粉加压气化法是让煤变成以CO 和H2为主要成分的合成气，此过程涉及 化学变化和物理变化，且该技术减少了污 染，提高了煤的利用率。 1环境污染 2几种常见的环境污染与成因 (1)酸雨：与SO2及NOx有关。 (2)温室效应：与CO2有关。 (3)光化学烟雾：与NOx及碳氢化合物有 关。 (4)臭氧层破坏：与NOx及氟氯烃 有关。 (5)赤潮、水华：与含氮、磷的大量污水 有关。 3绿色化学 (1)化学实验绿 色化的途径 开发绿 色实验 ，如实验 室以H2O2分解 法制
15、氧取代氯酸钾分解法，实现 原料和 反应过 程的绿色化； 防止实验过 程中尾气、废物等对环 境 的污染，实验 中有危害性气体产生时要 加强尾气吸收，对实验产 物尽可能再利 用等； 在保证实验 效果的前提下，尽量减少 实验试剂 的用量(如降低试剂浓 度，减 少用量等)，使实验 小型化、微型化； 对于危险或反应条件苛刻、污染严重 或仪器、试剂 价格昂贵的实验 ，可采用 计算机模拟化学实验 或观看实验录 像等 办法； 妥善处置实验产 生的废物，防止污染 环境。 应考虑到能源消耗对环 境和经济 的影 响，并应尽量少地使用能源(在常温、常 压下进行)。 例2“绿色化学”是指从技术、经济上 设计可行的化学反应，尽可能减少对环境 的副作用。下列化学
