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1、第四章 化学与自然资源的开发利用,第二节 资源综合利用 环境保护,一、煤、石油和天然气的综合利用,无机物,有机物,C 元素为主,H 、N、S、O 等元素 少量,Si Al Ca Fe,污染环境,COx NOx SO2 等烟尘,（1）煤的组成,1、从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,煤渣,（2）煤的干馏,将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏（煤的焦化),煤干馏的主要产物:,焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭,（3）煤的气化,在一定条件下把煤及其干馏物转化为可燃性气体过程，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气（CO、H2) 。,（4）煤的液化,在一定条件下将煤转化为液体燃料又称人造石油，
2、可继续精制成汽油、柴油、液化石油气、甲醇。在石油资源日益减少的情况下，煤的液化具有十分诱人的前景。,（4）煤的液化,煤的直接液化:,使煤与氢气作用生成液体燃料。,煤的间接液化:,先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作 用下合成甲醇等。,甲醇常温下为液体,可以燃烧,还可代替汽油作内燃机的燃料。,（1）天然气的组成及其综合利用,天然气主要成分是甲烷。天然气是一种清洁燃料，可以直接用作燃料。,2 、以煤、石油、天然气为原料生产合成材料,天然气的综合利用 天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料，作为化工原料，它主要用于合成 和生产 等。天然气化工以含一个碳原子的甲烷为原料，通过化学变化形成
3、含两个或多个碳原子的其他有机化合物。实现天然气的有效转化是一项具有挑战性的课题。,氨,甲醇,（2）石油的组成及其综合利用,石油的成分：,按物质来看：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物,石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。,按元素来看：碳、氢含量为97%-98%,石油炼制：,a、石油的分馏,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、石油的分馏,利用原油中各组分的沸点不同将复杂的 混合物分离成简单混合物的过程。,b、石油的催化裂化,提高轻质液体燃料的产量。,（1）裂化的目的：,（2）裂化的原理：,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。,裂解的
4、目的： 获得乙烯、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,通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃。,（3）生产合成材料,原料:,石油、煤、天然气,合成材料基本特征：,相对分子质量很大，属于高分子化合物,合成材料的合成原理：,加聚、缩聚,例如：乙烯合成聚乙烯 丙烯合成聚丙烯,（聚乙烯）,（单体）,（链节）,(n 为聚合度),丙烯,聚丙烯,缩合聚合反应（缩聚反应）,单体间（小分子）相互反应而成高分子化合物，同时还生成小分子（如水、氨等分子）的反应。,酚醛树脂,苯酚,甲醛,如：氨基酸以缩聚反应生成蛋白质, 对苯二甲酸和乙二醇以缩聚反应生成涤纶 p98,“神州”
5、五号航天员穿的航天服,是用一种特殊的高强度涤纶制成的（头盔和手套除外）,合成材料概况：,随着人类不断的文明和进步，人对天然材料的利用已不能满足很多方面的需要，于是就发生了一场材料的革命 人工合成材料; 合成材料的原料丰富、制造加工简单,性能千变万化; 塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大合成材料。 黏合剂、涂料也属于合成材料。,塑料的主要成分是合成树脂，其中还添加了某些特定用途的添加剂（如提高塑性的增塑剂、防止老化的防老化剂）；有些热塑性塑料（聚乙烯塑料），可以反复加工，多次使用；有些热固性塑料（电木），一旦加工成型就不会受热熔化。 常见的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）、酚醛
6、塑料（电木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。,单体：,CH2CHCH3,聚丙烯,聚苯乙烯,单体：,单体：,聚甲基丙烯酸甲酯,酚醛塑料,单体：,苯酚、甲醛,聚四氟乙烯,单体：,CF2CF2,二、环境保护与绿色化学,被污染的小河,乱扔导致的污染,传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前世界每年产生的有害废物达3亿吨4亿吨，给环境造成危害，并威胁着人类的生存。有识之士提出了绿色化学的号召，并立即得到了全世界的积极响应。绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头减少和消除污染。,绿色化学又称环境友好化学， 它的主要特点是： 1充分利用资源和能源，采用无 毒、无害的原料； 2在无毒、无害的条件下进行反 应,
7、以减少废物向环境排放；,3提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放” 4生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。,绿色化学给化学家提出了一项新的挑战，国际上对此很重视。1996年，美国设立了“绿色化学挑战奖”，以表彰那些在绿色化学领域中做出杰出成就的企业和科学家,练 习,1.工业“三废”指的是 、 、 。 2.20世纪80年代开始面临三大全球性环境问 题,下列不属于三大全球性环境问题的是 A 酸雨 B 臭氧空洞 C 气候变暖 D 白色污染 3.我国三峡工程有发电、防洪、环保三大功 能。三峡工程的建成代替火力发电对环境 保护的最大贡献是有助于控制,
8、废渣,废气,废水,D,1)温室效应,2)形成酸雨,3)空气中的固体颗粒浓度,4 . 1986年4月，前苏联乌克兰基辅北部的切尔诺贝利核电站4号反应堆爆炸起火，造成死亡31人，237人受伤，13万居民紧急疏散。这些死伤者主要受到了（ ） A 毒气伤害 B 噪声污染 C 电磁波伤害 D 放射性污染,D,.大力推广使用无磷洗涤剂，是因 为含磷、氮物质大量使用，会造 成 湖泊的（ ） A 水生物死亡 B 富营养化，产生“水华”现象 C 金属污染 D 氢化物污染,B,1、大气污染：来自工业废气, 汽车尾气, 生活废气(硫与氮的氧化物,碳氧化物,碳 氢化物;卤素化合物;放射性),人类保护伞的洞臭氧层被破坏
9、,空中死神酸雨,全球变暖温室效应,光化学烟雾,无形杀手居室污染,环境污染的类别：,2、水污染：来自工业废水、生活废水(无 机物, 重金属盐类,营养物有机物, 洗 涤剂, 石油),水体富营养化（N、P、K、S的化合物）,（生活污水、农田排水、化肥、合成洗 涤剂、工业废水引起藻类、浮游生物暴发性繁殖赤潮、水华） p101,重金属污染：,如 汞、镉、铅、铬、砷,猫自杀事件水俣病（汞污染）,骨骼畸形变脆骨痛病（镉污染）,智力发展隐性杀手铅污染,3、土壤污染,来自工业垃圾、生活垃圾、废水、化肥、农药残留(Cl,P,S)、放射物质残留,4、噪声污染 5、辐射污染,6、食品污染：,2月02日：国际湿地日 3
10、月22日：世界水日 4月22日：地球日 5月31日：世界无烟日 6月05日：世界环境日 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：国际保护臭氧层日 10月4日：世界动物日 10月16日：世界粮食日 12月29日：国际生物多样性日,世 界 环 境 日,把保护生态环境看成自己的神圣使命，正成为世界上越来越多人的共识。请看 -,练 习,1.含有碳元素的混合物是 （ ） 二氧化碳， 石灰石， 甲烷， 天然气， 一氧化碳， 石油， 乙醇， 煤，醋酸，水煤气。 A B C D,D,2.下列燃料燃烧不会造成环境污染的是 A.煤 B.酒精 C汽油 D.氢气,BD,4.下列各气体属
11、于纯净物的是 （ ） A天然气 B水煤气 C甲烷 D液化石油气,C,3.在相同条件下，对环境污染程度最小的燃 料是（ ） A.液化气 B.煤油 C.煤饼 D.木柴,A,5.下列关于煤的叙述中不正确的是（ ） A煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源 B煤的干馏过程属于化学变化 C煤是由多种有机物组成的混合物 D煤除了主要含有碳元素外，还含有少量的 氢、氮、硫、氧等元素。,C,6.下列说法正确的是（ ） A煤的气化和液化是使煤变成清洁能源的有 效途径 B煤的干馏过程属于物理变化，通过干馏可 以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品 C煤里主要含有碳及少量的其它元素，工业 上大量燃烧含硫燃料是形成“酸雨”的主
12、 要原因 D煤是由非常复杂的无机物和有机物组成的 化合物,AC,7.下列物质中属于高分子化合物的是 硫化橡胶 蔗糖 油脂 酚醛树酯 蛋白质 A B C D,D,8.按照绿色化学原则，下列反应符合最 理想原子经济性的是（ ） A乙烯与氧气在银催化作用下生成环 氧乙烷 B乙烷与氯气反应制备氯乙烷 C苯与乙醇在一定条件下生产乙苯 D乙醇与浓硫酸共热制备乙烯,A,9.石油的分馏和煤的干馏两种变化，本质 上的不同是（ ） A加热的温度二者不同 B获得的产品二者不同 C前者是物理变化，后者是化学变化 D前者不需要隔绝空气，后者需隔绝空气,C,10.下列说法正确的是（ ） A煤的气化和液化是使煤变成清洁能源
13、的 有效途径 B煤的干馏过程属于物理变化，通过干馏 可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品 C煤里主要含有碳及少量的其它元素，工 业上大量燃烧含硫燃料是形成“酸雨” 的主要原因 D煤是由非常复杂的无机物和有机物组成 的化合物,A C,11.下列关于乙烯和聚乙烯的叙述不正确的是,D,A乙烯常温下是气体，为纯净物；聚乙烯常 温下是固体，为混合物,B乙烯的化学性质比聚乙烯活泼,C取等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生 成的 CO2 和 H2O 的质量分别相等,D取等物质的量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后， 生成的 CO2 和 H2O 的物质的量分别相等,12.下列说法错误的是,A石油是只含有的烷烃，可以通过石油
14、的分 馏得到汽油,B含以上烷烃的重油经过催化裂化可以得 到汽油,C石油的分馏是一个化学过程,D石油裂解得到的裂解气中含不饱和的烯烃,本题主要考查石油的成分和石油的炼制，裂化是将大分子的烃转化为小分子的烃，得到轻质汽油。裂解主要是将长链的烃断裂为短链的，目的得到化工原料。裂化和裂解的产物中都有不饱和烃。,C,13.请将石油产品汽油、柴油、煤油、沥 青、液化石油气按其组成物质分子中 碳原子数递增的顺序排列,汽油、柴油、煤油、沥青,石油炼制的目的是将混合物进行一定程度分离，通过分离将石油分成不同沸点范围的蒸馏产物，其中混合物的沸点范围越低，则混合物中烃分子所含碳原子数越少。,14.下列说法错误的是（
15、 ） A石油中含有的烷烃，可以通过石油的分馏得到 汽油 B含以上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，可以用先干馏后分馏的方 法把它们分离出来,D,石油的分馏和裂化都得到汽油，煤经高温干馏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.下列物质中，有固定熔沸点的是（ ） A汽油 B煤 C苯 D煤焦油,C,16.下列石油的炼制和加工的过程，属于化学 变化的是（ ） A常压分馏 B减压分馏 C裂化 D裂解,C D,17.空气污染下列叙述错误的是： （ ） A温室效应是CO具有增高地球温度的效应造成的 B破坏臭氧层的主要物质是氟氯烃等物质 CCO能与血红蛋白形成稳定的化合物，降低血液 输入氧的能力 D酸雨主要是雨水与 SO3或 SO2反应，最终形成 的H2SO4、还有少量的 NO2 及 CO2 和水反应生 成的 HNO3与 H2CO3 造成的,C,解析 A温室效应是CO2浓度增高所致。D中含硫的物质燃烧生成SO2，SO2在一些催化剂作用下生成SO3，SO3被水吸收成H2SO4或SO2与水反应生成H2SO
