《高考化学一轮复习 第10章 第2节 资源综合利用 环境保护知识研习课件 新人教.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考化学一轮复习 第10章 第2节 资源综合利用 环境保护知识研习课件 新人教.ppt（47页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
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 二二 节节 资源综合资源综合利用环境保护利用环境保护2021/8/11 星期三1知知 识识 研研 读读(对应学生用书对应学生用书P144)2021/8/11 星期三2课程解读课程解读课程标准1.认识煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义。2.以聚乙烯为例，了解高分子材料在生活等领域中的应用及可能带来的环境问题。3.了解在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。考点展示1.煤的干馏、液化和气化。2.分馏裂化和裂解在石油炼制中的应用。3.合成材料。4.酸雨与环境保护。5.绿色化学思想的应用。2021/8/11 星期三3知识梳理知识
2、梳理一、煤、石油、天然气的综合利用1煤(1)煤的组成：有机物和少量无机物组成的复杂的_，其组成以_元素为主，还含有少量_等元素。(2)煤的综合利用途径有_。制水煤气的原理为：_。想一想1煤的干馏与石油的蒸馏有何区别？提示：煤的干馏是在隔绝空气加强热的条件下发生的复杂的物理变化和化学变化的过程，而石油的蒸馏是根据沸点不同将石油中各成分分离开，是物理变化。混合物碳氢、氧、氮、硫煤的干馏、煤的气化和液化C(s)H2O(g)=CO(g)H2(g)高温2021/8/11 星期三42石油(1)石油的成分多种_组成的混合物，所含元素以_为主。(2)石油的分馏利用原油中各组分_不同，将复杂混合物分离成较简单和
3、更有用的混合物的过程。(3)石油的裂化含碳原子较多、高沸点的烃在催化剂、高温条件下，断裂成含碳原子少、沸点低的烃，裂化是化学过程。十六烷裂化的方程式为_。碳、氢化合物碳、氢沸点C16H34 C8H18(辛烷)C8H16(辛烯)2021/8/11 星期三5(4)石油的裂解更高温度下的深度裂化，丁烷裂解为甲烷和丙烯的方程式为_。想一想2怎样鉴别裂化汽油和直馏汽油？提示：裂化汽油可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，而直馏汽油是饱和烃，不与溴水、酸性KMnO4溶液反应。3天然气(1)主要成分是_，是一种清洁的化石燃料和重要的化工原料。(2)合成NH3和CH3OH：写出以甲烷、水和空气制NH3的方程式：C
4、4H10 CH4C3H6甲烷2021/8/11 星期三64三大合成材料(1)三大合成材料指_。(2)聚合反应合成聚乙烯的化学方程式为_，单体为_，链节为_，聚合度为_。二、环境保护与绿色化学1环境保护(1)三废污染指_。(2)环保措施：_。2绿色化学(1)核心是利用_从源头上减少和消除_的污染。塑料、合成橡胶、合成纤维nCH2=CH2CH2=CH2CH2CH2n大气污染、水污染、固体废弃物污染实施清洁生产化学原理工业生产对环境CH2=CH2CH2CH22021/8/11 星期三7(2)原子经济性：反应物的原子全部转化为期望的_，即原子利用率为_。最终产物100%2021/8/11 星期三8考点
5、整合考点整合(即时巩固解析为教师用书独有即时巩固解析为教师用书独有)考点一考点一煤的组成及其综合利用1煤的组成煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含有碳元素，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素。2煤的综合利用煤可以作燃料使用。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染。将煤进行加工后综合利用是2021/8/11 星期三9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。(1)煤的干馏煤的干馏是将煤隔绝空气加高温使之分解，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下表：2021/8/11
6、星期三10产品主要成分用途焦炉煤气焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳气体燃料、化工原料粗氨水氨、铵盐化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料粗苯苯、甲苯、二甲苯煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚类、萘染料、医药、农药、合成材料沥青筑路材料、制碳素电极焦炭碳冶金、合成氨造气、电石、燃料(2)煤的气化煤的气化是将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等。2021/8/11 星期三11(3)煤的液化煤的液化是把煤转化为液体燃料的过程。煤的液化可分为直接液化和间接液化；煤的直接液化就是让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
7、燃料。【案例1】下图是实验室干馏煤的装置图：2021/8/11 星期三12(1)指出图中仪器名称：c_，d_。(2)仪器d的作用是_，c中液体有_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_。【解析解析】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2021/8/11 星期三13分馏的方法分离；焦炉气的主要成分有CH4、CO、H2、CH2=CH
8、2，燃烧时火焰呈淡蓝色。【答案答案】(1)U形管烧杯(2)盛装冷水对蒸气进行冷却粗氨水煤焦油氨酚酞试剂分馏(3)H2、CH4、CH2=CH2、CO淡蓝色【规律方法】煤的干馏是将煤隔绝空气加强热，使煤发生复杂的物理、化学变化，解答本题时，要结合干馏原理和煤的组成，分析干馏装置和产物，根据图示，作出答案。2021/8/11 星期三14【即时巩固1】观察下图，关于该实验叙述不正确的是()A该实验中发生了化学变化B液体X的pH7，液体Y是一种黑色黏稠状液体C气体Z易燃，可以用来还原氧化铜D试管A中会产生白色浓烟2021/8/11 星期三15【解析解析】煤干馏时发生了化学变化，液体X为粗氨水，pH7；液
9、体Y是煤焦油，为黑色黏稠状；气体Z的成分有H2、CO，具有还原性，可以还原氧化铜；煤干馏时，不会产生白色浓烟。【答案答案】D2021/8/11 星期三16考点二考点二石油的分馏、裂化和裂解比较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，利用加热气化、冷凝、回流，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
10、态烃获得短链不饱和烃，如乙烯、丙烯、丁二烯等2021/8/11 星期三17灵犀一点：煤的干馏和石油的裂化、裂解均为化学变化，石油的分馏为物理的变化。裂解温度比裂化要高，属深度裂化。【案例2】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以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。资料二：氧化铝通常用作石油催化裂化的催化剂。某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如下图。实验过程中可观察到试管中固体石蜡先熔化，试管2021/8/11 星期三18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
11、的气味。(1)该装置仪器连接的顺序为_，为保证实验成功，实验前必须进行的操作是_，装置中较长导管的作用是_；(2)试管中有少量液体凝结说明了_；(3)试管中溶液褪色说明了_；2021/8/11 星期三19(4)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_。【解析解析】(1)仪器连接应该从下往上，从左往右，装入药品之前一定要检验装置气密性，长导管能起冷凝气体的作用。(2)试管中有液体说明裂化生成了碳原子数大于5的烃。(3)试管中溶液褪色说明裂化生成了碳原子数小于5的烯烃。(4)由于裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应，
12、不能用于卤素单质的萃取。2021/8/11 星期三20(5)石油裂化的主要目的是为了得到更多的轻质燃油。【答案答案】(1)从下往上，从左往右检验装置的气密性冷凝气体(2)裂化生成了碳原子数大于5的烃(3)裂化生成了碳原子数小于5的烯烃(4)不能，因为裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应，导致萃取失败(6)可提高石油产品中轻质燃油的产量2021/8/11 星期三21【规律方法】(1)石油的裂化。石油裂化的目的：提高轻质液体燃料的质量，特别是提高汽油的质量。在加热条件下的裂化称为热裂化，在催化剂加热条件下的裂化称为催化裂化。石油的裂化属于化学变化。石油分馏所得汽油叫做直馏汽油，多为饱和烃。石油裂化
13、所得汽油叫做裂化汽油，其中含有不饱和烃。因而当用汽油作卤素单质的萃取剂时，需选用直馏汽油。(2)石油的裂解石油裂解的目的：获得乙烯、丙烯等有机化工原料。2021/8/11 星期三22裂解是一种更深度的裂化，属于化学变化。石油裂解是工业上获得乙烯的主要方法。2021/8/11 星期三23【即时巩固2】(1)在石油炼制过程中，既能提高汽油产量又能提高汽油质量的方法是()A常压分馏B减压分馏C裂解D催化裂化(2)某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面，观察到这辆卡车在启动、刹车时排出黑烟，由此可推断这辆卡车所用的燃料是()A酒精 B汽油C柴油 D液化石油气【解析解析】(1)选项中的四种方法都是石油炼制加工
14、的方法，其目的不一样。A只能对石油进行初步加工，各类烃的质量仅占石油总量的25%左右；B项操作不会得到汽油；C项所2021/8/11 星期三24得产物主要是乙烯、丙烯等小分子短链化合物；只有D项才能得到质量更高、产量更多的汽油。(2)按一般常识，汽车所用的燃料为汽油或柴油，且酒精、液化石油气燃烧一般不会产生黑烟，所以答案应该在B、C中选择。汽油的主要成分为C5C11的烷烃，柴油的主要成分为C15C18的烷烃，柴油分子中的碳原子数目多于汽油分子中的碳原子数，而碳原子数越多的烷烃，其中碳的质量分数越大，燃烧时多发生不完全燃烧，生成C等而产生黑烟。故排出黑烟者，其燃料为柴油。【答案答案】(1)D(2
15、)C2021/8/11 星期三25考点三考点三加聚反应的常见类型及高聚物单体的推断1加聚反应的常见类型(1)含一个碳碳双键的单体聚合时，双键断开，彼此相连而成高聚物。如：(2)含“C=CC=C”的单体聚合时，单键变双键，双键变单键，彼此相连而成高聚物。如：2021/8/11 星期三26(3)含有碳碳双键的不同单体聚合时，彼此双键断开，相连而成高聚物。如：2021/8/11 星期三272由高聚物推断单体(1)凡链节的主碳链全部为单键，则判断反应类型为单烯加聚，则每隔两个碳原子断开，单键变双键，即得单体。由高聚物的结构可以知道其单体只存在单键结构，从如上图箭头处断开得到如下单体：2021/8/11
16、 星期三28(2)如果链节的主碳链中有双键，则判断反应类型为双烯加聚或混烯加聚，以链节中主链上以双键为中心的四个碳原子与其他碳原子断开，这四个碳原子“单改双，双改单”即为相应的单体。若链节中主链上还有其他碳原子，则规律与(1)同。由高聚物的结构可以知道其单体存在单双键交替的结构，从如上图箭头处断开得取如下单体：2021/8/11 星期三29【案例3】现在有两种烯烃CH2=CHCH3和 它们的混合物在一定条件下进行加聚反应，其产物中可能有()2021/8/11 星期三30A全部BC D【解析解析】两种不同的烯烃发生加聚反应时有如下几种情况：(1)自身发生加聚反应：(2)不同烯烃之间发生共聚，有如
17、下四种情况：2021/8/11 星期三31【答案答案】B2021/8/11 星期三32【即时巩固3】工程塑料ABS树脂(结构简式如下)合成时用了三种单体。则这三种单体的结构简式是：CH2=CHCN、_、_。【解析解析】ABS中含有双键，以双键为中心的四个碳原子一组，双键变单键，单键变双键，其余的以两个碳原子一组。【答案答案】CH2=CHCH=CH22021/8/11 星期三33考点四考点四环境污染与保护1大气污染(1)定义：当大气中某些有毒、有害物质的含量超过正常值或大气的自净能力时，就发生了大气污染。(2)污染物：主要有颗粒物、硫化物、氮化物、碳的氧化物、碳氢化合物，以及含卤素化合物和放射性
18、物质等。(3)主要危害：危害人体健康，影响动、植物生长，破坏建筑物和建筑材料；改变世界的气候。(4)防治的方法和措施：立法，综合治理。2水污染(1)定义：排放的污染物使水和水体的物理、化学性质发生变化，或使生物群落发生变化，从而降低了水体的使用价值。2021/8/11 星期三34(2)污染物的种类：重金属、酸、碱、盐等无机化合物；耗氧物质、石油和难降解的有机物以及洗涤剂等。(3)防止和治理：控制污水的任意排放，用物理、化学、生物等方法综合治理。3土壤污染(1)定义：进入土壤中的污染物的数量超过了土壤的自净能力，就会引起土壤质量下降，这种现象就称为土壤污染。(2)污染物：城市污水、工业废水、生活
19、垃圾及工矿业固体废弃物、化肥、农药，大气沉降物、牲畜的排泄物、生物残体等。(3)防治的措施：控制和减少污染物的排放，加强工矿企业固体废弃物及城市垃圾的处理和利用。2021/8/11 星期三35【案例4】保护环境已成为人类的共识，人类应以可持续发展的方式使用资源，以合理的方式对废物进行处理并循环使用。下列做法不利于环境保护的是()A发电厂的煤经脱硫处理B将煤转化为水煤气作燃料C回收并合理处理聚乙烯塑料废物D电镀废液经中和后直接排放【解析解析】A煤中含有S元素，一般用石灰石与煤共热，CaCO3分解为CaO后与S生成的SO2反应而防止SO2排放到空气中形成污染；B.煤转化为液态燃料或气态燃料(煤的液
20、化、气化)可提高燃料的利用率；C.聚乙烯塑料废物若随意丢弃会造成白色污染；D.电镀液经中和后，仍有大量的重金属离子在其中，若2021/8/11 星期三36直接排放，会对下游的水质产生极为严重的污染，因此，电镀废液应予以一定处理后循环利用，或加入还原剂使其中的重金属离子转化为单质等。【答案答案】D【规律方法】环保问题近年来受到人们的广泛关注。现对造成环境污染的热点问题总结如下：酸雨形成原因主要是SO2和氮氧化物。光化学烟雾主要是氮氧化物、碳氢化合物造成的。臭氧空洞主要是氮氧化物、氟氯代烃等的排放引起的。温室效应主要是由于大气中CO2含量的不断增加造成的。2021/8/11 星期三37白色污染主要
21、是废弃的聚乙烯塑料制品造成。赤潮含磷洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放。2021/8/11 星期三38【即时巩固4】保护环境是每一位公民的责任。下列做法：推广使用无磷洗衣粉，城市垃圾分类处理，推广使用一次性筷子，推广使用清洁能源，过量使用化肥、农药，推广使用无氟冰箱。其中有利于保护环境的是()A B C D【解析解析】推广使用一次性筷子会破坏环境；过量使用化肥、农药会污染环境。【答案答案】C2021/8/11 星期三39考点五考点五绿色化学思想1绿色化学的含义(1)绿色化学又称环境无害化学、环境友好化学、清洁化学。(2)绿色化学的理想在于不再使用有毒、有害的物质，不再产生废物。从科学观点看，绿
22、色化学是化学科学基础内容的更新；从环境观点看，它强调从源头上消除污染；从经济观点看，它提倡合理利用资源和能源，降低生产成本，这是符合可持续发展要求的。2绿色化学的基本原则2021/8/11 星期三40(1)防治污染的产生优于治理产生的污染；(2)原子经济性(设计的合成方法应将反应过程中所用的材料，尽可能全部转化到最终产品中)；(3)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)。灵犀一点：实现绿色化学过程、目标及相应措施，可归纳为下图：2021/8/11 星期三41【案例5】以下反应最符合绿色化学原子经济性要求的是()A乙烯聚合为聚乙烯高分子材料B甲烷与氯气制备
23、一氯甲烷C以铜和浓硝酸为原料生产硝酸铜D用SiO2制备高纯硅【解析解析】先写出各选项的化学方程式再根据原子经济性的要求：反应物的所有原子全部被利用，没有副产物做出判断。A项，合成聚乙烯的方程式为nCH2=CH2无副产物，故A正确。2021/8/11 星期三42B项，甲烷与Cl2反应会生成多种氯代物和氯化氢，一氯代物仅是其中一种产物，故B错误。C项，Cu4HNO3(浓)=Cu(NO3)22NO22H2O产生污染性的NO2气体，故C错误。D项，SiO22C=Si2COSi2Cl2=SiCl4SiCl42H2=Si4HCl，有副产物，故D错误。【答案答案】A【规律方法】绿色化学的要求有以下几点：(1
24、)原料的绿色化，即采用无毒、无害原料，利用可再生资源。(2)化学反应的绿色化，指化学反应以“原子经济性”为基本原则，即在获取新物质的化学反应中，充分利用参与反应的每高温2021/8/11 星期三43一个原料的原子，实现零排放；反应过程不产生其他副产品；反应采用无毒、无害的溶剂、助剂和催化剂。(3)产品的绿色化，即生产无毒、无害、有利于保护环境和人类安全的环境友好产品。另外，绿色化学不是通常所说的对废水、废气、废渣等污染治理的环保局部性终端治理技术，而是从“源头”上消除污染，使废物不再产生的一种新概念。绿色化学是彻底消除污染的化学，是21世纪化学研究和化学工业技术发展的目标。2021/8/11
25、星期三44【即时巩固5】“绿色化学”要求从技术、经济上设计出可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应中，你认为最不符合绿色化学概念的是()A除硫酸厂尾气：SO22NH3H2O=(NH4)2SO3B消除硝酸工业尾气氮氧化物的污染：NONO22NaOH=2NaNO2H2OC制硫酸铜：Cu2H2SO4(浓)=CuSO4SO22H2OD制硫酸铜：2CuO2=2CuO；CuOH2SO4(稀)=CuSO4H2O2021/8/11 星期三45【解析解析】A、B选项的化学反应是对有害气体的吸收，符合“绿色化学”要求，C、D的目的是制硫酸铜，C中产生有害气体SO2，会造成大气污染，而D比C节约原料又不产生有害气体，所以C最不符合绿色化学概念。【答案答案】C2021/8/11 星期三462021/8/11 星期三47