《4.2資源綜合利用 環(huán)境保護資源綜合利用環(huán)境保護》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《4.2資源綜合利用 環(huán)境保護資源綜合利用環(huán)境保護（48頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、AgAlAuCuFeMgCoMn2022年年1月月24日星期一日星期一第一課時第一課時 煤、石油和天然氣煤、石油和天然氣仍然是人類仍然是人類使用的使用的主要能源主要能源，也是三種重要的，也是三種重要的化石燃料化石燃料優(yōu)點優(yōu)點: : 提供能量、化工原料提供能量、化工原料缺點缺點: : 不可再生、環(huán)境污染不可再生、環(huán)境污染求知課堂互動求知課堂互動一、煤的綜合利用一、煤的綜合利用1、煤的組成、煤的組成 組成元素組成元素:主要是碳元素；（還有少主要是碳元素；（還有少量的量的H、O、N、P、S、鹵素等）、鹵素等）組成成分：是由多種有機物、無機組成成分：是由多種有機物、無機物組成的復雜混合物。物組成的復雜
2、混合物。煤的結構模型煤的結構模型污染環(huán)境污染環(huán)境COx、NOx、 SO2 煙塵煙塵煤的組成煤的組成1 1、煤的組成、煤的組成煤的綜合利用煤的綜合利用煤的干餾煤的干餾煤的氣化煤的氣化煤的液化煤的液化獲得潔凈的燃料和獲得潔凈的燃料和多種化工原料多種化工原料煤的干餾實驗裝置圖煤的干餾實驗裝置圖實驗裝置實驗裝置1實驗裝置實驗裝置22 2、煤的綜合利用、煤的綜合利用（1 1）煤的干餾）煤的干餾煤的干餾原理：煤的干餾原理：把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程。把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程。表表4-2 4-2 煤干餾的主要產(chǎn)品和用途煤干餾的主要產(chǎn)品和用途（2）煤的氣化：）煤的氣化： 將煤中的有機物及碳轉(zhuǎn)化為
3、可燃性氣體的過程。將煤中的有機物及碳轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。 C(s) + HC(s) + H2 2O CO(g) + HO CO(g) + H2 2(g)(g)高溫CO(g)+ 3HCO(g)+ 3H2 2 CH CH4 4(g) + H(g) + H2 2O(l)O(l)一定條件中熱值氣中熱值氣高熱值氣高熱值氣2CO(g)+ O2CO(g)+ O2 2 2CO 2CO2 2(g)(g)；H=-566KJ/mol2H2H2 2(g)+ O(g)+ O2 2 2H 2H2 2O(l)O(l)；H=-571KJ/molCHCH4 4(g)+ 2O(g)+ 2O2 2 CO CO2 2(g) +
4、2H(g) + 2H2 2O(l)O(l)H=-890.3KJ/mol 將煤轉(zhuǎn)化液體燃料的過程。將煤轉(zhuǎn)化液體燃料的過程。 分為直接液化和間接液化。分為直接液化和間接液化。 （3）煤的液化：）煤的液化：C(s) + HC(s) + H2 2O CO(g) + HO CO(g) + H2 2(g)(g)高溫 CO + 2HCO + 2H2 2 CH CH3 3OHOH（甲醇）（甲醇）一定條件如：如：二、石油的綜合利用二、石油的綜合利用1、石油的組成元素、石油的組成元素: 主要是碳、氫元素主要是碳、氫元素是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物。（還有水分、鹽分
5、等雜質(zhì)）物。（還有水分、鹽分等雜質(zhì)）石油的主要成分：石油的主要成分：2、石油的煉制、石油的煉制(除水脫鹽后除水脫鹽后)（1）石油的分餾：）石油的分餾：利用原油中各組分的沸點不同將復雜的混合物利用原油中各組分的沸點不同將復雜的混合物分離成簡單混合物的過程。分離成簡單混合物的過程。石油分餾示意圖石油分餾示意圖比較蒸餾、分餾、干餾3、石油的裂化和裂解、石油的裂化和裂解（1）裂化的目的：）裂化的目的：（2）裂化的原理：）裂化的原理：石油的裂化是石油的裂化是 。 在催化劑的作用下將含碳原子多的重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。油（烴）斷裂成碳原子較少的烴的過程。提高輕
6、質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量。提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量。(3)裂解裂解: 深度的裂化。深度的裂化。裂解的目的：裂解的目的：獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。乙烯的產(chǎn)量是一個國家石化水平的標志乙烯的產(chǎn)量是一個國家石化水平的標志25%產(chǎn)量提高產(chǎn)量提高三、天然氣的綜合利用三、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，它主種重要的化工原料，作為化工原料，它主要用于合成要用于合成 和生產(chǎn)和生產(chǎn) 等。天然氣化等。天然氣化工以含一個碳原子的甲烷為原料，通過化工以含一個碳原子的甲烷為原料，通過化學變化形
7、成含兩個或多個碳原子的其他有學變化形成含兩個或多個碳原子的其他有機化合物。實現(xiàn)天然氣的有效轉(zhuǎn)化是一項機化合物。實現(xiàn)天然氣的有效轉(zhuǎn)化是一項具有挑戰(zhàn)性的課題。具有挑戰(zhàn)性的課題。氨氨甲醇甲醇天然氣灶天然氣灶液化天然液化天然氣公交車氣公交車四、合成材料四、合成材料1、原料：、原料： 。2、合成材料基本特征：、合成材料基本特征： 。3、合成材料的合成原理：、合成材料的合成原理： 。例如：乙烯合成聚乙烯例如：乙烯合成聚乙烯 ，丙烯合成聚丙烯丙烯合成聚丙烯 。石油、煤、天然氣石油、煤、天然氣相對分子質(zhì)量很大，屬于高分子化合物相對分子質(zhì)量很大，屬于高分子化合物加聚、縮聚加聚、縮聚4 4、聚乙烯與高分子化合物、
8、聚乙烯與高分子化合物（1 1）聚乙烯的生成）聚乙烯的生成CH2=CH2CH2=CH2CH2=CH2+ CH2CH2 nnCH2=CH2 催化劑 CH2CH2 n聚乙烯聚乙烯（2 2）高分子化合物及其特征）高分子化合物及其特征加聚反應 聚合反應：由相對分子質(zhì)量小的化合物分子互相結聚合反應：由相對分子質(zhì)量小的化合物分子互相結合成相對分子質(zhì)量大的高分子的反應。合成相對分子質(zhì)量大的高分子的反應。 此反應屬于乙烯的加成反應，所以這種聚合反應又此反應屬于乙烯的加成反應，所以這種聚合反應又叫加成聚合反應，簡稱加聚反應。叫加成聚合反應，簡稱加聚反應。塑料、合成橡膠、合成纖維塑料、合成橡膠、合成纖維聚丙烯：聚丙
9、烯： 單體：單體：CH2CHCH3聚苯乙烯聚苯乙烯單體：單體：CH2CHC6H5聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 （有機玻璃）（有機玻璃）單體：單體：CH2CCH3COOCH3酚醛塑料酚醛塑料單體：單體：苯酚、甲醛苯酚、甲醛聚四氟乙烯聚四氟乙烯單體：單體：CF2CF2思考與交流：思考與交流：1、目前，回收利用廢舊合成材料有很多途、目前，回收利用廢舊合成材料有很多途徑，請查閱資料了解有哪些途徑？并試著徑，請查閱資料了解有哪些途徑？并試著從環(huán)境保護和經(jīng)濟成本等方面作出評價。從環(huán)境保護和經(jīng)濟成本等方面作出評價。2、你認為應該限制生產(chǎn)、使用聚苯乙烯塑、你認為應該限制生產(chǎn)、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，還是回
10、收利用？請用必要資料料快餐盒，還是回收利用？請用必要資料和數(shù)據(jù)作為論據(jù)。和數(shù)據(jù)作為論據(jù)。1、回收利用廢舊合成材料主要有三種途徑：一是通、回收利用廢舊合成材料主要有三種途徑：一是通過熔融再生重新作成多種有用的材料；二是采用熱過熔融再生重新作成多種有用的材料；二是采用熱裂解或化學處理的方法使其分解，用于制備多種化裂解或化學處理的方法使其分解，用于制備多種化工原料；三是將廢舊合成材料作為燃料使用。工原料；三是將廢舊合成材料作為燃料使用。D第二課時 第二課時第二課時背景知識回顧背景知識回顧1、通常所說的三廢是指、通常所說的三廢是指 、 和和 。2、綠色食品是指、綠色食品是指 的食品，的食品，白色污染是
11、指白色污染是指 。廢渣廢渣 廢氣廢氣廢水廢水塑料垃圾塑料垃圾無污染、無公害無污染、無公害求知課堂互動求知課堂互動一、環(huán)境保護一、環(huán)境保護1、在環(huán)境問題面前，化學工作者所面臨的重要問題、在環(huán)境問題面前，化學工作者所面臨的重要問題在環(huán)境問題日益突出的今天，化學工作者所面臨的重在環(huán)境問題日益突出的今天，化學工作者所面臨的重要任務是對要任務是對 的檢測、的檢測、 的治理、尋找從的治理、尋找從源頭上治理源頭上治理 的生產(chǎn)工藝。的生產(chǎn)工藝。2、化學在三廢治理過程中的重要作用、化學在三廢治理過程中的重要作用環(huán)境情況環(huán)境情況三廢三廢環(huán)境污染環(huán)境污染二、二、環(huán)境保護與綠色化學環(huán)境保護與綠色化學1、環(huán)境：主要是指
12、人類的生存環(huán)境。、環(huán)境：主要是指人類的生存環(huán)境。2、環(huán)境問題：主要是指由于人類不合理、環(huán)境問題：主要是指由于人類不合理開發(fā)和利用自然資源而造成生態(tài)環(huán)境的開發(fā)和利用自然資源而造成生態(tài)環(huán)境的破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染問題。成的環(huán)境污染問題。3、環(huán)境污染：人類排放的污染物質(zhì)超過、環(huán)境污染：人類排放的污染物質(zhì)超過了環(huán)境的自凈能力，引起環(huán)境質(zhì)量發(fā)生了環(huán)境的自凈能力，引起環(huán)境質(zhì)量發(fā)生不良變化從而危害人類健康和生存的現(xiàn)不良變化從而危害人類健康和生存的現(xiàn)象。象。 因此，要隨時進行環(huán)境監(jiān)測！因此，要隨時進行環(huán)境監(jiān)測！ 如：水華、赤潮、酸雨、光化學煙如：水華、
13、赤潮、酸雨、光化學煙霧霧環(huán)境污染的分類：環(huán)境污染的分類：按環(huán)境要素按環(huán)境要素：分大氣污染、水體污染、分大氣污染、水體污染、土壤污染。土壤污染。按人類活動分按人類活動分：工業(yè)環(huán)境污染、城市環(huán)：工業(yè)環(huán)境污染、城市環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。境污染、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。按造成污染的性質(zhì)、來源分按造成污染的性質(zhì)、來源分：化學污染、：化學污染、生物污染、物理污染（噪聲、放射性、生物污染、物理污染（噪聲、放射性、熱、電磁波等）、固體廢物污染、能源熱、電磁波等）、固體廢物污染、能源污染。污染。 思考與交流思考與交流:1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì)物質(zhì) 。工業(yè)上常利用它們
14、與一些廉價易得的化學。工業(yè)上常利用它們與一些廉價易得的化學物質(zhì)發(fā)生反應加以控制、消除或回收利用。請舉例物質(zhì)發(fā)生反應加以控制、消除或回收利用。請舉例說明這些方法的化學反應原理和類型。說明這些方法的化學反應原理和類型。酸雨是指酸雨是指PH5.6的酸性降水，其主要成分是硫的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，屬于嚴重的大氣污染現(xiàn)象，會區(qū)域酸和硝酸，屬于嚴重的大氣污染現(xiàn)象，會區(qū)域性或隨風漂移形成對土壤肥力、森林、水生動性或隨風漂移形成對土壤肥力、森林、水生動植物和建筑物等的大范圍危害。酸雨主要是由植物和建筑物等的大范圍危害。酸雨主要是由化石燃料的燃燒、金屬礦物的冶煉、生產(chǎn)和使化石燃料的燃燒、金屬礦物的冶
15、煉、生產(chǎn)和使用硫酸、硝酸的工廠等排放的硫氧化物和氮氧用硫酸、硝酸的工廠等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。化物所造成的。 利用化學方法可以控制硫和氮氧化物，進而控制利用化學方法可以控制硫和氮氧化物，進而控制酸雨等危害。例如：針對我國以煤炭為主、酸雨類型酸雨等危害。例如：針對我國以煤炭為主、酸雨類型屬于硫酸型的特點，主要采取燃料預脫煤、爐內(nèi)脫硫?qū)儆诹蛩嵝偷奶攸c，主要采取燃料預脫煤、爐內(nèi)脫硫和煙囪排氣除硫等措施，用和煙囪排氣除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3、水等吸收脫硫。水等吸收脫硫。 CaO+SO2=CaSO3 2CaSO3+O2=2CaSO4 SO2+2NH3+H2O=
16、(NH4)2SO3800 800 再如，機動車輛的尾氣排放也同樣需要控制，再如，機動車輛的尾氣排放也同樣需要控制，其中的氮氧化物還是光化學污染的主要成因，其中的氮氧化物還是光化學污染的主要成因，它比硫氧化物的消除難度大，一般采用它比硫氧化物的消除難度大，一般采用CH4、H2、NH3等在等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物還原，等催化作用下是氮氧化物還原，轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為N2、CO2、H2O等無害氣體。等無害氣體。CH4+4NO2=4NO+CO2+2H2OCH4+4NO=2N2+CO2+2H2OPt400500 Pt400500水華是水華是淡水中的一種自然生態(tài)現(xiàn)象，是由于水的富營養(yǎng)淡水中的一種自然生
17、態(tài)現(xiàn)象，是由于水的富營養(yǎng)化引起藻類化引起藻類 （如藍藻（如藍藻 、綠藻、硅藻等）的迅猛生長，、綠藻、硅藻等）的迅猛生長，水一般呈藍色或綠色。水一般呈藍色或綠色。淡水中淡水中“水華水華”造成的最大造成的最大危害是：危害是：飲用水源受到威脅，飲用水源受到威脅，藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍藻藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍藻“水華水華”的次的次生代謝產(chǎn)物生代謝產(chǎn)物MCRSTMCRST能損害肝臟，具有促癌效應，直接威脅能損害肝臟，具有促癌效應，直接威脅人類的健康和生存。人類的健康和生存。赤潮是赤潮是由于海水中浮游藻類、原生動物或細菌異常增殖或由于海水中浮游藻類、原生動物或細菌異常增殖或聚集而引
18、起海水變色的現(xiàn)象。實際上，赤潮并不一定都是聚集而引起海水變色的現(xiàn)象。實際上，赤潮并不一定都是紅色的，它可因引發(fā)赤潮的生物種類和數(shù)量不同而呈現(xiàn)出紅色的，它可因引發(fā)赤潮的生物種類和數(shù)量不同而呈現(xiàn)出不同顏色。不同顏色。 返回返回綠色化學理念綠色化學理念（防治優(yōu)于治理）（防治優(yōu)于治理）核心：核心：利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染。又稱為產(chǎn)對環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無害化環(huán)境無害化學學”、“環(huán)境友好化學環(huán)境友好化學”、“清潔化學清潔化學”。從學科觀點看：從學科觀點看：是化學基礎內(nèi)容的更新。（改變是化學基礎內(nèi)容的更新。（改變反應歷程）反應歷程）
19、從環(huán)境觀點看：從環(huán)境觀點看：強調(diào)從源頭上消除污染。（從一強調(diào)從源頭上消除污染。（從一開始就避免污染物的產(chǎn)生）開始就避免污染物的產(chǎn)生）從經(jīng)濟觀點看：從經(jīng)濟觀點看：它提倡合理利用資源和能源，降它提倡合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本。（盡可能提高原子利用率）低生產(chǎn)成本。（盡可能提高原子利用率）熱點：熱點：原子經(jīng)濟性原子經(jīng)濟性反應物原子全部轉(zhuǎn)化為最反應物原子全部轉(zhuǎn)化為最終的期望產(chǎn)物，原子利用率為終的期望產(chǎn)物，原子利用率為100%應用無毒無害的催化劑應用無毒無害的催化劑反應過程反應過程反應物反應物反應產(chǎn)物反應產(chǎn)物藝藝工工產(chǎn)產(chǎn)生生的的全全安安提高能源的利用率提高能源的利用率無毒無害原料無毒無害原料可再生資
20、源可再生資源原子經(jīng)濟性反應原子經(jīng)濟性反應高選擇性反應高選擇性反應環(huán)境友好產(chǎn)品（安全、環(huán)境友好產(chǎn)品（安全、能降解、可再利用）能降解、可再利用）應用無毒無害的溶劑應用無毒無害的溶劑綠色化學示意圖綠色化學示意圖原子利用率原子利用率=25.4%原子利用率原子利用率=100%綠色化學對于化學反應提出了綠色化學對于化學反應提出了“原子經(jīng)濟性原子經(jīng)濟性”（原子節(jié)約）的新（原子節(jié)約）的新概念及要求。理想的原子經(jīng)濟性反應是原料分子中的原子全部轉(zhuǎn)概念及要求。理想的原子經(jīng)濟性反應是原料分子中的原子全部轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實現(xiàn)零排放。下列幾種生產(chǎn)乙苯變成所需產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實現(xiàn)零排放。下列幾種生產(chǎn)乙苯的
21、方法中，原子經(jīng)濟性最好的是（反應均在一定條件下進行）的方法中，原子經(jīng)濟性最好的是（反應均在一定條件下進行）（ ）A A C C2 2H H5 5ClClHClHClB B C C2 2H H5 5OHOHH H2 2O OC C CHCH2 2CHCH2 2D D HBrHBr H H2 2C 某工廠利用銅屑制硝酸銅。你認為可以用哪些某工廠利用銅屑制硝酸銅。你認為可以用哪些方法？哪種最好？方法？哪種最好？利用銅屑制硝酸銅可以采用以下三種方法：利用銅屑制硝酸銅可以采用以下三種方法：銅與濃硝酸反應；銅與濃硝酸反應；銅與稀硝酸反應；銅與稀硝酸反應；銅與氧氣反應后，再與硝酸反應。銅與氧氣反應后，再與硝
22、酸反應。從原子經(jīng)濟性的角度考慮，從最大限度地減少廢從原子經(jīng)濟性的角度考慮，從最大限度地減少廢物的排放的角度考慮，采用銅與氧氣反應后，再物的排放的角度考慮，采用銅與氧氣反應后，再與硝酸反應的方法是最好的。與硝酸反應的方法是最好的。汽車尾氣（含有烴類、汽車尾氣（含有烴類、COCO、SOSO2 2與與NONO等物質(zhì)）是城市空氣等物質(zhì)）是城市空氣的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個的污染源。治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個“催化轉(zhuǎn)換器催化轉(zhuǎn)換器”（用鉑、鈀合金作催化劑）。它的特點（用鉑、鈀合金作催化劑）。它的特點是使是使COCO與與NONO反應，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒反應，
23、生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及氣體，并促使烴類充分燃燒及SOSO2 2的轉(zhuǎn)化的轉(zhuǎn)化。（1 1）寫出一氧化碳與一氧化氮反應的化學方程式）寫出一氧化碳與一氧化氮反應的化學方程式 ： 2CO+2NO2CO+2NO催化劑2CO2CO2 2+N+N2 2 （2 2）“催化轉(zhuǎn)換器催化轉(zhuǎn)換器”的缺點是在一定程度上提高空氣的的缺點是在一定程度上提高空氣的酸度，其原因是（酸度，其原因是（ ） SOSO2 2轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為SOSO3 3，產(chǎn)生硫酸酸霧，產(chǎn)生硫酸酸霧 （3 3）控制城市空氣污染源的方法可以有）控制城市空氣污染源的方法可以有 （多選扣分）（多選扣分） a a 開發(fā)氫能源開發(fā)氫能源 b b 使用電動車使用電動車 c c 植樹造林植樹造林 d d 戴上呼吸面具戴上呼吸面具 ab
4.2資源綜合利用 環(huán)境保護資源綜合利用環(huán)境保護
