高中化學(xué)課件 資源綜合利用環(huán)境保護(hù)

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歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂 第四章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展 Ag Al Au Cu Fe Mg Co Mn 第二節(jié)化學(xué)與資源綜合利用 環(huán)境保護(hù) 第一課時(shí) 三廢 廢氣 廢水 廢渣 煤 石油和天然氣仍然是人類使用的主要能源 也是三種重要的化石燃料 優(yōu)點(diǎn) 提供能量 化工原料 缺點(diǎn) 不可再生 環(huán)境污染 求知課堂互動(dòng)一 煤的綜合利用1 煤的組成 組成元素 主要是碳元素 還有少量的H O N P S 鹵素等 組成成分 是由多種有機(jī)物 無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物 煤的結(jié)構(gòu)模型 無(wú)機(jī)物 少量 有機(jī)物 C元素 大量 H O N S等元素 少量 無(wú)機(jī)鹽等 污染環(huán)境 COx NOx SO2煙塵 煤的組成 1 煤的組成 煤的綜合利用 煤的干餾 煤的氣化 煤的液化 獲得潔凈的燃料和多種化工原料 物盡其用 保護(hù)環(huán)境 煤直接作燃料 利用率低并污染環(huán)境 煤的干餾實(shí)驗(yàn)裝置圖 實(shí)驗(yàn)裝置1 實(shí)驗(yàn)裝置2 2 煤的綜合利用 1 煤的干餾 煤的干餾原理 把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過(guò)程 表4 2煤干餾的主要產(chǎn)品和用途 2 煤的氣化 將煤中的有機(jī)物及碳轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過(guò)程 中熱值氣 高熱值氣 將煤轉(zhuǎn)化液體燃料的過(guò)程 分為直接液化和間接液化 3 煤的液化 如 二 石油的綜合利用1 石油的組成元素 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物 還有水分 鹽分等雜質(zhì) 石油的主要成分 2 石油的煉制 除水脫鹽后 1 石油的分餾 利用原油中各組分的沸點(diǎn)不同將復(fù)雜的混合物分離成簡(jiǎn)單混合物的過(guò)程 石油分餾示意圖 比較蒸餾 分餾 干餾 3 石油的裂化和裂解 1 裂化的目的 2 裂化的原理 石油的裂化是 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(guò)程 提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量 3 裂解 深度的裂化 裂解的目的 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(gè)國(guó)家石化水平的標(biāo)志 C16H34C8H18 C8H16 催化劑 加熱 加壓 十六烷 辛烷 辛烯 C8H18C4H10 C4H8 催化劑 加熱 加壓 丁烷 丁烯 辛烷 C4H10CH4 C3H6 催化劑 加熱 加壓 甲烷 丙烯 丁烷 C4H10C2H6 C2H4 催化劑 加熱 加壓 乙烷 乙烯 丁烷 25 產(chǎn)量提高 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(gè)碳原子的甲烷為原料 通過(guò)化學(xué)變化形成含兩個(gè)或多個(gè)碳原子的其他有機(jī)化合物 實(shí)現(xiàn)天然氣的有效轉(zhuǎn)化是一項(xiàng)具有挑戰(zhàn)性的課題 氨 甲醇 天然氣灶 液化天然氣公交車(chē) 四 合成材料1 原料 2 合成材料基本特征 3 合成材料的合成原理 例如 乙烯合成聚乙烯 丙烯合成聚丙烯 石油 煤 天然氣 相對(duì)分子質(zhì)量很大 屬于高分子化合物 加聚 縮聚 4 聚乙烯與高分子化合物 1 聚乙烯的生成 2 高分子化合物及其特征 相對(duì)分子質(zhì)量很大 是混合物 無(wú)固定的熔沸點(diǎn) 加聚反應(yīng) 聚合反應(yīng) 由相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大的高分子的反應(yīng) 此反應(yīng)屬于乙烯的加成反應(yīng) 所以這種聚合反應(yīng)又叫加成聚合反應(yīng) 簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng) 三大合成材料 塑料 合成橡膠 合成纖維 綜合利用的意義 物盡其用 保護(hù)資源 創(chuàng)造出更多產(chǎn)品 聚丙烯 單體 CH2 CHCH3 聚苯乙烯 單體 聚甲基丙烯酸甲酯 有機(jī)玻璃 單體 酚醛塑料 單體 苯酚 甲醛 聚四氟乙烯 單體 CF2 CF2 思考與交流 1 目前 回收利用廢舊合成材料有很多途徑 請(qǐng)查閱資料了解有哪些途徑 并試著從環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)成本等方面作出評(píng)價(jià) 2 你認(rèn)為應(yīng)該限制生產(chǎn) 使用聚苯乙烯塑料快餐盒 還是回收利用 請(qǐng)用必要資料和數(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 一是通過(guò)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(xué)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 練習(xí) 石油加工的主要目的是 將石油按其成分的沸點(diǎn)不同加以分離將石油按飽和與不飽和烴加以分離得到碳原子數(shù)多的烴類將石油中烷烴 環(huán)烷烴和芳香烴分開(kāi) A 石油加工的主要目的是 將石油按其成分的沸點(diǎn)不同加以分離將石油按飽和與不飽和烴加以分離得到碳原子數(shù)多的烴類將石油中烷烴 環(huán)烷烴和芳香烴分開(kāi) 用重油制取丙烯的方法是 A 減壓分餾B 干餾C 裂化D 裂解 D 用重油制取丙烯的方法是 A 減壓分餾B 干餾C 裂化D 裂解 石油裂解的目的是 提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量主要提高汽油的產(chǎn)量獲得短鏈不飽和烴改善汽油的質(zhì)量 C 石油裂解的目的是 提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量主要提高汽油的產(chǎn)量獲得短鏈不飽和烴改善汽油的質(zhì)量 第二課時(shí) 第二課時(shí)背景知識(shí)回顧1 通常所說(shuō)的三廢是指 和 2 綠色食品是指的食品 白色污染是指 廢渣 廢氣 廢水 塑料垃圾 無(wú)污染 無(wú)公害 求知課堂互動(dòng)一 環(huán)境保護(hù)1 在環(huán)境問(wèn)題面前 化學(xué)工作者所面臨的重要問(wèn)題在環(huán)境問(wèn)題日益突出的今天 化學(xué)工作者所面臨的重要任務(wù)是對(duì)的檢測(cè) 的治理 尋找從源頭上治理的生產(chǎn)工藝 2 化學(xué)在三廢治理過(guò)程中的重要作用 環(huán)境情況 三廢 環(huán)境污染 二 環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué) 1 環(huán)境 主要是指人類的生存環(huán)境 2 環(huán)境問(wèn)題 主要是指由于人類不合理開(kāi)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)和人類生活所造成的環(huán)境污染問(wèn)題 3 環(huán)境污染 人類排放的污染物質(zhì)超過(guò)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)象 因此 要隨時(shí)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè) 如 水華 赤潮 酸雨 光化學(xué)煙霧 環(huán)境污染的分類 按環(huán)境要素 分大氣污染 水體污染 土壤污染 按人類活動(dòng)分 工業(yè)環(huán)境污染 城市環(huán)境污染 農(nóng)業(yè)環(huán)境污染 按造成污染的性質(zhì) 來(lái)源分 化學(xué)污染 生物污染 物理污染 噪聲 放射性 熱 電磁波等 固體廢物污染 能源污染 思考與交流 1 硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì) 工業(yè)上常利用它們與一些廉價(jià)易得的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)加以控制 消除或回收利用 請(qǐng)舉例說(shuō)明這些方法的化學(xué)反應(yīng)原理和類型 酸雨是指PH 5 6的酸性降水 其主要成分是硫酸和硝酸 屬于嚴(yán)重的大氣污染現(xiàn)象 會(huì)區(qū)域性或隨風(fēng)漂移形成對(duì)土壤肥力 森林 水生動(dòng)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 水華是淡水中的一種自然生態(tài)現(xiàn)象 是由于水的富營(yíng)養(yǎng)化引起藻類 如藍(lán)藻 綠藻 硅藻等 的迅猛生長(zhǎng) 水一般呈藍(lán)色或綠色 淡水中 水華 造成的最大危害是 飲用水源受到威脅 藻毒素通過(guò)食物鏈影響人類的健康 藍(lán)藻 水華 的次生代謝產(chǎn)物MCRST能損害肝臟 具有促癌效應(yīng) 直接威脅人類的健康和生存 赤潮是由于海水中浮游藻類 原生動(dòng)物或細(xì)菌異常增殖或聚集而引起海水變色的現(xiàn)象 實(shí)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)出不同顏色 返回 綠色化學(xué)理念 防治優(yōu)于治理 核心 利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染 又稱為 環(huán)境無(wú)害化學(xué) 環(huán)境友好化學(xué) 清潔化學(xué) 從學(xué)科觀點(diǎn)看 是化學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容的更新 改變反應(yīng)歷程 從環(huán)境觀點(diǎn)看 強(qiáng)調(diào)從源頭上消除污染 從一開(kāi)始就避免污染物的產(chǎn)生 從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看 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 熱點(diǎn) 原子經(jīng)濟(jì)性 反應(yīng)物原子全部轉(zhuǎn)化為最終的期望產(chǎn)物 原子利用率為100 原子利用率 25 4 原子利用率 100 綠色化學(xué)對(duì)于化學(xué)反應(yīng)提出了 原子經(jīng)濟(jì)性 原子節(jié)約 的新概念及要求 理想的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)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(shí)現(xiàn)零排放 下列幾種生產(chǎn)乙苯的方法中 原子經(jīng)濟(jì)性最好的是 反應(yīng)均在一定條件下進(jìn)行 H2 C 某工廠利用銅屑制硝酸銅 你認(rèn)為可以用哪些方法 哪種最好 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(yīng) 銅與稀硝酸反應(yīng) 銅與氧氣反應(yīng)后 再與硝酸反應(yīng) 從原子經(jīng)濟(jì)性的角度考慮 從最大限度地減少?gòu)U物的排放的角度考慮 采用銅與氧氣反應(yīng)后 再與硝酸反應(yīng)的方法是最好的 汽車(chē)尾氣 含有烴類 CO SO2與NO等物質(zhì) 是城市空氣的污染源 治理的方法之一是在汽車(chē)的排氣管上裝一個(gè) 催化轉(zhuǎn)換器 用鉑 鈀合金作催化劑 它的特點(diǎn)是使CO與NO反應(yīng) 生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無(wú)毒氣體 并促使烴類充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化 1 寫(xiě)出一氧化碳與一氧化氮反應(yīng)的化學(xué)方程式 2 催化轉(zhuǎn)換器 的缺點(diǎn)是在一定程度上提高空氣的酸度 其原因是 SO2轉(zhuǎn)化為SO3 產(chǎn)生硫酸酸霧 3 控制城市空氣污染源的方法可以有 多選扣分 a開(kāi)發(fā)氫能源b使用電動(dòng)車(chē)c植樹(shù)造林d戴上呼吸面具 ab 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全 同學(xué)們 來(lái)學(xué)校和回家的路上要注意安全