(通用版)2018-2019版高中化學(xué) 第四章 化學(xué)與自然資源的開發(fā)與利用 第二節(jié) 資源綜合利用 環(huán)境保護課件 新人教版必修2.ppt
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第二節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護,第四章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用,[學(xué)習(xí)目標]1.了解煤、石油和天然氣的組成及綜合利用。2.以聚乙烯為例,了解高分子材料在生活等領(lǐng)域中的應(yīng)用及可能帶來的環(huán)境問題,認識聚合反應(yīng)。3.了解環(huán)境保護的重要意義,了解綠色化學(xué)的含義并認識綠色化學(xué)在化工生產(chǎn)中的重要性。[核心素養(yǎng)]科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任:通過高分子材料的合成等贊賞化學(xué)對社會發(fā)展的重大貢獻;通過煤、石油和天然氣的綜合利用建立可持續(xù)發(fā)展意識和綠色化學(xué)觀念,并能對與此有關(guān)的社會熱點問題做出正確的價值判斷。,,,新知導(dǎo)學(xué),達標檢測,內(nèi)容索引,新知導(dǎo)學(xué),1.煤的綜合利用(1)煤的分類與組成,煤,,分類:無煙煤、煙煤、褐煤、泥煤等物質(zhì)組成:有機物和少量無機物元素組成:主要含碳元素、還含少量等元素,氫、氧、氮、硫,一、化石燃料的綜合作用,①干餾,,概念:將煤隔絕空氣加強熱使其分解的過程主要產(chǎn)品:焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦爐氣,(2)煤的綜合利用方式,②氣化,,概念:將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程主要反應(yīng):C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g),③液化,,直接液化:煤+H2―→液體燃料間接液化:煤CO+H2甲醇,(3)煤綜合利用的意義①減少煤燃燒產(chǎn)生的大量SO2、NOx、碳的氧化物和粉塵等污染物的排放。②提高煤燃燒的效率——煤的氣化、液化都是使煤變成清潔能源的有效途徑,煤的燃燒效率也有很大的提高。③生產(chǎn)基本化工原料——通過煤的干餾,獲得大量的基本化工原料。,2.天然氣的綜合利用(1)天然氣的主要成分:甲烷。(2)天然氣的用途:,天然氣,清潔燃料,,化工原料,,合成氨:CH4+H2OCO+3H23H2+N22NH3生產(chǎn)甲醇合成含兩個或多個碳原子的有機化合物,3.石油的綜合利用(1)石油的組成石油是由組成的混合物,沒有固定的熔、沸點,只能在一定溫度范圍內(nèi)熔化或汽化。,多種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等碳氫化合物,(2)石油的綜合利用途徑,②分類,,天然高分子化合物:如蛋白質(zhì)、纖維素、淀粉等合成高分子化合物:如(塑料、合成橡膠、合成纖維),4.以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料(1)高分子化合物①特征:相對分子質(zhì)量很大,性質(zhì)穩(wěn)定的混合物,(2)聚乙烯塑料的合成①反應(yīng)的化學(xué)方程式:;②反應(yīng)類型:。(3)相關(guān)概念①單體:聚合成高分子化合物的小分子化合物。聚乙烯的單體是。②鏈節(jié):高分子化合物中的最小的重復(fù)結(jié)構(gòu)單元。聚乙烯的鏈節(jié)是。③聚合度:高分子化合物所含鏈節(jié)的數(shù)目,聚乙烯的聚合度為n。,加聚反應(yīng),CH2==CH2,—CH2—CH2—,例1下列敘述不正確的是A.天然氣是一種清潔、不可再生的化石燃料B.煤的干餾、氣化和液化都發(fā)生了化學(xué)變化C.石油的分餾、裂化和裂解都發(fā)生了化學(xué)變化D.煤干餾和石油分餾都能獲得烴類物質(zhì),解析石油的分餾是物理變化,沒有發(fā)生化學(xué)變化。,答案,解析,√,特別提示,(1)煤的干餾發(fā)生復(fù)雜的物理和化學(xué)變化,煤的氣化、液化都發(fā)生化學(xué)變化。(2)石油分餾為物理變化,石油裂化、裂解都是化學(xué)變化。,例2下列說法中正確的是A.煤中含有苯和甲苯,可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來B.將煤在空氣中加強熱使之分解的過程,稱為煤的干餾,也叫煤的焦化C.將石油分餾得到大量的乙烯、丙烯等重要化工原料D.用溴的四氯化碳溶液可鑒別分餾獲得的汽油和裂化獲得的汽油,解析煤中不含苯和甲苯,煤干餾后從煤焦油或出爐煤氣中能分離出來苯和甲苯;煤在隔絕空氣加強熱的情況下分解的過程稱為煤的干餾,而不是在空氣中;石油分餾主要得到汽油、煤油等,乙烯、丙烯等可通過石油裂化、裂解獲得;分餾獲得的汽油主要成分是飽和烴,裂化獲得的汽油中含有不飽和烴,二者可用溴的四氯化碳溶液鑒別。,解析,答案,√,1.環(huán)境保護(1)環(huán)境問題:主要是指由于人類不合理地開發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞,以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染。(2)環(huán)境保護的任務(wù)①環(huán)境監(jiān)測:對污染物的存在形態(tài)、含量等進行分析和鑒定,提供可靠的分析數(shù)據(jù)。②治理工業(yè)三廢(廢水、廢氣、廢渣)。③尋找源頭治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝:杜絕污染物的排放,能從根本上解決環(huán)境問題。,二、環(huán)境保護和綠色化學(xué),2.綠色化學(xué)(1)綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。(2)最高目標:原子利用率為,即反應(yīng)物中的原子轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。,100%,全部,(1)環(huán)境污染:包括大氣污染、土壤污染、水污染。(2)環(huán)境保護:綠色化學(xué)——“原子經(jīng)濟性”。,例3最近,國際上提出的“綠色化學(xué)”是指化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)中A.對廢水、廢氣、廢渣進行嚴格處理B.不排放任何有害物質(zhì)C.在化工廠周圍種草、種樹、種花,使化工廠成為花園式工廠D.以綠色植物為原料,以生物催化劑實現(xiàn)化工生產(chǎn)過程的化學(xué),解析綠色化學(xué)的核心是從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染,即在化學(xué)生產(chǎn)中少用或不用有害物質(zhì)以及少排放或不排放有害物質(zhì),B項符合題意。,答案,解析,√,例4綠色化學(xué)最理想的“原子經(jīng)濟”,就是反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。以下反應(yīng)最符合這一要求的是A.硫化亞銅高溫氧化的火法煉銅B.用銅作催化劑將乙醇氧化為乙醛C.銅和濃硝酸反應(yīng)制硝酸銅D.鎳作催化劑的條件下,苯與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)生成環(huán)己烷,答案,解析,√,解析A項,Cu2S高溫氧化的火法煉銅中還會產(chǎn)生SO2氣體,不符合“原子經(jīng)濟”,錯誤;B項,CH3CH2OH催化氧化生成CH3CHO的同時有H2O生成,不符合“原子經(jīng)濟”,錯誤;C項,Cu和濃硝酸反應(yīng)制備Cu(NO3)2時還會生成H2O和NO2,不符合“原子經(jīng)濟”,錯誤;D項,苯與氫氣發(fā)生加成反應(yīng)只生成環(huán)已烷,原子利用率為100%,符合“原子經(jīng)濟”,正確。,學(xué)習(xí)小結(jié),達標檢測,1.國內(nèi)能源供應(yīng)緊張形勢日益加劇,煤的漲價導(dǎo)致部分地區(qū)電荒,煤在國民經(jīng)濟中的重要地位由此可見一斑。下列關(guān)于煤的說法正確的是A.煤屬于有機化合物B.在物質(zhì)變化類型上,煤的干餾包含了物理變化和化學(xué)變化C.煤中含有大量的苯、甲苯等芳香烴,煤是芳香烴的主要來源D.煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量不會增加,因此煤的氣化并無意義,1,2,3,4,5,答案,解析,√,解析煤是由有機物和少量無機物組成的復(fù)雜混合物。苯和甲苯是煤中的某些干餾產(chǎn)物中的主要成分,并不是煤本身含有的,是煤干餾過程中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成的。煤氣化后變成清潔高效的燃料,再燃燒可提高其利用率,意義重大。,2.下列關(guān)于煤、石油、天然氣等能源的說法正確的是A.石油裂解得到的汽油是純凈物B.石油產(chǎn)品都可用于聚合反應(yīng)C.天然氣是一種清潔的化石燃料D.水煤氣是通過煤的液化得到的氣體燃料,答案,解析,√,1,2,3,4,5,解析A項,石油的裂解是深度裂化,是將大分子烴斷裂成小分子烴的過程,產(chǎn)物主要是短鏈不飽和烴的混合物,錯誤;B項,能發(fā)生聚合反應(yīng)的分子必須含有不飽和鍵,但石油的分餾產(chǎn)品大多是烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴,所以不是所有的石油產(chǎn)品都能發(fā)生聚合反應(yīng),錯誤;C項,天然氣的主要成分是CH4,燃燒無污染,屬于清潔的化石燃料,正確;D項,水煤氣是由煤與水在高溫條件下反應(yīng)得到的,是煤的氣化產(chǎn)物,錯誤。,1,2,3,4,5,3.根據(jù)聚乙烯的結(jié)構(gòu)簡式推測,丙烯(CH2==CH—CH3)聚合生成的聚丙烯的結(jié)構(gòu)簡式正確的是A.CH2—CH—CH3,答案,解析,解析丙烯合成聚丙烯的過程類似于乙烯合成聚乙烯的過程,但丙烯分子中的—CH3只能作支鏈,選項D正確。,1,2,3,4,5,B.,C.D.,√,4.在“綠色化學(xué)工藝”中,理想狀態(tài)是反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物,即原子利用率為100%。下列反應(yīng)類型能體現(xiàn)“原子經(jīng)濟性”原則的是①置換反應(yīng)②化合反應(yīng)③分解反應(yīng)④取代反應(yīng)⑤加成反應(yīng)⑥加聚反應(yīng)⑦酯化反應(yīng)A.②⑤⑥B.②④⑤C.只有⑥D(zhuǎn).只有⑥⑦,答案,解析,√,1,2,3,4,5,解析根據(jù)四種基本反應(yīng)類型的定義即可判斷出只有化合反應(yīng)產(chǎn)物唯一。在有機反應(yīng)類型中,取代反應(yīng)、酯化反應(yīng)、水解反應(yīng)的產(chǎn)物均不唯一,而加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)的產(chǎn)物唯一,反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化成期望的最終產(chǎn)物,即原子利用率為100%。,5.下列有關(guān)“綠色化學(xué)”及“綠色食品”的描述均正確的組合是①“綠色化學(xué)”是指絕對無污染的化學(xué)過程②“綠色化學(xué)”是指依靠綠色植物來完成的化學(xué)過程③“綠色化學(xué)”是沒有或盡可能少污染的化學(xué)過程④“綠色化學(xué)”是人們理想中的化學(xué)過程,無法實現(xiàn)⑤治理工業(yè)“三廢”屬于“綠色化學(xué)”范疇⑥合理施用農(nóng)藥屬于“綠色化學(xué)”⑦加強環(huán)境監(jiān)測屬于“綠色化學(xué)”過程⑧開發(fā)利用氫能源屬于“綠色化學(xué)”⑨富含葉綠素的食品屬于“綠色食品”⑩新鮮的蔬菜屬于“綠色食品”?無污染的安全、優(yōu)質(zhì)、營養(yǎng)類食品屬于“綠色食品”?貼有“綠色”防偽標志的食品屬于“綠色食品”A.③⑧?B.①②③⑤⑥⑧⑩C.②⑥⑦⑨D.④,1,2,3,4,5,答案,解析,√,解析①~⑧是對綠色化學(xué)的敘述,綠色化學(xué)的核心是從源頭上減少或消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染,強調(diào)最理想的原子經(jīng)濟性原則和污染物的零排放,所以①中的“絕對無污染”、②中的“依靠綠色植物”、④中的“無法實現(xiàn)”、⑤中的“治理三廢”、⑥中的合理施用農(nóng)藥、⑦中的“加強環(huán)境監(jiān)測”等內(nèi)容都是錯誤的或不屬于綠色化學(xué)范疇,③⑧正確。⑨~?是對綠色食品的描述,只有?正確。,1,2,3,4,5,- 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