4.2资源综合利用环境保护 情境互动课型 高中化学必修二同课异构教学课件PPT .ppt

1、第二节 资源综合利用 环境保护 物质文明的快速发展给人们的生活水平带来了快速的物质文明的快速发展给人们的生活水平带来了快速的 提高，但是物质文明发展的同时也给人们生产了垃圾，提高，但是物质文明发展的同时也给人们生产了垃圾， 带来了烦恼，同学们对发展生产和保护环境有何看法？带来了烦恼，同学们对发展生产和保护环境有何看法？ 1.1.掌握煤、石油、天然气的组成及综合利用。掌握煤、石油、天然气的组成及综合利用。（重（重 点）点） 2. 2. 以酸雨的防治和无磷洗涤剂的使用为例，认识以酸雨的防治和无磷洗涤剂的使用为例，认识 化学对环境保护的意义。化学对环境保护的意义。 3.3.了解合成新物质对人类生活的

2、影响，知道在化工了解合成新物质对人类生活的影响，知道在化工 生产中遵循生产中遵循“绿色化学绿色化学”思想的重要性。思想的重要性。 体会课堂探究的乐趣，体会课堂探究的乐趣， 汲取新知识的营养，汲取新知识的营养， 让我们一起让我们一起 吧！吧！ 进进 走走 课课 堂堂 1 1. .简述煤的组成。简述煤的组成。 【提示】【提示】煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混 合物，主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫合物，主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫 等元素。等元素。 【提示】【提示】（1 1）煤的干馏）煤的干馏 ； （2 2）煤的气化；）煤的气化； （3 3）

3、煤的液化。）煤的液化。 2.2.煤的综合利用有哪几种主要途径？煤的综合利用有哪几种主要途径？ 【阅读与思考】【阅读与思考】阅读煤、石油和天然气的综合利用的阅读煤、石油和天然气的综合利用的 相关知识，思考以下问题。相关知识，思考以下问题。 煤、石油、天然气的综合利用煤、石油、天然气的综合利用 3.3.什么是煤的干馏？其主要产品有哪些物质？什么是煤的干馏？其主要产品有哪些物质？ 【提示】【提示】将煤隔绝空气加强热使之分将煤隔绝空气加强热使之分 解的过程为煤的干馏。其主要产品有解的过程为煤的干馏。其主要产品有 出炉煤气、煤焦油和焦炭。出炉煤气、煤焦油和焦炭。 【思考】“煤中含有甲苯、二甲苯等芳香烃，

4、通过【思考】“煤中含有甲苯、二甲苯等芳香烃，通过 煤的干馏可以得到它们”，这句话对吗？为什么？煤的干馏可以得到它们”，这句话对吗？为什么？ 【提示】【提示】错误，煤中没有甲苯、二甲苯，通过煤的错误，煤中没有甲苯、二甲苯，通过煤的 干馏这种复杂的化学变化可以得到它们。干馏这种复杂的化学变化可以得到它们。 煤、石油、天然气的综合利用煤、石油、天然气的综合利用 煤的气化煤的气化是是将煤转化为可燃性气体的过程，主要将煤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（反应是碳与水蒸气反应生成水煤气（COCO、H H2 2 ) )。 。 煤的液化煤的液化 C(s)C(s)H H2 2O(g)

5、 CO(g)O(g) CO(g)H H2 2(g)(g) 高温高温 直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料。直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料。 间接液化：煤间接液化：煤CO + HCO + H2 2 甲醇。甲醇。 4.4.什么是煤的气化和液化？其主要目的是什么？什么是煤的气化和液化？其主要目的是什么？ 主要目的主要目的：通过煤的气化和液化可以实现煤：通过煤的气化和液化可以实现煤 的清洁利用，还可以生产化工原料。的清洁利用，还可以生产化工原料。 催化剂催化剂 煤、石油、天然气的综合利用煤、石油、天然气的综合利用 5 5. .天然气的主要成分是什么？天然气的综合利用天然气的主要成分是什么？天然气的综

6、合利用 主要包括哪几个方面？主要包括哪几个方面？ 天然气的主要成分是甲烷天然气的主要成分是甲烷。除了直接用作燃料除了直接用作燃料 外，还可以用作重要的化工原料，主要用来合成氨外，还可以用作重要的化工原料，主要用来合成氨 和生产甲醇等。和生产甲醇等。 天然气燃烧天然气燃烧 煤、石油、天然气的综合利用煤、石油、天然气的综合利用 【多识一点】【多识一点】你了解西气东输吗？你了解西气东输吗？ 煤、石油、天然气的综合利用煤、石油、天然气的综合利用 6.6.石油的主要成分是什么？其综合利用主要包括哪石油的主要成分是什么？其综合利用主要包括哪 些方面？些方面？ 石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。石油是由多

7、种碳氢化合物组成的混合物。 石油的分馏石油的分馏 石油的催化裂化石油的催化裂化 石油裂解石油裂解 （深度裂化）（深度裂化） 石油催化重整石油催化重整 石 油 的 综 合 利 用 石 油 的 综 合 利 用 煤、石油、天然气的综合利用煤、石油、天然气的综合利用 7.7.石油的分馏分为常压蒸馏和减压蒸馏，二者有石油的分馏分为常压蒸馏和减压蒸馏，二者有 何不同？何不同？ 【提示】【提示】（1 1）原料不同：常压蒸馏的原料是精炼）原料不同：常压蒸馏的原料是精炼 后的原油，而减压蒸馏的原料是重油。后的原油，而减压蒸馏的原料是重油。 （2 2）产物不同：常压蒸馏的产品主要有石油气、）产物不同：常压蒸馏的产

8、品主要有石油气、 汽油、煤油、柴油等。而减压蒸馏的主要产品是汽油、煤油、柴油等。而减压蒸馏的主要产品是 柴油、润滑油、石蜡、沥青等。柴油、润滑油、石蜡、沥青等。 直馏汽油直馏汽油 煤、石油、天然气的综合利用煤、石油、天然气的综合利用 【概念辨析概念辨析】比较蒸馏、分馏、干馏比较蒸馏、分馏、干馏 蒸馏蒸馏 分馏分馏 干馏干馏 操作操作 过程过程 原理原理 目的目的 加热和加热和 冷凝冷凝 加热和加热和 冷凝冷凝 隔绝空气隔绝空气 加强热加强热 物理物理 变化变化 物理物理 变化变化 复杂的物理变化复杂的物理变化 和化学变化和化学变化 分离分离 精炼精炼 加工煤加工煤 煤、石油、天然气的综合利用煤

9、、石油、天然气的综合利用 8.8.试总结石油的催化裂化和裂解有哪些不同？试总结石油的催化裂化和裂解有哪些不同？ （3 3）目的不同：目的不同：裂化的目的是提高轻质液体裂化的目的是提高轻质液体 燃料的产量。而裂解的目的主要是获得乙烯、燃料的产量。而裂解的目的主要是获得乙烯、 丙烯为主的化工原料。丙烯为主的化工原料。 （1 1）原料不同：原料不同：催化裂化的原料是重油，催化裂化的原料是重油， 裂解的原料是裂化产物或柴油等。裂解的原料是裂化产物或柴油等。 （2 2）产物不同：产物不同：催化裂化的产物主要是汽油、催化裂化的产物主要是汽油、 煤油、柴油。而裂解的主要产物是乙烯、丙煤油、柴油。而裂解的主要

10、产物是乙烯、丙 烯、丁烯等气态烯烃。烯、丁烯等气态烯烃。 裂化汽油裂化汽油 煤、石油、天然气的综合利用煤、石油、天然气的综合利用 怎样鉴别直馏汽油和裂化汽油？怎样鉴别直馏汽油和裂化汽油？ 【提示提示】用溴水或酸性高锰酸钾溶液。用溴水或酸性高锰酸钾溶液。 直馏汽油是饱和烃，不能使溴水或酸性高锰酸钾溶直馏汽油是饱和烃，不能使溴水或酸性高锰酸钾溶 液褪色；裂化汽油含有不饱和烃，能使溴水或酸性液褪色；裂化汽油含有不饱和烃，能使溴水或酸性 高锰酸钾溶液褪色。高锰酸钾溶液褪色。 【思考与交流思考与交流】 煤、石油、天然气的综合利用煤、石油、天然气的综合利用 【及时巩固】【及时巩固】 下列关于煤、天然气、石

11、油等资源的说法正确的是下列关于煤、天然气、石油等资源的说法正确的是 ( ( ) ) A A煤的干馏是物理变化煤的干馏是物理变化 B B液化石油气和天然气的主要成分都是碳氢化合物液化石油气和天然气的主要成分都是碳氢化合物 C C石油裂化得到的汽油是纯净物石油裂化得到的汽油是纯净物 D D煤的气化和石油的分馏都是物理变化煤的气化和石油的分馏都是物理变化 B B 煤、石油、天然气的综合利用煤、石油、天然气的综合利用 9.9.三大合成材料指的是什么？合成的原理有哪些？三大合成材料指的是什么？合成的原理有哪些？ 举例说明。举例说明。 三大合成材料包括：塑料、合成橡胶、合成纤维。三大合成材料包括：塑料、合

12、成橡胶、合成纤维。 合成的原理有合成的原理有加聚反应、缩聚反应。加聚反应、缩聚反应。例如：由乙例如：由乙 烯通过加聚反应合成聚乙烯；由对苯二甲酸与乙烯通过加聚反应合成聚乙烯；由对苯二甲酸与乙 二醇通过缩聚反应生成聚酯纤维。二醇通过缩聚反应生成聚酯纤维。 煤、石油、天然气的综合利用煤、石油、天然气的综合利用 【体会与应用】【体会与应用】分析聚乙烯的生成原理，明确单分析聚乙烯的生成原理，明确单 体、链节、聚合度等概念。体、链节、聚合度等概念。 乙烯为单体；乙烯为单体； 重复结构重复结构 称为链节；称为链节； n 称为聚合度。称为聚合度。 CHCH2 2CHCH2 2 n CHCH2 2CHCH2

13、2 CH CH2 2CHCH2 2 n 聚乙烯聚乙烯 催化剂催化剂 。 加热、加压加热、加压 煤、石油、天然气的综合利用煤、石油、天然气的综合利用 试写出丙烯发生加聚反应生成聚丙烯的反应方试写出丙烯发生加聚反应生成聚丙烯的反应方 程式：程式： 【练一练】【练一练】 n CHCH2 2CHCHCHCH3 3 催化剂催化剂 CH CH2 2 CH CH n CH CH3 3 （聚丙烯）（聚丙烯） （丙烯）（丙烯） 加热、加压加热、加压 煤、石油、天然气的综合利用煤、石油、天然气的综合利用 乱扔垃圾导致乱扔垃圾导致的的污染污染 燃煤产生的污染燃煤产生的污染 环境保护与绿色化学环境保护与绿色化学 1.

14、1.什么是环境问题？化学工作者面临的重要任务是什什么是环境问题？化学工作者面临的重要任务是什 么？么？ 【提示】【提示】环境问题主要是指由于人类不合理地开发和环境问题主要是指由于人类不合理地开发和 利用自然资源而造成的生态环境的破坏，以及工农业利用自然资源而造成的生态环境的破坏，以及工农业 生产和人类生活所造成的环境污染。生产和人类生活所造成的环境污染。 化学工作者面临的重要任务：化学工作者面临的重要任务：（1 1）对环境情况的监测）对环境情况的监测； （2 2）三废的治理）三废的治理；（3 3）寻找源头治理环境污染的生）寻找源头治理环境污染的生 产工艺。产工艺。 【阅读与思考】【阅读与思考】

15、阅读教材“环境保护与绿色化学”相阅读教材“环境保护与绿色化学”相 关内容，思考以下几个问题。关内容，思考以下几个问题。 环境保护与绿色化学环境保护与绿色化学 硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物质。硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物质。 工业上常利用它们与一些廉价易得的化学物质发生工业上常利用它们与一些廉价易得的化学物质发生 反应加以控制、消除或回收利用。请举例说明这些反应加以控制、消除或回收利用。请举例说明这些 方法的化学反应原理和类型。方法的化学反应原理和类型。 【思考与交流思考与交流】 环境保护与绿色化学环境保护与绿色化学 【提示】【提示】利用化学方法可以控制硫氧化物和氮氧化利用化学方

16、法可以控制硫氧化物和氮氧化 物的排放，进而控制酸雨等危害的发生。例如：针物的排放，进而控制酸雨等危害的发生。例如：针 对我国燃料以煤炭为主，酸雨类型属于硫酸型的特对我国燃料以煤炭为主，酸雨类型属于硫酸型的特 点，主要采取燃料预脱硫、炉内脱硫和烟囱排气除点，主要采取燃料预脱硫、炉内脱硫和烟囱排气除 硫等措施，用硫等措施，用CaCOCaCO3 3、CaOCaO、Ca(OH)Ca(OH)2 2、NHNH3 3、水等吸收、水等吸收 脱硫。脱硫。 CaO + SOCaO + SO2 2 = CaSO = CaSO3 3 2CaSO2CaSO3 3 + O + O2 2 = 2CaSO = 2CaSO4

17、4 SOSO2 2 + 2NH + 2NH3 3 + H + H2 2O = (NHO = (NH4 4) )2 2SOSO3 3 环境保护与绿色化学环境保护与绿色化学 机动车辆的尾气排放的氮氧化物是光化学污染机动车辆的尾气排放的氮氧化物是光化学污染 的主要原因，它比硫氧化物的消除难度大，一般采的主要原因，它比硫氧化物的消除难度大，一般采 用用CHCH4 4、H H2 2、NHNH3 3等在等在PtPt、PdPd等催化作用下使氮氧化等催化作用下使氮氧化 物还原，转化为物还原，转化为N N2 2、COCO2 2、H H2 2O O等无害气体。等无害气体。 CHCH4 4 + 4NO + 4NO2

18、 2 = 4NO + CO = 4NO + CO2 2 + 2H + 2H2 2O O CHCH4 4 + 4NO = 2N + 4NO = 2N2 2 + CO + CO2 2 + 2H + 2H2 2O O PtPt 400 400 500 500 400 400 500 500 PtPt 【多识一点】【多识一点】 环境保护与绿色化学环境保护与绿色化学 【阅读与思考】【阅读与思考】阅读教材，思考以下问题。阅读教材，思考以下问题。 1.1.绿色化学的核心是什么？绿色化学的核心是什么？ 【提示】【提示】利用化学原理从源头上减少和消除工业利用化学原理从源头上减少和消除工业 生产对环境的污染。生产

19、对环境的污染。 2.2.什么是最理想的“原子经济”？什么是最理想的“原子经济”？ 【提示】【提示】最理想的最理想的“原子经济原子经济”反应物的原子全部反应物的原子全部 转化为期望的最终产物，这时原子利用率为转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%100%。 环境保护与绿色化学环境保护与绿色化学 绿色化学示意图绿色化学示意图 环境保护与绿色化学环境保护与绿色化学 以乙烯为原料生产环氧乙烷，经典的方法是氯代乙以乙烯为原料生产环氧乙烷，经典的方法是氯代乙 醇法，包括以下两步反应：醇法，包括以下两步反应： CHCH2 2CHCH2 2+Cl+Cl2 2+H+H2 2O ClCHO ClCH2 2

20、CHCH2 2OH+HClOH+HCl ClCHClCH2 2CHCH2 2OH+HCl+Ca(OH)OH+HCl+Ca(OH)2 2 +CaCl +CaCl2 2+2H+2H2 2O O 总的反应可表示为：总的反应可表示为： CHCH2 2CHCH2 2+Cl+Cl2 2+Ca(OH)+Ca(OH)2 2 +CaCl +CaCl2 2+H+H2 2O O H H2 2C CCHCH2 2 O O H H2 2C CCHCH2 2 O O 【思考与交流思考与交流】 环境保护与绿色化学环境保护与绿色化学 （1 1）试计算两种生产工艺的原子利用率分别是多少？）试计算两种生产工艺的原子利用率分别是多

21、少？ 现代石油化工采用银作催化剂，可以实现一步完成现代石油化工采用银作催化剂，可以实现一步完成 2CH2CH2 2CHCH2 2+O+O2 2 AgAg 2H2H2 2C C CHCH2 2 O O 【提示】【提示】现代原子利用率现代原子利用率=100%=100% 经典方法的原子利用率经典方法的原子利用率25%25% （2 2）你能举出其他原子利用率为）你能举出其他原子利用率为100%100%的化学反应类型吗？的化学反应类型吗？ 【提示】【提示】化合反应、加成反应化合反应、加成反应 环境保护与绿色化学环境保护与绿色化学 【及时巩固】【及时巩固】 “绿色化学绿色化学”是指化学工业生产中是指化学工

22、业生产中( ( ) ) A.A.对废水、废气、废渣进行严格处理对废水、废气、废渣进行严格处理 B.B.化学生产中不排放任何有害物质化学生产中不排放任何有害物质 C.C.化工厂及周围种草、种树、种花，使工厂成为花化工厂及周围种草、种树、种花，使工厂成为花 园式工厂园式工厂 D.D.以绿色植物为原料，以生物催化剂实现化工生产以绿色植物为原料，以生物催化剂实现化工生产 过程的化学过程的化学 B B 环境保护与绿色化学环境保护与绿色化学 石石 油油 干馏干馏 分馏分馏 催化重整催化重整 化石燃料化石燃料 煤煤 天然气天然气 气化气化 液化液化 裂化裂化 裂解裂解 合成材料合成材料 环境污染环境污染 环

23、境保护环境保护 绿色化学绿色化学 1.1.将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃 烧，这样处理的目的是烧，这样处理的目的是 使煤充分燃烧，提高煤的利用率使煤充分燃烧，提高煤的利用率 减少减少SOSO2 2的产生，的产生， 避免避免形形成成“酸雨酸雨” 减少有毒的减少有毒的COCO产生，避免污染产生，避免污染 空气空气 减少减少COCO2 2的产生，避免的产生，避免“温室效应温室效应” A.A. B.B. C.C. D.D. 2.(20172.(2017全国卷全国卷)化学与生活密切相关。下列说法化学与生活密切相关。下列说法 错误的是错误的是 A.

24、PM2.5A.PM2.5是指粒径不大于是指粒径不大于2.52.5 m m的可吸入悬浮颗粒物的可吸入悬浮颗粒物 B.B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境 的污染的污染 C.C.燃煤中加入燃煤中加入CaOCaO可以减少酸雨的形成及温室气体的可以减少酸雨的形成及温室气体的 排放排放 D.D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃 料料 3 3. .化学与生产和生活密切相关化学与生产和生活密切相关, ,下列说法正确的是下列说法正确的是 A.A.聚乙烯塑料的老化是因为发生了加成反应聚乙烯塑料的老化是

25、因为发生了加成反应 B.B.煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料 C.C.合成纤维、合成橡胶都属于有机高分子材料合成纤维、合成橡胶都属于有机高分子材料 D.D.利用粮食酿酒经历了淀粉利用粮食酿酒经历了淀粉果糖果糖乙醇的化学乙醇的化学 变化过程变化过程 4.4.下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是 A.COA.CO2 2、CHCH4 4、N N2 2等均是造成温室效应的气体等均是造成温室效应的气体 B.B.使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一 C.C.节能减排符

26、合低碳经济的要求节能减排符合低碳经济的要求 D.D.合理开发利用可燃冰合理开发利用可燃冰( (固态甲烷水合物固态甲烷水合物) )有助于缓解有助于缓解 能源紧缺能源紧缺 5.5.“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在“绿色化学”是当今社会提出的一个新概念。在 “绿色化学”工艺中“绿色化学”工艺中, ,理想状态是反应中原子全部转理想状态是反应中原子全部转 化为欲制的产物化为欲制的产物, ,即原子利用率为即原子利用率为100%100%。以下反应最。以下反应最 符合绿色化学原子经济性要求的是符合绿色化学原子经济性要求的是 A A. .乙烯发生加聚反应制得聚乙烯高分子材料乙烯发生加聚反应制得聚乙烯高分子材料 B B. .用甲烷与氯气制备一氯甲烷用甲烷与氯气制备一氯甲烷 C C. .用苯和液溴为原料制取溴苯用苯和液溴为原料制取溴苯 D.D.用石灰石和稀盐酸反应制得二氧化碳用石灰石和稀盐酸反应制得二氧化碳 不是什么人都可以交往的，慎交朋 友。笑看人生潮起潮落，守住自己的心。