高考化学一轮总复习 专题二十 化学与可持续发展课件

专题二十化学与可持续发展1.煤的综合利用煤的综合利用 (1)煤的组成煤的组成考点一煤、石油、天然气的综合利用考点一煤、石油、天然气的综合利用 和绿色化学和绿色化学有机物有机物无机物无机物CH、O、N、S(2)煤的加工煤的加工COH2CH3OH2.石油加工石油加工(1)石油的成分：多种石油的成分：多种_组成的混合物，所含元组成的混合物，所含元素以素以_、_为主。为主。(2)石油加工石油加工石油的炼石油的炼制方法制方法分馏分馏裂化裂化裂解裂解原理原理用蒸发用蒸发和和_的的方法把石油分方法把石油分成不同沸点范围成不同沸点范围的蒸馏产物的蒸馏产物在一定条件下，把在一定条件下，把相对分子相对分子质量质量_、沸点沸点_的的烃断裂为烃断裂为相对分子相对分子质量质量_、沸点沸点_的的烃烃在高温下，把石在高温下，把石油产品中具有长油产品中具有长链分子的烃断裂链分子的烃断裂为为_、丙烯丙烯等小分子的烃等小分子的烃碳氢化合物碳氢化合物CH冷凝冷凝大大高高小小低低乙烯乙烯主要原料主要原料原油原油重油重油、石蜡油、石蜡油石油分馏产品石油分馏产品主要产品主要产品石油气、汽油、石油气、汽油、煤油、柴油、重煤油、柴油、重油、沥青等油、沥青等优质汽油优质汽油乙烯、乙烯、丙烯等丙烯等主要变主要变化类型化类型_变化变化_变化变化_变化变化物理物理化学化学化学化学3.天然气的综合利用天然气的综合利用(1)天然气是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料。天然气是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料。它的主要成分是它的主要成分是_。(2)天然气与水蒸气反应制取天然气与水蒸气反应制取H2的化学方程式为的化学方程式为_。甲烷甲烷CH4【助学技巧助学技巧】“两种汽油两种汽油”比较比较 获得方法获得方法主要化学成分主要化学成分鉴别方法鉴别方法直馏直馏汽油汽油原油直接分馏，原油直接分馏，物理变化物理变化一般是一般是C5C11烷烃及烷烃及少量的芳香烃等，性少量的芳香烃等，性质稳定质稳定能使溴的四氯能使溴的四氯化碳溶液褪色化碳溶液褪色的是裂化汽油的是裂化汽油裂化裂化汽油汽油重油裂化，化重油裂化，化学变化学变化含有的含有的C5C11的烷烃的烷烃和烯烃，性质活泼和烯烃，性质活泼4.绿色化学绿色化学(1)核心核心利用化学原理利用化学原理_。(2)原子经济性原子经济性反应物的原子全部转化为期望得到的最终产物，即原子利用率反应物的原子全部转化为期望得到的最终产物，即原子利用率为为_。从源头上减少和消除工业生产对环境的污染从源头上减少和消除工业生产对环境的污染100%(1)煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物，经干馏后分离出煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物，经干馏后分离出来来()(2)煤的干馏是化学变化，煤的气体和液化是物理变化煤的干馏是化学变化，煤的气体和液化是物理变化()(3)石油是混合物，经分馏后得到汽油、煤油和柴油等纯净物石油是混合物，经分馏后得到汽油、煤油和柴油等纯净物()(4)裂化的目的是得到轻质油，裂解的目的是得到乙烯、丙烯等裂化的目的是得到轻质油，裂解的目的是得到乙烯、丙烯等化工原料化工原料()(5)汽油与水互不相溶，可以用裂化汽油萃取溴水中的溴汽油与水互不相溶，可以用裂化汽油萃取溴水中的溴()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)化学实验绿色化的途径化学实验绿色化的途径1.开发绿色实验，如实验室以开发绿色实验，如实验室以H2O2分解法制取分解法制取O2代替氯酸钾分代替氯酸钾分解法制解法制O2，实现原料和反应过程的绿色化；，实现原料和反应过程的绿色化；2.防止实验过程中尾气、废物等对环境的污染，实验中有危害性防止实验过程中尾气、废物等对环境的污染，实验中有危害性气体产生时要加强尾气吸收，对实验产物尽可能再利用等；气体产生时要加强尾气吸收，对实验产物尽可能再利用等；3.在保证实验效果的前提下，尽量减小实验试剂的用量在保证实验效果的前提下，尽量减小实验试剂的用量(如降低如降低试剂浓度，减少用量等试剂浓度，减少用量等)，使实验小型化、微型化；，使实验小型化、微型化；4.对于危险或反应条件苛刻、污染严重或仪器、试剂价格昂贵的对于危险或反应条件苛刻、污染严重或仪器、试剂价格昂贵的实验，可采用计算机模拟化学实验或观看实验录像等办法；实验，可采用计算机模拟化学实验或观看实验录像等办法；5.妥善处理实验产生的废物，防止污染环境。妥善处理实验产生的废物，防止污染环境。1.“绿色化学实验绿色化学实验”已走进课堂，下列做法符合已走进课堂，下列做法符合“绿色化学绿色化学”的的是是()实验室收集氨气采用图甲所示装置实验室收集氨气采用图甲所示装置实验室中做氯气与钠反应的实验时采用图乙所示装置实验室中做氯气与钠反应的实验时采用图乙所示装置实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验铵盐的实验实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸的反应A. B.C. D.解析解析实验室收集氨气采用图甲所示装置，用滴有酚酞的水实验室收集氨气采用图甲所示装置，用滴有酚酞的水吸收多余的氨气防止污染环境，符合绿色化学的要求。实验吸收多余的氨气防止污染环境，符合绿色化学的要求。实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图乙所示装置，用浸有碱液室中做氯气与钠的反应实验时采用图乙所示装置，用浸有碱液的棉球吸收多余的氯气，防止污染环境，符合绿色化学的要求。的棉球吸收多余的氯气，防止污染环境，符合绿色化学的要求。实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验，挥发的氯化氢和氨气会污染空气，因此不符合绿铵盐的实验，挥发的氯化氢和氨气会污染空气，因此不符合绿色化学的要求。实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸色化学的要求。实验室中采用图丙所示装置进行铜与稀硝酸反应，生成的氮氧化物收集在气球里面，可以防止污染环境，反应，生成的氮氧化物收集在气球里面，可以防止污染环境，符合绿色化学的要求。符合绿色化学的要求。答案答案C明晰煤化工和石油化工的几个易失分问题明晰煤化工和石油化工的几个易失分问题煤是煤是“工业的粮食工业的粮食”，石油是，石油是“工业的血液工业的血液”。有关煤和石油。有关煤和石油加工的说法正确的是加工的说法正确的是()A.煤的干馏产物主要是各类有机物煤的干馏产物主要是各类有机物B.石油的裂解、分馏和煤的干馏都属于化学变化石油的裂解、分馏和煤的干馏都属于化学变化C.煤焦油经过分馏可得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯煤焦油经过分馏可得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯D.石油的裂化，说明长链烃在高温条件下可以分解为短链烃石油的裂化，说明长链烃在高温条件下可以分解为短链烃解析解析煤是由各种无机物、有机物组成的复杂混合物。煤干馏煤是由各种无机物、有机物组成的复杂混合物。煤干馏时，要隔绝空气加强热，使其分解。煤的干馏产物有粗氨水、时，要隔绝空气加强热，使其分解。煤的干馏产物有粗氨水、煤焦油、焦炉气和焦炭等物质，其中焦炭居多，为无机物，煤焦油、焦炉气和焦炭等物质，其中焦炭居多，为无机物，A项项错误；石油的分馏是根据沸点的不同，将各成分分离，因此是错误；石油的分馏是根据沸点的不同，将各成分分离，因此是物理变化，物理变化，B项错误；煤隔绝空气加强热，分解得到煤焦油，煤项错误；煤隔绝空气加强热，分解得到煤焦油，煤焦油中含有苯和甲苯，但煤中不含有苯和甲苯，焦油中含有苯和甲苯，但煤中不含有苯和甲苯，C项错误；石油项错误；石油裂化的目的就是使长链烃在高温条件下断裂为短链烃，裂化的目的就是使长链烃在高温条件下断裂为短链烃，D项正确。项正确。答案答案D考点二金属矿物和海水资源的开发利用考点二金属矿物和海水资源的开发利用1.金属矿物的开发利用金属矿物的开发利用(1)金属在自然界中的存在形态金属在自然界中的存在形态除了金、铂等极少数金属外除了金、铂等极少数金属外,绝大多数金属元素以绝大多数金属元素以_的形的形式存在于自然界。在这些金属化合物中式存在于自然界。在这些金属化合物中,金属元素显金属元素显_化合价。化合价。(2)金属冶炼的原理金属冶炼的原理金属的冶炼是利用金属的冶炼是利用_原理，在一定条件下，使金原理，在一定条件下，使金属阳离子得到电子被还原成金属原子，聚集成为金属单质。属阳离子得到电子被还原成金属原子，聚集成为金属单质。化合态化合态正正氧化还原反应氧化还原反应(3)金属冶炼的步骤金属冶炼的步骤大多数金属矿石里含有杂质，其冶炼过程一般可分为三步。大多数金属矿石里含有杂质，其冶炼过程一般可分为三步。第一步：矿石的第一步：矿石的_除去杂质、提高矿石中有用成分的除去杂质、提高矿石中有用成分的含量。含量。第二步：第二步：_。第三步：第三步：_采用一定的方法，提炼纯金属。采用一定的方法，提炼纯金属。(4)金属的冶炼方法金属的冶炼方法以单质形式存在于自然界中的金属以单质形式存在于自然界中的金属(如金、铂等如金、铂等)，采用物理方法，采用物理方法富集冶炼，如沙里淘金。在冶炼以化合物形式存在的金属元素富集冶炼，如沙里淘金。在冶炼以化合物形式存在的金属元素时，因金属活动性不同，采用的方法也不同，常用的方法有：时，因金属活动性不同，采用的方法也不同，常用的方法有：_；_；_。富集富集冶炼冶炼精炼精炼热分解法热分解法热还原法热还原法电解法电解法(5)合理开发和有效使用金属资源的途径合理开发和有效使用金属资源的途径(1)有效地使用金属产品、材料。有效地使用金属产品、材料。(2)提高金属矿物的利用率。提高金属矿物的利用率。(3)加强金属资源的回收和再利用。加强金属资源的回收和再利用。【助学技巧助学技巧】(1)金属冶炼的实质金属冶炼的实质使金属化合物中的金属离子得电子被还原为金属单质的过程：使金属化合物中的金属离子得电子被还原为金属单质的过程：Mnne=M。(2)金属冶炼的一般步骤金属冶炼的一般步骤(3)冶炼方法的选择与金属活动性的关系冶炼方法的选择与金属活动性的关系2.海水资源的开发利用海水资源的开发利用(1)海水淡化海水淡化(2)氯碱工业氯碱工业电解电解NaCl溶液：溶液：(写出化学方程式，下同写出化学方程式，下同)_；产物制盐酸：产物制盐酸：_；制漂白液：制漂白液：_。电解熔融电解熔融NaCl：_。Cl22NaOH=NaClNaClOH2O(3)海水提镁海水提镁先将海水中的镁富集，再电解熔融氯化镁。先将海水中的镁富集，再电解熔融氯化镁。最后一步反应：最后一步反应：_。(4)海水提溴海水提溴先将海水中的溴富集，再通过氧化还原反应将溴提取出来。先将海水中的溴富集，再通过氧化还原反应将溴提取出来。最后一步反应：最后一步反应：2BrCl2=Br22Cl。(1)工业上电解熔融状态的工业上电解熔融状态的Al2O3制备制备Al不涉及氧化还原反应不涉及氧化还原反应()(2)电解熔融氯化镁制取金属镁电解熔融氯化镁制取金属镁()(3)目前我国流通的硬币是由合金材料制造的目前我国流通的硬币是由合金材料制造的()(4)海水中水资源的利用主要包括海水的淡化和直接利用海水进海水中水资源的利用主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却等行循环冷却等()(5)海水提溴涉及的反应类型包括复分解反应海水提溴涉及的反应类型包括复分解反应()(6)Mg(OH)22HCl=MgCl22H2O可用离子方程式可用离子方程式HOH=H2O表示表示()(7)从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现从海水中提取物质都必须通过化学反应才能实现()答案答案(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)海洋资源的综合利用的原理分析海洋资源的综合利用的原理分析2.海水提溴海水提溴(1)流程流程(2)发生反应的化学方程式发生反应的化学方程式2NaBrCl2=Br22NaClBr2SO22H2O=2HBrH2SO42HBrCl2=2HClBr23.海带中提碘海带中提碘(1)流程流程(2)发生反应的化学方程式：发生反应的化学方程式：Cl22I=I22Cl4.海水提镁海水提镁(1)流程流程2.目前海水提溴的最主要方法之一是空气吹出法，其流程图如下：目前海水提溴的最主要方法之一是空气吹出法，其流程图如下：下列推断不合理的是下列推断不合理的是()A.热空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质热空气能吹出溴是利用溴易挥发的性质B.SO2吸收溴的反应方程式为吸收溴的反应方程式为SO22H2OBr2=H2SO42HBrC.流程中循环利用的物质有流程中循环利用的物质有SO2、Br2、Cl2等等D.没有采用直接蒸馏含溴海水得到单质主要是为了节能没有采用直接蒸馏含溴海水得到单质主要是为了节能解析解析溴易浑发，所以用热空气将溴吹出，溴易浑发，所以用热空气将溴吹出，A项正确；项正确；SO2与溴与溴水反应生成硫酸和氢溴酸，水反应生成硫酸和氢溴酸，B项正确；流程中项正确；流程中SO2被氧化为被氧化为H2SO4，不可能被循环使用，不可能被循环使用，C项错误；项错误；“空气吹出空气吹出”“”“SO2吸吸收收”“”“氯化氯化”的过程实际上是一个的过程实际上是一个Br2的浓缩过程，与直接蒸馏的浓缩过程，与直接蒸馏含含Br2的海水相比效率更高，消耗能源少，成本低，的海水相比效率更高，消耗能源少，成本低，D项正确。项正确。答案答案C综合研判模板规范答题减少失误综合研判模板规范答题减少失误【典例典例】(16分分)KNO3是重要的化工产品，下面是一种已获得是重要的化工产品，下面是一种已获得专利的专利的KNO3制备方法的主要步骤：制备方法的主要步骤：(1)反应反应中，中，CaSO4与与NH4HCO3的物质的量之比为的物质的量之比为12，该反，该反应的化学方程式为应的化学方程式为_。(2)反应反应需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是需在干态、加热的条件下进行，加热的目的是_；从反应从反应所得混合物中分离出所得混合物中分离出CaSO4的方法是趁热过滤，趁热过的方法是趁热过滤，趁热过滤的目的是滤的目的是_。(3)检验反应检验反应所得所得K2SO4中是否混有中是否混有KCl的方法是：取少量的方法是：取少量K2SO4样品溶解于水，样品溶解于水，_。(4)整个流程中，可循环利用的物质有整个流程中，可循环利用的物质有_(填化学式填化学式)。(5)将硝酸与浓将硝酸与浓KCl溶液混合，也可得到溶液混合，也可得到KNO3，同时生成等体积，同时生成等体积的气体的气体A和气体和气体B(NOCl)，该反应的化学方程式为，该反应的化学方程式为_；气；气体体B与与O2反应生成反应生成1体积气体体积气体A和和2体积红棕色气体体积红棕色气体C，该反应的，该反应的化学方程式为化学方程式为_。标准答案标准答案评分规则评分规则(1)CaSO42NH4HCO3=CaCO3(NH4)2SO4H2OCO2(2分分)(2)分离分离NH4Cl与与K2SO4，加快化学反应速率，加快化学反应速率(2分分)防止防止KNO3结晶，提高结晶，提高KNO3的产率的产率(2分分)(3)加入加入Ba(NO3)2溶液至不再产生沉淀，静置溶液至不再产生沉淀，静置(1分分)，向上层清液中滴加，向上层清液中滴加AgNO3溶液溶液(1分分)，若有，若有沉淀生成，说明沉淀生成，说明K2SO4中混有中混有KCl(1分分)(4)CaSO4、KNO3、(NH4)2SO4(3分分)(5)4HNO33KCl(浓浓)=NOClCl23KNO32H2O(2分分)2NOClO2=Cl22NO2(2分分)(1)少少“”、“”不得分。不得分。(2)按照标准答案评分。按照标准答案评分。(3)必须强调必须强调Ba(NO3)2 溶液溶液过量否则扣过量否则扣1分。分。(4)答对一个给答对一个给1分，答错一分，答错一个扣个扣1分，不倒扣分。分，不倒扣分。(5)“”不计分，少不计分，少“浓浓”字扣字扣1分，不配平不给分。分，不配平不给分。 模板构建模板构建常见规范答题的失分点常见规范答题的失分点(1)物质的名称、化学式、电子式、原子物质的名称、化学式、电子式、原子(离子离子)结构示意图书写不结构示意图书写不规范或张冠李戴。规范或张冠李戴。(2)书写化学方程式时，漏写或错写某些分子、特殊反应条件，书写化学方程式时，漏写或错写某些分子、特殊反应条件，分不清是使用分不清是使用“=”还是使用还是使用“ ”，如强碱弱酸盐和强，如强碱弱酸盐和强酸弱碱盐的水解方程式一定用酸弱碱盐的水解方程式一定用“ ”，不能用，不能用“=”，其，其产物也不能标产物也不能标“”或或“”。多元弱酸电离、多元弱酸根离子。多元弱酸电离、多元弱酸根离子水解，没有分步书写。水解，没有分步书写。(3)离子方程式没有配平，改写不正确，违背反应规律，不注意离子方程式没有配平，改写不正确，违背反应规律，不注意“用量用量”。(4)热化学方程式漏写物质的聚集状态，放热反应或吸热反应的热化学方程式漏写物质的聚集状态，放热反应或吸热反应的“”“”“”号写错，反应的数值与化学计量数不对应。号写错，反应的数值与化学计量数不对应。(5)有机物的结构式有机物的结构式(或结构简式或结构简式)书写不规范，如乙烯的结构简式书写不规范，如乙烯的结构简式CH2=CH2错写成错写成CH2CH2等。等。(6)语言不够准确，凭主观想象和猜测来回答。如：语言不够准确，凭主观想象和猜测来回答。如：在回答在回答KI溶液中滴加氯水后有什么现象时，有的同学回答成溶液中滴加氯水后有什么现象时，有的同学回答成“有碘生有碘生成成”，也有的回答成：，也有的回答成：“溶液中有紫黑色的沉淀生成溶液中有紫黑色的沉淀生成”；把把“Zn能与盐酸反应置换出氢气能与盐酸反应置换出氢气”说成说成“Zn能置换出盐酸中的氢能置换出盐酸中的氢气气”等等。等等。(7)不清楚化学原理，不注意知识前后联系，表达随意，所答内不清楚化学原理，不注意知识前后联系，表达随意，所答内容的内涵与设问的外延不吻合，所答非所问。容的内涵与设问的外延不吻合，所答非所问。