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第二节资源综合利用环境保护,第四章化学与自然资源的开发利用,学习目标1.了解煤、石油和天然气的组成及综合利用。2.以聚乙烯为例，了解高分子材料在生活等领域中的应用及可能带来的环境问题，认识聚合反应。3.了解环境保护的重要意义，了解绿色化学的含义并认识绿色化学在化工生产中的重要性。核心素养科学态度与社会责任：通过高分子材料的合成等赞赏化学对社会发展的重大贡献；通过煤、石油和天然气的综合利用建立可持续发展意识和绿色化学观念，并能对与此有关的社会热点问题做出正确的价值判断。,新知导学,达标检测,内容索引,新知导学,1.煤的综合利用(1)煤的分类与组成,煤,分类：无烟煤、烟煤、褐煤、泥煤等物质组成：有机物和少量无机物元素组成：主要含碳元素、还含少量等元素,氢、氧、氮、硫,一、化石燃料的综合作用,干馏,概念：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程主要产品：焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦炉气,(2)煤的综合利用方式,气化,概念：将煤转化为可燃性气体的过程主要反应：C(s)H2O(g)CO(g)H2(g),液化,直接液化：煤H2液体燃料间接液化：煤COH2甲醇,(3)煤综合利用的意义减少煤燃烧产生的大量SO2、NOx、碳的氧化物和粉尘等污染物的排放。提高煤燃烧的效率煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。生产基本化工原料通过煤的干馏，获得大量的基本化工原料。,2.天然气的综合利用(1)天然气的主要成分：甲烷。(2)天然气的用途：,天然气,清洁燃料,化工原料,合成氨：CH4H2OCO3H23H2N22NH3生产甲醇合成含两个或多个碳原子的有机化合物,3.石油的综合利用(1)石油的组成石油是由组成的混合物，没有固定的熔、沸点，只能在一定温度范围内熔化或汽化。,多种烷烃、环烷烃和芳香烃等碳氢化合物,(2)石油的综合利用途径,分类,天然高分子化合物：如蛋白质、纤维素、淀粉等合成高分子化合物：如(塑料、合成橡胶、合成纤维),4.以煤、石油和天然气为原料生产合成材料(1)高分子化合物特征：相对分子质量很大，性质稳定的混合物,(2)聚乙烯塑料的合成反应的化学方程式：；反应类型：。(3)相关概念单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物。聚乙烯的单体是。链节：高分子化合物中的最小的重复结构单元。聚乙烯的链节是。聚合度：高分子化合物所含链节的数目，聚乙烯的聚合度为n。,加聚反应,CH2=CH2,CH2CH2,例1下列叙述不正确的是A.天然气是一种清洁、不可再生的化石燃料B.煤的干馏、气化和液化都发生了化学变化C.石油的分馏、裂化和裂解都发生了化学变化D.煤干馏和石油分馏都能获得烃类物质,解析石油的分馏是物理变化，没有发生化学变化。,答案,解析,特别提示,(1)煤的干馏发生复杂的物理和化学变化，煤的气化、液化都发生化学变化。(2)石油分馏为物理变化，石油裂化、裂解都是化学变化。,例2下列说法中正确的是A.煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来B.将煤在空气中加强热使之分解的过程，称为煤的干馏，也叫煤的焦化C.将石油分馏得到大量的乙烯、丙烯等重要化工原料D.用溴的四氯化碳溶液可鉴别分馏获得的汽油和裂化获得的汽油,解析煤中不含苯和甲苯，煤干馏后从煤焦油或出炉煤气中能分离出来苯和甲苯；煤在隔绝空气加强热的情况下分解的过程称为煤的干馏，而不是在空气中；石油分馏主要得到汽油、煤油等，乙烯、丙烯等可通过石油裂化、裂解获得；分馏获得的汽油主要成分是饱和烃，裂化获得的汽油中含有不饱和烃，二者可用溴的四氯化碳溶液鉴别。,解析,答案,1.环境保护(1)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破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。(2)环境保护的任务环境监测：对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据。治理工业三废(废水、废气、废渣)。寻找源头治理环境污染的生产工艺：杜绝污染物的排放，能从根本上解决环境问题。,二、环境保护和绿色化学,2.绿色化学(1)绿色化学的核心是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。(2)最高目标：原子利用率为，即反应物中的原子转化为期望的最终产物。,100%,全部,(1)环境污染：包括大气污染、土壤污染、水污染。(2)环境保护：绿色化学“原子经济性”。,例3最近，国际上提出的“绿色化学”是指化学工业生产中A.对废水、废气、废渣进行严格处理B.不排放任何有害物质C.在化工厂周围种草、种树、种花，使化工厂成为花园式工厂D.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,解析绿色化学的核心是从源头上减少和消除工业生产对环境的污染，即在化学生产中少用或不用有害物质以及少排放或不排放有害物质，B项符合题意。,答案,解析,例4绿色化学最理想的“原子经济”，就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物。以下反应最符合这一要求的是A.硫化亚铜高温氧化的火法炼铜B.用铜作催化剂将乙醇氧化为乙醛C.铜和浓硝酸反应制硝酸铜D.镍作催化剂的条件下，苯与氢气发生加成反应生成环己烷,答案,解析,解析A项，Cu2S高温氧化的火法炼铜中还会产生SO2气体，不符合“原子经济”，错误；B项，CH3CH2OH催化氧化生成CH3CHO的同时有H2O生成，不符合“原子经济”，错误；C项，Cu和浓硝酸反应制备Cu(NO3)2时还会生成H2O和NO2，不符合“原子经济”，错误；D项，苯与氢气发生加成反应只生成环已烷，原子利用率为100%，符合“原子经济”，正确。,学习小结,达标检测,1.国内能源供应紧张形势日益加剧，煤的涨价导致部分地区电荒，煤在国民经济中的重要地位由此可见一斑。下列关于煤的说法正确的是A.煤属于有机化合物B.在物质变化类型上，煤的干馏包含了物理变化和化学变化C.煤中含有大量的苯、甲苯等芳香烃，煤是芳香烃的主要来源D.煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化并无意义,1,2,3,4,5,答案,解析,解析煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物。苯和甲苯是煤中的某些干馏产物中的主要成分，并不是煤本身含有的，是煤干馏过程中发生化学反应生成的。煤气化后变成清洁高效的燃料，再燃烧可提高其利用率，意义重大。,2.下列关于煤、石油、天然气等能源的说法正确的是A.石油裂解得到的汽油是纯净物B.石油产品都可用于聚合反应C.天然气是一种清洁的化石燃料D.水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料,答案,解析,1,2,3,4,5,解析A项，石油的裂解是深度裂化，是将大分子烃断裂成小分子烃的过程，产物主要是短链不饱和烃的混合物，错误；B项，能发生聚合反应的分子必须含有不饱和键，但石油的分馏产品大多是烷烃、环烷烃、芳香烃，所以不是所有的石油产品都能发生聚合反应，错误；C项，天然气的主要成分是CH4，燃烧无污染，属于清洁的化石燃料，正确；D项，水煤气是由煤与水在高温条件下反应得到的，是煤的气化产物，错误。,1,2,3,4,5,3.根据聚乙烯的结构简式推测，丙烯(CH2=CHCH3)聚合生成的聚丙烯的结构简式正确的是A.CH2CHCH3,答案,解析,解析丙烯合成聚丙烯的过程类似于乙烯合成聚乙烯的过程，但丙烯分子中的CH3只能作支链，选项D正确。,1,2,3,4,5,B.,C.D.,4.在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是置换反应化合反应分解反应取代反应加成反应加聚反应酯化反应A.B.C.只有D.只有,答案,解析,1,2,3,4,5,解析根据四种基本反应类型的定义即可判断出只有化合反应产物唯一。在有机反应类型中，取代反应、酯化反应、水解反应的产物均不唯一，而加成反应、加聚反应的产物唯一，反应物中的原子全部转化成期望的最终产物，即原子利用率为100%。,5.下列有关“绿色化学”及“绿色食品”的描述均正确的组合是“绿色化学”是指绝对无污染的化学过程“绿色化学”是指依靠绿色植物来完成的化学过程“绿色化学”是没有或尽可能少污染的化学过程“绿色化学”是人们理想中的化学过程，无法实现治理工业“三废”属于“绿色化学”范畴合理施用农药属于“绿色化学”加强环境监测属于“绿色化学”过程开发利用氢能源属于“绿色化学”富含叶绿素的食品属于“绿色食品”新鲜的蔬菜属于“绿色食品”无污染的安全、优质、营养类食品属于“绿色食品”贴有“绿色”防伪标志的食品属于“绿色食品”A.B.C.D.,1,2,3,4,5,答案,解析,解析是对绿色化学的叙述，绿色化学的核心是从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，强调最理想的原子经济性原则和污染物的零排放，所以中的“绝对无污染”、中的“依靠绿色植物”、中的“无法实现”、中的“治理三废”、中的合理施用农药、中的“加强环境监测”等内容都是错误的或不属于绿色化学范畴，正确。是对绿色食品的描述，只有正确。,1,2,3,4,5,
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