2018-2019学年高中化学 第4章 化学与自然资源的开发利用 第2节 资源综合利用 环境保护学案 新人教版必修2.doc

第二节资源综合利用环境保护学习目标：1.了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。2.了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料。(重点)3.了解节约能源和防止污染的重要性。4.了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性。(重点)5.以聚乙烯为例，了解高分子材料合成反应聚合反应。自 主 预 习探 新 知1煤、天然气、石油中获取基本化工原料(1)煤的组成与加工利用煤的组成煤的综合利用(2)天然气的组成与综合利用组成：天然气的主要成分是甲烷。综合应用a天然气是一种清洁的化石燃料。b作为一种化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇等。(3)石油的组成与综合利用组成：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。综合利用2以煤、石油和天然气为原料生产合成材料(1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。(2)加聚反应：在适当温度、压强和催化剂存在的条件下，不饱和化合物发生自身加成反应，形成相对分子质量巨大的高分子化合物的反应。(3)实例：制取聚乙烯反应的化学方程式为。(4)四个概念3环境保护(1)环境问题：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)环境污染的来源：主要来自化石燃料的燃烧和工业三废，即：废水、废气、废渣的任意排放。(3)化学工作者面临的重要任务：对环境情况的监测、三废的治理、寻找源头治理环境污染的生产工艺等。(4)常见的环境污染形成酸雨的主要污染物有硫氧化物和氮氧化物(NOx)。造成水污染水华和赤潮的主要污染物有含氮、磷的大量污水。4绿色化学基础自测1判断对错(对的打“”，错的打“”)。(1)煤、石油和天然气是不可再生能源，也是新型清洁能源()(2)煤的干馏与石油的分馏均为化学变化()(3)煤的液化、气化与石油的裂化、裂解均为化学变化()(4)pH7的雨水均称为酸雨()(5)绿色化学的核心就是如何对被污染的环境进行无毒无害的治理()(6)水华、赤潮等水体污染主要是由含氮、磷的生活污水任意排放造成的()(7)裂化得到的裂化汽油可用萃取溴水中的溴()【答案】(1)(2)(3)(4)(5)(6)(7)2写出下列相应的链节、单体和高分子的结构简式(1)CHCH3CH2的加聚产物聚丙烯的结构简式为_。 【导学号：43722232】(2) 的链节为_。(3)CH2CHCl的单体为_。【答案】(1) (2) (3)合 作 探 究攻 重 难煤、石油、天然气的综合利用(1)“三馏”比较干馏蒸馏分馏原理隔绝空气加强热使物质分解根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离与蒸馏原理相同产物产物为混合物产物为单一组分的纯净物产物为沸点不同的各组分组成的混合物反应类型化学变化物理变化物理变化(2)化学中“两裂”的比较名称定义目的裂化在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量裂解在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃获得短链不饱和烃(3)化学“六气”的主要成分高炉煤气水煤气天然气液化石油气焦炉气裂解气主要成分CO、CO2H2、COCH4C3H8、C4H10H2、CH4、C2H4、COC2H4、C3H6、C4H8、CH4【注意】汽油分为直馏汽油和裂化汽油，二者成分不同，直馏汽油一般为饱和烃而裂化汽油含有烯烃，具有乙烯的性质。对点训练1下列属于物理变化的是()石油的分馏煤的干馏石油的裂化 铝热反应由乙烯制备聚乙稀将氧气转化为臭氧乙烯催熟果实将苯加入溴水中 海水蒸馏制取淡水ABCDC蒸馏和分馏的原理相同，都是利用沸点不同分离物质，将苯加入溴水中不发生化学反应，而是苯萃取溴水中的溴，故均属于物理变化，其余各项均发生了化学变化。2下列说法中错误的是()A石油是混合物，石油分馏得到的汽油也是混合物B含C20以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C焦炭是煤干馏的一种重要产品D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D石油通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料，但产量不高。通常采用裂化的方法，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃，提高汽油的产量。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，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤焦油是含有多种芳香族化合物的混合物，可以生产芳香族化合物苯和甲苯。3下列关于乙烯和聚乙烯的叙述正确的是()【导学号：43722233】A二者都能使溴水褪色，性质相似B二者互为同系物C二者最简式相同D二者相对分子质量相同C单体CH2=CH2与链节CH2CH2的组成元素相同，二者的区别是CH2=CH2分子中有，而CH2CH2分子中有无，结构上不相似，所以性质不同，不是同系物，故正确答案为C。环境保护与绿色化学问题思考(1)以乙烯合成环氧乙烷有以下两种方法：方法一：CH2=CH2Cl2Ca(OH)2CaCl2H2O方法二：2CH2=CH2O22方法一的原子利用率为多少？写出计算式。方法二的原子利用率为多少？【提示】原子利用率100%25.4%。【提示】100%。(2)写出工业制取乙醇，原子利用率为100%的反应方程式。【提示】CH2=CH2H2OCH3CH2OH。(3)在反应类型中，原子利用率为100%的有哪些？【提示】化合反应、加成反应、加聚反应等。(1)“六大”环境问题环境问题主要污染物主要危害温室效应CO2造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等酸雨SO2、NOx土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等臭氧层破坏氟氯代烷、NOx到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害光化学烟雾碳氢化合物、NOx刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡白色污染废弃塑料制品在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产混入生活垃圾中难处理、难回收易被动物当作食物吞入，导致动物死亡赤潮和水华废水中含N、P元素的营养物质使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变成浑浊绿色，水质恶化(2)绿色化学的“三角度”理解核心利用化学原理从源头上减少和消除工业生产和日常生活对环境的污染。从环境上强调从源头上消除污染，从一开始就避免污染物的产生。从经济上提倡合理利用资源和能源，降低生产成本，尽可能提高原子利用率，最高目标是原子利用率为100%，即反应物原子全部转化为期望产物。如无机化合反应、有机加成和加聚反应、原子利用率为100%。【特别注意】原子利用率100%对点训练4化学与环境保护、工业生产、生活等密切相关。下列说法不正确的是()APM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物。PM2.5比胶体粒子小，因其比表面积大，故可吸附含有铅、镉、铬、钒、砷等对人体有害的元素，入肺后对人体产生很大的危害B富含氮、磷的生活污水不能排放到河中，但能直接用于农田的灌溉C大力实施矿物燃料“脱硫、脱硝技术”，可以减少硫的氧化物和氮的氧化物对环境的污染D大气中CO2的含量增加会导致温室效应加剧B富含氮、磷的生活污水容易形成赤潮或水华，所以不能排放到河中，也不能直接用于农田的灌溉，B不正确。5“绿色化学”又称环境无公害化学。下列叙述符合“绿色化学”原则的是() 【导学号：43722234】A绿色化学的核心是利用化学原理对工业生产造成的环境污染进行治理B用聚苯乙烯等塑料代替木材生产包装盒、快餐盒等，以减少木材使用C研制新型杀虫剂，使它只对目标昆虫有毒杀作用而对其他昆虫无害D现代石油化工采用银作催化剂，将乙烯直接氧化生产环氧乙烷符合“原子经济”D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，A项错误；用聚苯乙烯等塑料代替木材生产包装盒、快餐盒等会造成白色污染，B项错误；新型杀虫剂的使用仍然会造成食品、水等污染，C项错误；D项反应原子利用率为100%，符合“绿色化学”原则，正确。6“绿色化学”是指从技术、经济上设计出可行的化学反应，尽可能减少对环境的副作用。下列化学反应中不符合绿色化学理念的是() 【导学号：43722235】A除硫酸厂尾气：SO22NH3H2O=(NH4)2SO3B消除硝酸工业尾气氮氧化物的污染：NONO22NaOH=2NaNO2H2OC制CuSO4：Cu2H2SO4(浓)CuSO4SO22H2OD制CuSO4：2CuO22CuO，CuOH2SO4(稀)=CuSO4H2OCC项产物中有SO2生成，SO2是大气污染物，可导致酸雨等现象。当 堂 达 标固 双 基1空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持，下列措施不利于“蓝天工程”建设的是()A推广使用燃煤脱硫技术，防治污染B实施绿化工程，防治扬尘污染C研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染D加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应速度D以环保为主题，是一道融合多个考点的综合题。联系题给的信息“蓝天工程”，再结合选项中的“污染物质”，很容易得出正确结论。需要注意的是，学生往往忽略“不利于”三个字，而选错答案。2下列转化不属于煤或石油的综合利用的是()A将煤干馏制得煤焦油和焦炭B在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料C将煤变为煤饼作燃料D将石油裂解制得乙烯等化工原料C煤的干馏和煤的液化属于煤的综合利用，而将煤变成煤饼作燃料是为了提高煤的利用率，不属于综合利用；石油裂解属于石油的综合利用。3.对如图所示的变化叙述错误的是()A右图所示实验中发生了化学变化B液体X的pH7，Y是一种黑色黏稠状液体C气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴的四氯化碳溶液褪色D液体Y是一种纯净物D煤的干馏是将煤隔绝空气加强热的过程，它发生了复杂的物理、化学变化，A项正确；煤的干馏产物中有气体(焦炉气)、液体(煤焦油、粗氨水)、固体(焦炭)，B项正确；焦炉气的主要成分有氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳等气体，C项正确；煤焦油是含有许多芳香族化合物的复杂混合物，D项错误。4下列反应最符合绿色化学原子经济性要求的是()【导学号：43722236】乙烷与氯气制备一氯乙烷乙烯聚合为聚乙烯高分子材料苯和硝酸反应制备硝基苯AB C DB的产物均为一种，原子利用率为100%，最符合绿色化学原子经济要求。5目前生产聚氯乙烯的方法是先将乙烯与氯气和氧气在一定条件下反应生成氯乙烯和水，再进一步合成聚氯乙烯。请回答： 【导学号：43722237】(1)请写出上述两个过程的化学反应方程式：_，_。(2)聚氯乙烯是一种可燃物，火灾中聚氯乙烯产生有害气体，其主要成分可能是_；若在火灾现场，为了防止气体中毒，应采取的防护措施是_。(3)请分析说明聚氯乙烯_(填“是”或“不”)可以用作食品包装袋，原因是_。【解析】(1)由元素守恒可知，乙烯、Cl2、O2生成氯乙烯的同时必然生成水，然后配平即可得到：4CH2=CH22Cl2O24CH2=CHCl2H2O，氯乙烯加聚即得到聚氯乙烯。(2)因聚氯乙烯燃烧时，CCO2或CO，HH2O，故Cl原子可能生成Cl2或HCl，而Cl2或HCl均能与碱液反应，因此可用碱液吸收。(3)因聚氯乙烯含有氯元素，受热易产生有毒物质，故不能用作食品包装袋。【答案】(1)4CH2=CH22Cl2O24CH2=CHCl2H2O (2)Cl2、HCl用碱液吸收有害气体(3)不聚氯乙烯中含有氯元素，受热易产生有毒物质，不能用作食品包装袋