第2节资源综合利用环境保护(第1课时) 知识与技能 1、知道化石燃料是重要的自然资源。 2、了解化石燃料燃烧对环境的影响,慬得选择对环境污染较小的燃料 3、认识化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义 过程与方法 1、课前学生对学习内容进行社会调查和查阅相关资料。 2、课堂中,通过观看放录像,了解化石燃料的存在和利用 3、自主学习,培养学生自学能力 4通过设计对化石燃料燃烧产物成分分析的定性定量实验,使学生学会解决物质(气体)检验的一般 情感态度与价值观 1、培养学生对社会的关注意识: 2、知道学好化学等科学知识,为保护环境,解决能源危机作出贡献 教学重点 化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义 教学难点 化石燃料的综合利用 教学过程 煤、石油、天然气的综合利用:从煤、石油、天然气获得基本化工原料 煤的综合利用: (1)煤的成分:煤是又有机物和少量的无机物组成的复杂混合物。其组成以碳元素为主,还 含有H、O、N、S等元素 (2)煤的综合利用途径:通过煤的干馏、煤的气化和液化获得洁净的燃料和多种化工原料。 ①煤的干馏:将煤隔绝空气加强热使之分解的过程叫做没得干馏,也叫煤的焦化。 气体:焦炉气:H2、CH4、C2H4、CO(燃料、化工原料) 粗氨水:氨、铵盐 (化 液体」粗苯:苯、甲苯、二甲苯(炸药、染料、合成材料 煤干馏的主要产品 酚类、奈 染料、农药、合成材料) 煤焦油 沥青 (筑路材料、制碳素电极) 固体:焦炭 (冶金、合成氨造气、电石、燃料) ②煤的气化:将煤转化为可燃性气体过程。(主要反应是碳和水蒸气反应生成水煤气 主要反应:C(S)+HOg)高温→Cog)+H(g) 水煤气 直接液化:煤+H2 液体燃料 ③煤的液化 催化剂
1 第 2 节资源综合利用 环境保护（第 1 课时） 知识与技能 1、知道化石燃料是重要的自然资源。 2、了解化石燃料燃烧对环境的影响，懂得选择对环境污染较小的燃料。 3、认识化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。 过程与方法 1、课前学生对学习内容进行社会调查和查阅相关资料。 2、课堂中，通过观看放录像，了解化石燃料的存在和利用。 3、自主学习，培养学生自学能力。 4、通过设计对化石燃料燃烧产物成分分析的定性定量实验，使学生学会解决物质（气体）检验的一般 方法。 情感态度与价值观 1、培养学生对社会的关注意识； 2、知道学好化学等科学知识，为保护环境，解决能源危机作出贡献。 教学重点 化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。 教学难点 化石燃料的综合利用 教学过程 一. 煤、石油、天然气的综合利用：从煤、石油、天然气获得基本化工原料。 1. 煤的综合利用： (1)煤的成分：煤是又有机物和少量的无机物组成的复杂混合物。其组成以碳元素为主，还 含有 H、O、N、S 等元素。 (2)煤的综合利用途径：通过煤的干馏、煤的气化和液化获得洁净的燃料和多种化工原料。， ①煤的干馏：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程叫做没得干馏，也叫煤的焦化。 气体：焦炉气：H2、CH4、C2H4、CO （燃料、化工原料） 粗氨水 ：氨、铵盐 （化肥） 液体 粗 苯 ：苯、甲苯、二甲苯 （炸药、染料、合成材料） 煤干馏的主要产品 酚类、奈 （染料、农药、合成材料） 煤焦油 沥青 （筑路材料、制碳素电极） 固体 ：焦炭 （冶金、合成氨造气、电石、燃料） ②煤的气化：将煤转化为可燃性气体 过程。（主要反应是碳和水蒸气反应生成水煤气等） 主要反应： C(s) ＋ H2O(g) CO(g) ＋ H2(g) 水煤气 直接液化：煤 + H2 液体燃料 ③煤的液化 高温 催化剂
间接液化:煤 H2+CO—甲醇(CH3OH) 2天然气的综合利用 1)气体燃料的优点:气体燃料与空气混合充分,容易完全燃烧,与固体燃料相比有较高的 利用率。气体燃料便于管道运输,使用方便(易点燃,易熄灭),且 清洁卫生 (2)天然气是一种高效、清洁的燃料:随着我国“西气东输”管线的全面贯通,越来越多的地 区将使用天然气。2007年7月4日前,北京将完成全部煤气置换天然气,成为全国第 一个全部使用清洁能源的大型城市。广州市也将在2010年全部完成天然气的置换。 个“天更蓝、水更清、树更绿、花更艳”,生活更美好的天然气时代即将到来。 (3)天然气是一种重要的化工原料,主要用于合成氨和生产甲醇以及合成分子内含两个或多 个碳原子的其他有机化合物。 3石油的综合利用:石油炼制后的产品绝大多数用作燃料使用,不到10%的石油转化为化工 原料 L石油的成分:石油是由多种碳氢化合物(烷烃、环烷烃及少量的芳香烃)组成的混合 物 (没有固定的沸点 原油:未经加工的石油叫原油,是一种棕黑色粘稠液体,不能直接使用 Ⅱ石油的炼制 (1)石油的分馏(物理加工过程) A.石油分馏的原理:利用各种烃的沸点不同,将石油不断的加热-汽化-冷令凝-液 化,把石油分离成不同_沸点范围_的蒸馏产物(叫做馏分,仍然是 混合物)的过程叫做石油的分餾 B实验室蒸馏石油的装置(如下图): 仪器名称:①_温度计 ②蒸馏烧瓶__; ③_冷凝器二 ④接收器 图中:⑤是冷水进口: ⑥是热水出口 装置②中要加碎瓷片_,以防止 暴沸 石油气—液化石油气 C.石油分馏主要产品 汽油、煤油、柴油、重油等
2 间接液化：煤 H2 ＋ CO 甲醇（CH3OH） 2.天然气的综合利用 （1）气体燃料的优点：气体燃料与空气混合充分，容易完全燃烧，与固体燃料相比有较高的 利用率。气体燃料便于管道运输，使用方便（易点燃，易熄灭），且 清洁卫生。 （2）天然气是一种高效、清洁的燃料：随着我国“西气东输”管线的全面贯通，越来越多的地 区将使用天然气。2007 年 7 月 4 日前，北京将完成全部煤气置换天然气，成为全国第 一个全部使用清洁能源的大型城市。广州市也将在 2010 年全部完成天然气的置换。一 个“天更蓝、水更清、树更绿、花更艳”，生活更美好的天然气时代即将到来。 （3）天然气是一种重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇以及合成分子内含两个或多 个碳原子的其他有机化合物。 3.石油的综合利用：石油炼制后的产品绝大多数用作燃料使用，不到 10%的石油转化为化工 原料。 I.石油的成分：石油是由多种碳氢化合物（烷烃、环烷烃及少量的芳香烃）组成的混合 物。 （没有固定的沸点） 原油： 未经加工的石油叫原油，是一种棕黑色粘稠液体，不能直接使用。 Ⅱ.石油的炼制 （1）石油的分馏（物理加工过程）： A.石油分馏的原理：利用各种烃的沸点不同，将石油不断的加热----汽化----冷凝---液 化，把石油分离成不同 沸点范围 的蒸馏产物（叫做馏分，仍然是 混合物）的过程叫做石油的分餾。 B.实验室蒸馏石油的装置（如下图）： ① 仪器名称： ① 温度计 ； ② 蒸馏烧瓶 ； ⑥ ③ 冷凝器 ； ③ ④ 接收器 。 ② ④ 图中：⑤是 冷 水进口； ⑥是 热 水出口。 ⑤ 装置②中要加 碎瓷片 ，以防止 暴沸 。 石油气 液化石油气。 C.石油分馏主要产品 汽油、煤油、柴油、重油 等
(2)石油的裂化(化学加工过程):在一定条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的 烃断裂为相对分子质量较小的烃的过程 主要目的:提高轻质油(汽油、煤油、柴油)的产量,同时得到石油裂化气。 原料:石油分馏产品(重油) 反应:以十六烷的催化裂化反应为例: Cnd4-催化剂 CHIa+ catie 十六烷加热、加压 辛烷辛烯 催化剂 CHl加热、加压 CAHIo CH 辛烷 丁烷丁烯 ChI 催化剂 CHa chE 丁烷 加热、加压 甲烷丙烯 C4H10 催化剂 C2H6+ C2H 丁烷 加热、加压 乙烷 乙烯 裂化气(含乙烯、丙烯、甲烷等) 催化裂化 ;主要产品:重油 汽油、煤油、柴油 分馏所得汽油(直镏汽油):烷烃 汽油:Cs~C1的烃的混合物 裂化所得汽油:烷烃和不饱和烃(具有烯烃的性质) (3)石油的裂解(深度裂化一化学加工过程):采用比催化裂化更高的温度,使碳碳键断裂 的更彻底,。主要目的得到气态的不饱和烃。 原料:汽油 主要目的:制得石油裂解气,进行三大合成。 主要产品:汽油一高温裂解 石油裂解气(含乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯) (4)石油的催化重整:石油在加热和催化剂的作用下,可以通过结构的重新调整,使链状
3 （2）石油的裂化（化学加工过程）：在一定条件下，将相对分子质量较 大、沸点较高 的 烃断裂为相对分子质量较小 的烃的过程。 主要目的：提高轻质油（汽油、煤油、柴油）的产量，同时得到石油裂化气。 原 料：石油分馏产品（重油） 反 应：以十六烷的催化裂化反应为例： C16H34 C8H18 ＋ C8H16 十六烷 辛烷 辛烯 C8H18 C4H10 ＋ C4H8 辛烷 丁烷 丁烯 C4H10 CH4 ＋ C3H6 丁烷 甲烷 丙烯 C4H10 C2H6 ＋ C2H4 丁烷 乙烷 乙烯 裂化气 （含乙烯、丙烯、甲烷等） ;主要产品：重油 汽油、煤油、柴油 分馏所得汽油（直镏汽油）：烷烃 汽油：C5～C11 的烃的混合物 裂化所得汽油：烷烃和不饱和烃（具有烯烃的性质） （3）石油的裂解（深度裂化—化学加工过程）：采用比催化裂化更高的温度，使碳碳键断裂 的更彻底，。主要目的得到气态的不饱和烃。 原 料：汽油 主要目的：制得石油裂解气，进行三大合成。 主要产品： 汽油 石油裂解气（含乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯） （4）石油的催化重整：石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状 加热、加压 催化剂 加热、加压 催化剂 加热、加压 催化剂 加热、加压 催化剂 催化裂化 高温裂解
烃转化为环状烃(如苯或甲苯等) 煤 气(主):CO、H2 清洁燃料天然气(主):CH 压缩天然气(主):甲醇(CNG) 液化石油气(主):烃类(丙烷)LPG) 、以煤、石油、天然气为原料生成合成材料 三大合成材料(合成有机高分子) (1)合成塑料:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。 ①塑料的主要成分:合成树脂+添加剂(增塑剂、防老化剂等) 热塑性塑料:可以反复加工,多次使用(聚乙烯聚氯乙烯等) ②塑料的性能 热固性塑料:一次加工成型,受热不软化(酚醛塑料) (2)合成纤维 植物纤维:棉花、木材、亚麻(成分:纤维素) 天然纤维 动物纤维:羊毛、蚕丝(成分:蛋白质) 纤维 人造纤维:人造棉、人造丝、人造毛(成分:纤维素) 化学纤维 合成纤维:六大纶(涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶 (是利用石油、天然气、煤和农副产品为原料制成的) 3)合成橡胶:顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等。 2合成有机高分子的反应: 聚合反应:在一定条件下,由小分子(单体)合成高分子(分子量巨大的化合物)的反应 聚合反应「加成聚合(加聚反应):由单体生成高分子的反应。 缩合聚合(缩聚反应):由单体生成高分子的同时还有小分子生成, (1)加聚反应: ①由乙烯制聚乙烯:nCH2=CH -+CH2-CH2
4 烃转化为环状烃（如苯或甲苯等） 煤 气（主） ：CO 、H2 清洁燃料 天 然 气（主） ：CH4 压缩天然气（主） ：甲醇 （CNG） 液化石油气（主） ：烃类（丙烷）(LPG) 二、以煤、石油、天然气为原料生成合成材料 1. 三大合成材料（合成有机高分子） （1）合成塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。 ①塑料的主要成分：合成树脂+添加剂（增塑剂、防老化剂等） 热塑性塑料：可以反复加工，多次使用（聚乙烯聚氯乙烯等） ②塑料的性能 热固性塑料：一次加工成型，受热不软化（酚醛塑料） （2）合成纤维 植物纤维 ：棉花、木材、亚麻（成分：纤维素） 天然纤维 动物纤维 ：羊毛、蚕丝（成分：蛋白质） 纤维 人造纤维：人造棉、人造丝、人造毛（成分：纤维素） 化学纤维 合成纤维：六大纶（涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶） （是利用石油、天然气、煤和农副产品为原料制成的） （3）合成橡胶： 顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等。 2.合成有机高分子的反应： 聚合反应：在一定条件下，由小分子（单体）合成高分子（分子量巨大的化合物）的反应。 聚合反应 加成聚合（加聚反应）：由单体生成高分子的反应。 缩合聚合（缩聚反应）：由单体生成高分子的同时还有小分子生成， （1）加聚反应： ①由乙烯制聚乙烯：n CH2===CH2 [ CH2－CH2 ] n CH3
乙烯 聚乙烯 单体: CH=cH 链节: 高聚物:+CH2=CH2+h 聚合度 第5页(共13页) ②由丙烯制聚丙烯:nCH2=CH-GH—CH-CHn ③由甲基丙烯酸甲酯制聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃): CH3 n CH2=CH--COOCH3-+ CH2-CH COOCH3 (2)缩聚反应:制涤纶、尼龙(锦纶)、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂 1o-○--OH+no-h-cH-o (对苯二甲酸) (乙二醇) +C○-G-0-CH=CH-0++(2n-1)HO 聚酯纤维(涤纶) 三、塑料制品的回收和利用 1.白色污染:聚乙烯等固体废旧塑料很难以降解,随意丢弃引起土壤和水体的污染。 【随堂练习】 1.下列说法正确的是 CC A.煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料,是取之不尽的 煤是由无机物和有机物所组成的复杂的混合物,主要含有碳和氢两种元素 C.石油主要含有碳和氢两种元素,同时还含有少量的硫、氧、氮等元素 D.煤和石油都是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形 成的
5 乙烯 聚乙烯 单 体： CH2===CH2 链 节： －CH2－CH2－ 高聚物： [ CH2－CH2 ] 聚合度： n 第 5 页（共 13 页） ②由丙烯制聚丙烯：n CH2===CH－GH3 [ CH2－CH ] ③由甲基丙烯酸甲酯制聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）： n CH2===CH－COOCH3 [ CH2－CH ] （2）缩聚反应：制涤纶、尼龙（锦纶）、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂 n HO－C－－ －G－OH + n HO－CH2－CH2－OH （对苯二甲酸） （乙二醇） [ C－－ －G－O －CH2－CH2－O ] + （2n－1）H2O 聚酯纤维（涤纶） 三、塑料制品的回收和利用 1.白色污染：聚乙烯等固体废旧塑料很难以降解，随意丢弃引起土壤和水体的污染。 【随堂练习】 1.下列说法正确的是----------------------------------------------------------（ C ） A．煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料，是取之不尽的 B．煤是由无机物和有机物所组成的复杂的混合物，主要含有碳和氢两种元素 C．石油主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素 D．煤和石油都是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形 成的。 n n CH3 CH3 COOCH3 n O O O O n