学案28资源综合利用环境保护 考纲要求]1.了解煤、石油、天然气等综合利用的意义。2.了解能源是人类生存和社 会发展的重要基础。3.了解化学在解决能源危机中的重要作用,树立绿色化学的观念 课前准备区 回扣教材夯实基 础 知识点一煤、石油、天然气的综合利用 1.煤的综合利用 煤是由 和少量 组成的 主要含有元素,还含有少量 等元素。 )煤的干馏 ①原理:把煤 使其分解的过程。煤的干馏是一个复杂的 变化过程。②煤的干馏产物 (2)煤的气化 将煤中的 转化为 的过程,目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤 气。化学方程式为 (3)煤的液化 ① 液化:煤+氢气高温、高压液体燃料 液化:媒+水水煤气甲醇等 问题思考 1.水煤气的成分与液化石油气有何区别? 2.天然气的综合利用 (1)天然气的主要成分是,它是一种 的化石燃料,更是一种重要的化 工原料 (2)天然气与水蒸气反应制取H2 原理: 3.石油的综合利用 (1)石油的成分 石油主要是由多种 组成的混合物。所含元素以 为主,还有少量 S、P、O等 2)石油的分馏 利用 中各组分 不同,将复杂的混合物分离成较简单和更有用的 的过程叫做分馏。分馏是 过程。其主要目的是得到 等轻质油 (3)石油的裂化 ①条件:催化剂催化、高温 ②过程:含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为 的烃,裂化是 过程。 ③主要目的:将 转化为 (4)石油的裂解
学案 28 资源综合利用 环境保护 [考纲要求] 1.了解煤、石油、天然气等综合利用的意义。2.了解能源是人类生存和社 会发展的重要基础。3.了解化学在解决能源危机中的重要作用，树立绿色化学的观念。 知识点一 煤、石油、天然气的综合利用 1．煤的综合利用 煤是由__________和少量________组成的__________，主要含有____元素，还含有少量 ____、____、____、____等元素。 (1)煤的干馏 ①原理：把煤____________________使其分解的过程。煤的 干馏是一个复杂的 ____________变化过程。②煤的干馏产物 a．______，b.________，c.________，d.________。 (2)煤的气化 将煤中的________转化为__________的过程，目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤 气。化学方程式为______________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 (3)煤的液化 ①________液化：煤＋氢气 ――→ 催化剂 高温、高压液体燃料 ②________液化：煤＋水――→ 高温 水煤气――→ 催化剂 高温 甲醇等 问题思考 1．水煤气的成分与液化石油气有何区别？ 2．天然气的综合利用 (1)天然气的主要成分是________，它是一种________的化石燃料，更是一种重要的化 工原料。 (2)天然气与水蒸气反应制取 H2 原理：________________________________________________________________。 3．石油的综合利用 (1)石油的成分 石油主要是由多种____________组成的混合物。所含元素以____、____为主，还有少量 N、S、P、O 等。 (2)石油的分馏 利用________中各组分________不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的 ________的过程叫做分馏。分馏是________过程。其主要目的是得到________、________、 ________等轻质油。 (3)石油的裂化 ①条件：催化剂催化、高温。 ②过程：含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为__________________的烃，裂化是 ____________过程。 ③主要目的：将______转化为________。 (4)石油的裂解
①定义:石油在更高的 下发生深度裂化,石油中的烃分子断裂成以乙烯、丙烯 为主的 ②生产目的:生产 丙烯、甲烷等重要 问题思考 2.煤加工和石油的炼制过程中哪些是化学变化,哪些是物理变化? 3.为什么裂化汽油不能用于从溴水中萃取溴? 4.三大合成材料 (1)三大合成材料是指 (2)聚合反应 合成聚乙烯的化学方程式: 单体为 链节为 聚合度为 知识点二环境保护与绿色化学 环境问题 环境问题主要是指由于人类不合理地 而造成的 ,以及 和 所造成的环境污染 “三废”的污染主要指 (1)大气污染 大气污染物主要来自 和 产生的废气及其携带的 (2)水污染 工业废水, 农田过度施肥,喷洒农药都会对水源造成污染 (3)固体废弃物污染,如白色污染 当今环境污染存在以下几方面问题 ①酸雨——形成原因主要是 和 ②光化学烟雾—主要是 碳氢化合物造成的。 ③臭氧空洞——主要是氮氧化合物、 等的排放引起的 ④温室效应——主要是由于大气中CO2含量的不断增加造成的 ⑤白色污染 塑料的大量使用 ⑥赤潮——含洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放 2.环境保护的措施 (1)工业废气携带颗粒物的回收利用。 (2)工业、生活污水经处理达标后排放、限制使用洗涤剂。 (3)回收、限制废弃塑料,研制 塑料 绿色化学 (1)原子经济 原子经济要求反应物的原子 ,原子的利用率达到 也就是说在化学反应中不产生任何废物 原子的利用率= 期望产物的总质量 生成物的总质量100% (2)绿色化学 绿色化学的核心就是利用化学原理从 对环境的污染
①定义：石油在更高的________下发生深度裂化，石油中的烃分子断裂成以乙烯、丙烯 为主的________。 ②生产目的：生产________、丙烯、甲烷等重要______________________________。 问题思考 2．煤加工和石油的炼制过程中哪些是化学变化，哪些是物理变化？ 3．为什么裂化汽油不能用于从溴水中萃取溴？ 4．三大合成材料 (1)三大合成材料是指___________________________________________________。 (2)聚合反应 合成聚乙烯的化学方程式：_______________________________________________ _____________________，单体为____________，链节为____________，聚合度为______。 知识点二 环境保护与绿色化学 1．环境问题 环境问题主要是指由于人类不合理地______________而造成的______________，以及 ____________和____________所造成的环境污染。 “三废”的污染主要指： (1)大气污染 大气污染物主要来自______________和______________产生的废气及其携带的 __________。 (2)水污染 工业废水，____________，农田过度施肥，喷洒农药都会对水源造成污染。 (3)固体废弃物污染，如白色污染。 当今环境污染存在以下几方面问题： ①酸雨——形成原因主要是________和____________。 ②光化学烟雾——主要是____________、碳氢化合物造成的。 ③臭氧空洞——主要是氮氧化合物、____________等的排放引起的。 ④温室效应——主要是由于大气中 CO2 含量的不断增加造成的。 ⑤白色污染——________塑料的大量使用。 ⑥赤潮——含______洗衣粉的大量使用及其废水的任意排放。 2．环境保护的措施 (1)工业废气携带颗粒物的回收利用。 (2)工业、生活污水经处理达标后排放、限制使用____________洗涤剂。 (3)回收、限制废弃塑料，研制__________塑料。 3．绿色化学 (1)原子经济 原子经济要求反应物的原子________________________________，原子的利用率达到 ______，也就是说在化学反应中不产生任何废物。 原子的利用率＝ 期望产物的总质量 生成物的总质量 ×100% (2)绿色化学 绿色化学的核心就是利用化学原理从________________________对环境的污染
4.可持续发展 可持续发展是指 发展,需要 和环境保护协调发展。可持续发展的要点是发展援助、环境保护、清洁水源、能源 开发、绿色贸易 5.可持续发展、环境保护与绿色化学三者的关系 环境保护是可持续发展的一个重要方面,绿色化学能从根本上为环境保护和可持续发展 提供一步到位、一劳永逸的技术支持。 课堂活动区 突破考点研析热点 、石油炼制方法的比较 1.石油的分馏、裂化、裂解的比较 石油炼制 的方法 石油的裂解 压 减压 催化裂化 主要原料 重油 重油 剂油、汽润滑油、凡士「抗震性能好的汽油和甲烷、乙 主要产品油、煤油、柴丨林、石蜡、沥烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯 乙烯、丙烯 1,3-丁二烯等 2直馏汽油和裂化汽油的区别 获得方法 主要化学成分 鉴别方法1 直馏 汽油 一般是C5~C1的烷烃及少量的芳香烃等,性质稳定 裂化 汽油 含有C3~Cl1的烷烃和烯烃,性质活泼 典例导悟1如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探索的课题,将石油分 馏得到的重油进行裂化可以获得更多的轻质燃油 资料一:石蜡是含有20~30个碳原子的烷烃的混合物,常温下呈固态 资料二:石油催化裂化中通常使用A2O3作催化剂 某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化,装置如图:实验过程中可观察到烧 瓶Ⅰ中固体石蜡先熔化,试管Ⅱ中有少量液体凝结,试管Ⅲ中酸性高锰酸钾溶液褪色,实验 后闻试管Ⅱ中液体气味,具有汽油的气味。 石蜡、氧 扫水目KMnO 酸性溶液 (1)该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为 为保证实验成功,实验前必须进行的操作是 装置中较长导管的作用是 (2)试管Ⅲ中溶液褪色说明了 (3)能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴,理由是 (4)写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式
4．可持续发展 可持续发展是指__________________________________发展，需要______、________、 ________和环境保护协调发展。可持续发展的要点是发展援助、环境保护、清洁水源、能源 开发、绿色贸易。 5．可持续发展、环境保护与绿色化学三者的关系 环境保护是可持续发展的一个重要方面，绿色化学能从根本上为环境保护和可持续发展 提供一步到位、一劳永逸的技术支持。 一、石油炼制方法的比较 1．石油的分馏、裂化、裂解的比较 石油炼制 的方法 分馏 催化裂化 石油的裂解 常压 减压 原理 主要原料 重油 重油 主要产品 溶剂油、汽 油、煤油、柴 油、重油 润滑油、凡士 林、石蜡、沥 青、煤焦油 抗震性能好的汽油和甲烷、乙 烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯 等 乙烯、丙烯、 1,3-丁二烯等 2.直馏汽油和裂化汽油的区别 获得方法 主要化学成分 鉴别方法 直馏 汽油 一般是 C5～C11 的烷烃及少量的芳香烃等，性质稳定 裂化 汽油 含有 C5～C11 的烷烃和烯烃，性质活泼 典例导悟 1 如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探索的课题，将石油分 馏得到的重油进行裂化可以获得更多的轻质燃油。 资料一：石蜡是含有 20～30 个碳原子的烷烃的混合物，常温下呈固态。 资料二：石油催化裂化中通常使用 Al2O3 作催化剂。 某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如图：实验过程中可观察到烧 瓶Ⅰ中固体石蜡先熔化，试管Ⅱ中有少量液体凝结，试管Ⅲ中酸性高锰酸钾溶液褪色，实验 后闻试管Ⅱ中液体气味，具有汽油的气味。 (1)该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为 ________________________________________________________________________， 为保证实验成功，实验前必须进行的操作是 ________________________________________________________________________， 装置中较长导管的作用是 ________________________________________________________________________； (2)试管Ⅲ中溶液褪色说明了 ________________________________________________________________________； (3)能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴，理由是 ________________________________________________________________________。 (4)写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式
5)石油裂化的重要意义是 变式演练1近期我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。下列关于石油的说 法正确的是(双选)) A.石油属于可再生矿物能源 B.石油主要含有碳、氢两种元素 C.石油的裂化是物理变化 D.石油分馏的各馏分是混合物 二、环境保护与绿色化学 关于“绿色化学”的具体要求见下图: 安全的生产 高能源的 反应物 反应过程 反应产物 无毒无害原料原子经济性反应 环境友好产 可再生资源 高选择性反应 (安全、能降解 可再利用) 应用无毒无害 应用无毒无 害的溶剂 [典例导悟2】雾霾天气是困扰广州亚运会实现“绿色亚运”目标的一大障碍。为此, 广州市政府于2009年12月10日发布了《2010年第16届广州亚运会空气质量保障方案的 通知》,以切实保障亚运会期间有一个优质的空气环境。下列措施不可能改善空气质量的是 A.在大型燃煤锅炉上安装低氮燃烧器,采用烟气脱硝技术 B.加强道路扬尘污染控制,强化路面保洁,洒水防尘 C.在炼油厂、钢铁厂、发电厂等,推广和使用脱硫技术,降低硫氧化物的排放 D.增加汽油、柴油等能源的供应量,提倡以汽车代步的现代消费与生活理念 听课记录 变式演练2(2011南昌模拟)化学与生活、社会密切相关。下列说法不正确的是() A.利用太阳能等清洁能源代替化石燃料,有利于节约资源、保护环境 B.凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害,不可食用 C.为防止电池中的重金属等污染土壤和水体,应积极开发废电池的综合利用技术 D.提倡人们购物时不用塑料袋,是为了防止白色污染 课后练习区 精题精练规范答题 高考集训 判断正误 (1)煤油可由石油分馏获得,可用作燃料和保存少量金属钠 (2010山东理综-12C) (2)石油干馏可得到汽油、煤油等() (2010福建理综-6B) 2.(2010·江苏,1)化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的
________________________________________________________________________。 (5)石油裂化的重要意义是_______________________________________________。 变式演练 1 近期我国冀东渤海湾发现储量达 10 亿吨的大型油田。下列关于石油的说 法正确的是(双选)( ) A．石油属于可再生矿物能源 B．石油主要含有碳、氢两种元素 C．石油的裂化是物理变化 D．石油分馏的各馏分是混合物 二、环境保护与绿色化学 关于“绿色化学”的具体要求见下图： 典例导悟 2 雾霾天气是困扰广州亚运会实现“绿色亚运”目标的一大障碍。为此， 广州市政府于 2009 年 12 月 10 日发布了《2010 年第 16 届广州亚运会空气质量保障方案的 通知》，以切实保障亚运会期间有一个优质的空气环境。下列措施不可能改善空气质量的是 ( ) A．在大型燃煤锅炉上安装低氮燃烧器，采用烟气脱硝技术 B．加强道路扬尘污染控制，强化路面保洁，洒水防尘 C．在炼油厂、钢铁厂、发电厂等，推广和使用脱硫技术，降低硫氧化物的排放 D．增加汽油、柴油等能源的供应量，提倡以汽车代步的现代消费与生活理念 听课记录： 变式演练 2 (2011·南昌模拟)化学与生活、社会密切相关。下列说法不正确的是( ) A．利用太阳能等清洁能源代替化石燃料，有利于节约资源、保护环境 B．凡含有食品添加剂的食物对人体健康均有害，不可食用 C．为防止电池中的重金属等污染土壤和水体，应积极开发废电池的综合利用技术 D．提倡人们购物时不用塑料袋，是为了防止白色污染 1．判断正误 (1)煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠( ) (2010·山东理综－12C) (2)石油干馏可得到汽油、煤油等( ) (2010·福建理综－6B) 2．(2010·江苏，1)化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的
是() A.为提高农作物的产量和质量,应大量使用化肥和农药 B.绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理 C.实现化石燃料清洁利用,就无需开发新能源 D.垃圾是放错地方的资源,应分类回收利用 3.(2010·四川理综,6)节能减排对发展经济、保护环境有重要意义。下列措施不能减少 二氧化碳排放的是() A.利用太阳能制氢 B.关停小火电企业 C.举行“地球一小时”熄灯活动 D.推广使用煤液化技术 4.(2010重庆理综,6)减缓温室气体排放是2009年哥本哈根气候变化会议的议题。下 列反应不产生温室气体的是() A.用纯碱制玻璃 B.用煤炭作燃料C.用铁矿石炼铁D.用氨制碳酸铵 考点集训 题组一煤、石油、天然气的综合利用 1.(2011·模拟)根据下图所示把煤隔绝空气加强热,下列叙述错误的是( 气体Z A.煤发生了化学变化 B.液体X的pH>7;Y是一种黑色黏稠状液体 C.气体Z易燃,可还原CuO,也可使溴水褪色 D.横玻璃管中产生浓的白烟 2.已知天然气的主要成分—CH4是一种会产生温室效应的气体,等物质的量的CH4 和CO产生的温室效应,前者大。下面是有关天然气的几种叙述,其中正确的是(双选X) A.天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源 B.等质量的CH4和CO2产生的温室效应后者大 C.燃烧天然气也是形成酸雨的原因之 D.CH4作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇 3.下列关于石油的说法不正确的是(双选)) A.石油主要含C、H两种元素 B.石油主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物 C.石油有固定的熔点 D.石油分馏得到的汽油是纯净物 4.用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的试剂是( 溴水 C.NaOH溶液 D.盐酸 5.丁烷催化裂化,其碳链按两种方式断裂,生成两种烷烃和两种烯烃。若丁烷的裂解 率为90%,且裂解后两种烯烃的质量相等,则裂解后得到的相对分子质量最小的气态烃在 混合气体中的体积分数为() B.19% C.40% D.50% 6.(2011杭州质检)用石油和煤可以得到有机化工生产中需要的众多原料,例如由石油 得到的乙烯和煤得到的苯制聚苯乙烯。生产过程如下:
是( ) A．为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药 B．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理 C．实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源 D．垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用 3．(2010·四川理综，6)节能减排对发展经济、保护环境有重要意义。下列措施不能减少 二氧化碳排放的是( ) A．利用太阳能制氢 B．关停小火电企业 C．举行“地球一小时”熄灯活动 D．推广使用煤液化技术 4．(2010·重庆理综，6)减缓温室气体排放是 2009 年哥本哈根气候变化会议的议题。下 列反应不产生温室气体的是( ) A．用纯碱制玻璃 B．用煤炭作燃料 C．用铁矿石炼铁 D．用氨制碳酸铵 题组一 煤、石油、天然气的综合利用 1．(2011·模拟)根据下图所示把煤隔绝空气加强热，下列叙述错误的是( ) A．煤发生了化学变化 B．液体 X 的 pH＞7；Y 是一种黑色黏稠状液体 C．气体 Z 易燃，可还原 CuO，也可使溴水褪色 D．横玻璃管中产生浓的白烟 2．已知天然气的主要成分——CH4 是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的 CH4 和 CO2 产生的温室效应，前者大。下面是有关天然气的几种叙述，其中正确的是(双选)( ) A．天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源 B．等质量的 CH4 和 CO2 产生的温室效应后者大 C．燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一 D．CH4 作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇 3．下列关于石油的说法不正确的是(双选)( ) A．石油主要含 C、H 两种元素 B．石油主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物 C．石油有固定的熔点 D．石油分馏得到的汽油是纯净物 4．用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的试剂是( ) A．乙醚 B．溴水 C．NaOH 溶液 D．盐酸 5．丁烷催化裂化，其碳链按两种方式断裂，生成两种烷烃和两种烯烃。若丁烷的裂解 率为 90%，且裂解后两种烯烃的质量相等，则裂解后得到的相对分子质量最小的气态烃在 混合气体中的体积分数为( ) A．11% B．19% C．40% D．50% 6．(2011·杭州质检)用石油和煤可以得到有机化工生产中需要的众多原料，例如由石油 得到的乙烯和煤得到的苯制聚苯乙烯。生产过程如下：