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歡迎進入化學課堂 第四章化學與可持續(xù)發(fā)展 Ag Al Au Cu Fe Mg Co Mn 第二節(jié)化學與資源綜合利用 環(huán)境保護 第一課時 三廢 廢氣 廢水 廢渣 煤 石油和天然氣仍然是人類使用的主要能源 也是三種重要的化石燃料 優(yōu)點 提供能量 化工原料 缺點 不可再生 環(huán)境污染 求知課堂互動一 煤的綜合利用1 煤的組成 組成元素 主要是碳元素 還有少量的H O N P S 鹵素等 組成成分 是由多種有機物 無機物組成的復雜混合物 煤的結(jié)構(gòu)模型 無機物 少量 有機物 C元素 大量 H O N S等元素 少量 無機鹽等 污染環(huán)境 COx NOx SO2煙塵 煤的組成 1 煤的組成 煤的綜合利用 煤的干餾 煤的氣化 煤的液化 獲得潔凈的燃料和多種化工原料 物盡其用 保護環(huán)境 煤直接作燃料 利用率低并污染環(huán)境 煤的干餾實驗裝置圖 實驗裝置1 實驗裝置2 2 煤的綜合利用 1 煤的干餾 煤的干餾原理 把煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程 表4 2煤干餾的主要產(chǎn)品和用途 2 煤的氣化 將煤中的有機物及碳轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程 中熱值氣 高熱值氣 將煤轉(zhuǎn)化液體燃料的過程 分為直接液化和間接液化 3 煤的液化 如 二 石油的綜合利用1 石油的組成元素 主要是碳 氫元素 是由各種烷烴 環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物 還有水分 鹽分等雜質(zhì) 石油的主要成分 2 石油的煉制 除水脫鹽后 1 石油的分餾 利用原油中各組分的沸點不同將復雜的混合物分離成簡單混合物的過程 石油分餾示意圖 比較蒸餾 分餾 干餾 3 石油的裂化和裂解 1 裂化的目的 2 裂化的原理 石油的裂化是 在催化劑的作用下將含碳原子多的重油 烴 斷裂成碳原子較少的烴的過程 提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量 3 裂解 深度的裂化 裂解的目的 獲得乙烯 丙烯 甲烷等重要化工基本原料 乙烯的產(chǎn)量是一個國家石化水平的標志 C16H34C8H18 C8H16 催化劑 加熱 加壓 十六烷 辛烷 辛烯 C8H18C4H10 C4H8 催化劑 加熱 加壓 丁烷 丁烯 辛烷 C4H10CH4 C3H6 催化劑 加熱 加壓 甲烷 丙烯 丁烷 C4H10C2H6 C2H4 催化劑 加熱 加壓 乙烷 乙烯 丁烷 25 產(chǎn)量提高 三 天然氣的綜合利用天然氣既是一種清潔的化石燃料 更是一種重要的化工原料 作為化工原料 它主要用于合成和生產(chǎn)等 天然氣化工以含一個碳原子的甲烷為原料 通過化學變化形成含兩個或多個碳原子的其他有機化合物 實現(xiàn)天然氣的有效轉(zhuǎn)化是一項具有挑戰(zhàn)性的課題 氨 甲醇 天然氣灶 液化天然氣公交車 四 合成材料1 原料 2 合成材料基本特征 3 合成材料的合成原理 例如 乙烯合成聚乙烯 丙烯合成聚丙烯 石油 煤 天然氣 相對分子質(zhì)量很大 屬于高分子化合物 加聚 縮聚 4 聚乙烯與高分子化合物 1 聚乙烯的生成 2 高分子化合物及其特征 相對分子質(zhì)量很大 是混合物 無固定的熔沸點 加聚反應 聚合反應 由相對分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對分子質(zhì)量大的高分子的反應 此反應屬于乙烯的加成反應 所以這種聚合反應又叫加成聚合反應 簡稱加聚反應 三大合成材料 塑料 合成橡膠 合成纖維 綜合利用的意義 物盡其用 保護資源 創(chuàng)造出更多產(chǎn)品 聚丙烯 單體 CH2 CHCH3 聚苯乙烯 單體 聚甲基丙烯酸甲酯 有機玻璃 單體 酚醛塑料 單體 苯酚 甲醛 聚四氟乙烯 單體 CF2 CF2 思考與交流 1 目前 回收利用廢舊合成材料有很多途徑 請查閱資料了解有哪些途徑 并試著從環(huán)境保護和經(jīng)濟成本等方面作出評價 2 你認為應該限制生產(chǎn) 使用聚苯乙烯塑料快餐盒 還是回收利用 請用必要資料和數(shù)據(jù)作為論據(jù) 1 回收利用廢舊合成材料主要有三種途徑 一是通過熔融再生重新作成多種有用的材料 二是采用熱裂解或化學處理的方法使其分解 用于制備多種化工原料 三是將廢舊合成材料作為燃料使用 練習 石油加工的主要目的是 將石油按其成分的沸點不同加以分離將石油按飽和與不飽和烴加以分離得到碳原子數(shù)多的烴類將石油中烷烴 環(huán)烷烴和芳香烴分開 A 石油加工的主要目的是 將石油按其成分的沸點不同加以分離將石油按飽和與不飽和烴加以分離得到碳原子數(shù)多的烴類將石油中烷烴 環(huán)烷烴和芳香烴分開 用重油制取丙烯的方法是 A 減壓分餾B 干餾C 裂化D 裂解 D 用重油制取丙烯的方法是 A 減壓分餾B 干餾C 裂化D 裂解 石油裂解的目的是 提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量主要提高汽油的產(chǎn)量獲得短鏈不飽和烴改善汽油的質(zhì)量 C 石油裂解的目的是 提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量主要提高汽油的產(chǎn)量獲得短鏈不飽和烴改善汽油的質(zhì)量 第二課時 第二課時背景知識回顧1 通常所說的三廢是指 和 2 綠色食品是指的食品 白色污染是指 廢渣 廢氣 廢水 塑料垃圾 無污染 無公害 求知課堂互動一 環(huán)境保護1 在環(huán)境問題面前 化學工作者所面臨的重要問題在環(huán)境問題日益突出的今天 化學工作者所面臨的重要任務是對的檢測 的治理 尋找從源頭上治理的生產(chǎn)工藝 2 化學在三廢治理過程中的重要作用 環(huán)境情況 三廢 環(huán)境污染 二 環(huán)境保護與綠色化學 1 環(huán)境 主要是指人類的生存環(huán)境 2 環(huán)境問題 主要是指由于人類不合理開發(fā)和利用自然資源而造成生態(tài)環(huán)境的破壞 以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染問題 3 環(huán)境污染 人類排放的污染物質(zhì)超過了環(huán)境的自凈能力 引起環(huán)境質(zhì)量發(fā)生不良變化從而危害人類健康和生存的現(xiàn)象 因此 要隨時進行環(huán)境監(jiān)測 如 水華 赤潮 酸雨 光化學煙霧 環(huán)境污染的分類 按環(huán)境要素 分大氣污染 水體污染 土壤污染 按人類活動分 工業(yè)環(huán)境污染 城市環(huán)境污染 農(nóng)業(yè)環(huán)境污染 按造成污染的性質(zhì) 來源分 化學污染 生物污染 物理污染 噪聲 放射性 熱 電磁波等 固體廢物污染 能源污染 思考與交流 1 硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì) 工業(yè)上常利用它們與一些廉價易得的化學物質(zhì)發(fā)生反應加以控制 消除或回收利用 請舉例說明這些方法的化學反應原理和類型 酸雨是指PH 5 6的酸性降水 其主要成分是硫酸和硝酸 屬于嚴重的大氣污染現(xiàn)象 會區(qū)域性或隨風漂移形成對土壤肥力 森林 水生動植物和建筑物等的大范圍危害 酸雨主要是由化石燃料的燃燒 金屬礦物的冶煉 生產(chǎn)和使用硫酸 硝酸的工廠等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的 水華是淡水中的一種自然生態(tài)現(xiàn)象 是由于水的富營養(yǎng)化引起藻類 如藍藻 綠藻 硅藻等 的迅猛生長 水一般呈藍色或綠色 淡水中 水華 造成的最大危害是 飲用水源受到威脅 藻毒素通過食物鏈影響人類的健康 藍藻 水華 的次生代謝產(chǎn)物MCRST能損害肝臟 具有促癌效應 直接威脅人類的健康和生存 赤潮是由于海水中浮游藻類 原生動物或細菌異常增殖或聚集而引起海水變色的現(xiàn)象 實際上 赤潮并不一定都是紅色的 它可因引發(fā)赤潮的生物種類和數(shù)量不同而呈現(xiàn)出不同顏色 返回 綠色化學理念 防治優(yōu)于治理 核心 利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境造成的污染 又稱為 環(huán)境無害化學 環(huán)境友好化學 清潔化學 從學科觀點看 是化學基礎內(nèi)容的更新 改變反應歷程 從環(huán)境觀點看 強調(diào)從源頭上消除污染 從一開始就避免污染物的產(chǎn)生 從經(jīng)濟觀點看 它提倡合理利用資源和能源 降低生產(chǎn)成本 盡可能提高原子利用率 熱點 原子經(jīng)濟性 反應物原子全部轉(zhuǎn)化為最終的期望產(chǎn)物 原子利用率為100 原子利用率 25 4 原子利用率 100 綠色化學對于化學反應提出了 原子經(jīng)濟性 原子節(jié)約 的新概念及要求 理想的原子經(jīng)濟性反應是原料分子中的原子全部轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)物 不產(chǎn)生副產(chǎn)物 實現(xiàn)零排放 下列幾種生產(chǎn)乙苯的方法中 原子經(jīng)濟性最好的是 反應均在一定條件下進行 H2 C 某工廠利用銅屑制硝酸銅 你認為可以用哪些方法 哪種最好 利用銅屑制硝酸銅可以采用以下三種方法 銅與濃硝酸反應 銅與稀硝酸反應 銅與氧氣反應后 再與硝酸反應 從原子經(jīng)濟性的角度考慮 從最大限度地減少廢物的排放的角度考慮 采用銅與氧氣反應后 再與硝酸反應的方法是最好的 汽車尾氣 含有烴類 CO SO2與NO等物質(zhì) 是城市空氣的污染源 治理的方法之一是在汽車的排氣管上裝一個 催化轉(zhuǎn)換器 用鉑 鈀合金作催化劑 它的特點是使CO與NO反應 生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體 并促使烴類充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化 1 寫出一氧化碳與一氧化氮反應的化學方程式 2 催化轉(zhuǎn)換器 的缺點是在一定程度上提高空氣的酸度 其原因是 SO2轉(zhuǎn)化為SO3 產(chǎn)生硫酸酸霧 3 控制城市空氣污染源的方法可以有 多選扣分 a開發(fā)氫能源b使用電動車c植樹造林d戴上呼吸面具 ab 同學們 來學校和回家的路上要注意安全 同學們 來學校和回家的路上要注意安全