第2节 资源综合利用 环境保护
1.认识煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义。
2.了解煤的干馏和干馏产品的应用以及煤的气化和液化的基本原理。 3.了解石油的分馏、裂化和裂解的基本原理。
4.以聚乙烯为例,掌握加聚反应的特点及其化学方程式的书写。
5.认识化学在环境保护中的作用，树立绿色化学的理念,并了解原子利用率的概念。
一、从煤、石油和天然气中获得基本化工原料
1.煤的组成
煤是由和少量无机物组成的复杂混合物,其组成以元素为主,还含有少量的氢、氧、、等元素。
2.煤的加工方法及产品 (1)干馏
定义:煤的干馏是指将煤加强热使之分解的过程,工业上也叫煤的焦化。
产品:焦炭、煤焦油和出炉煤气,其中出炉煤气包括、粗氨水、粗苯。 (2)气化
定义:煤的气化是指将煤转化为的过程。
主要反应:。 (3)液化
直接液化: 煤与作用生成液体燃料。
间接液化: 煤先转化为,再在催化剂作用下合成 等。
3.天然气的主要成分是,是一种清洁的燃料,化工生产中可用于合成和生产等。 4.石油的组成和加工
(1)组成:石油是由多种组成的混合物。 (2)石油的加工
①分馏:利用原油中各组分 的不同进行分离的过程。
②裂化:将含碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子数较少、沸点较低的烃的过程。通过裂化,重油可转变为。
③裂解:就是深度裂化,通过裂解可得到等重要化工基本原料。 ④重整:在加热和催化剂作用下,通过结构的重新调整,使链状烃转化为。 思考：矿物油与植物油的成分有什么区别?
二、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
1.三大合成材料:、和都是以煤、石油和天然气为原料生产的。 2.四个基本概念
(1)加聚反应:利用加成反应,使小分子化合物聚合成高分子化合物的反应。
(2)单体:聚合成高分子化合物的小分子称为单体,如聚乙烯的单体为。 (3)链节:高分子化合物中的重复结构单元称为链节,如聚乙烯的链节为。
(4)聚合度:聚合度是指高分子化合物中所含的数目,如聚乙烯的聚合度为。
3.乙烯发生加聚反应的化学方程式为 。 三、环境保护与绿色化学
1.环境问题是指由于人类 地开发和利用自然资源而造成的破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的 污染。
2.环境污染主要来自化石燃料的燃烧和工业三废:即、、的任意排放。
3.绿色化学的核心是利用化学原理从上减少 工业生产对环境的污染。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,原子的利用率为。
4.六大环境问题
小结：思维导图构建
探究:加聚反应
氯乙烯()和苯乙烯()都是重要的化工原料,请回答下列问题:
(1)分别写出氯乙烯、苯乙烯发生加聚反应的化学方程式: 、
。
(2)聚氯乙烯的单体是 链节为 聚合度为 (3)下列有关说法不正确的是 (填字母)。 A.氯乙烯、苯乙烯分子中都含有碳碳双键 B.聚氯乙烯、聚苯乙烯都能使溴水褪色 C.聚氯乙烯、聚苯乙烯都属于高分子化合物 D.氯乙烯、苯乙烯都属于烃
思考：1.加聚反应的产物属于纯净物还是混合物?
2.乙烯和聚乙烯相比,含碳量是否相同?化学性质是否相同?
1.下列说法中错误的是( )。 ．．
A.煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物 B.为使煤变成清洁能源,可将煤进行气化和液化
C.煤的组成以碳元素为主,还含有少量的H、N、S、O等元素
D.煤中主要含苯和甲苯,可以用先干馏后分馏的方法把苯和甲苯从煤中分离出来 2.下列有关石油和煤的利用叙述不正确的是( )。 ．．．
A.煤的干馏是将煤隔绝空气在高温条件下使之分解,得到焦炭、煤焦油等物质的过程 B.煤的液化是将煤转化为甲醇、乙醇等液态物质的过程
C.煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变化过程 D.石油通过裂化,可以获得碳原子数较少的轻质油 3.下列关于石油组成的叙述中正确的是( )。
A.石油主要含碳、氢两种元素,是多种烃的混合物 B.石油裂解得到的汽油是纯净物
C.石油通过分馏可以得到甲烷、乙烯、丙烯 D.石油通过裂化可将链状烃转化为环状烃
4.聚丙烯酸乙酯是一种新技术材料,能有效减少土壤水分的损失,请回答下列问题:
(1)合成聚丙烯酸乙酯的单体是 。
(2)丙烯酸与乙醇发生反应的化学方程式为 ,该反应的反应类型是 。
(3)丙烯酸在一定条件下也能发生加聚反应,写出该反应的化学方程式: 。 5.环境污染问题越来越受到人们的关注,造成环境污染的主要原因大多是由于人类生产活动中过度排放的有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是( )。 ．．．
A.温室效应——二氧化碳 B.光化学污染——二氧化氮 C.酸雨——二氧化碳 D.臭氧层破坏——氟氯烃 6.“绿色商品”是对环境无污染的商品,下列商品不能称为“绿色商品”的是( )。 ．．
A.无铅汽油 B.无磷洗涤剂 C.无氟冰箱 D.无碘食盐
7.绿色化学实验是指在绿色化学的思想指导下,对常规实验进行改革而形成的实验新方法。下列符合绿色化学实验操作的是( )。
A.将一氧化碳还原氧化铜的尾气直接排入空气中 B.将锌和稀硫酸反应后的废液直接倒入下水道中 C.将跟氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全 D.将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分离
8.以下是与绿色化学、环境保护和人类健康息息相关的三个主题,请根据已知信息回答下列问题: (1)下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是 (填字母)。
A.
+HCl
CH3CH2Cl CH3CH2Cl+H2O CH3CH2Cl+HCl +H2
CH3CH2Cl
B.CH3CH2
OH+HClC.CH3CH3+Cl
2D.
(2)某饮用水厂从天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图如下
:
活性炭的作用是 ;O3消毒的优点是 。
答案
知识体系梳理
①有机物 ②碳 ③氮 ④硫 ⑤隔绝空气 ⑥焦炉气 ⑦煤焦油 ⑧可燃性气体 ⑨C(s)+H2O(g)氢气
状烃
一氧化碳和氢气
塑料
合成橡胶
甲醇
甲烷
氨
乙烯
甲醇
碳氢化合物
沸点
汽油
CO(g)+H2(g) ⑩
环
乙烯、丙烯、甲烷
合成纤维
—CH2—CH2—
链节
n
基础学习交流 1.分馏。
2.属于;加聚反应的实质是分子自身发生加成反应。
3.矿物油的主要成分属于烃类物质,植物油的主要成分属于酯类物质。 重点难点探究 互动探究
(1)
;
n
(2)BD 探究拓展
1.混合物,因为产物中有多种n值不同的高分子,所以是混合物。
2.含碳量相同;化学性质不同,乙烯分子中含有碳碳双键,聚乙烯分子中无碳碳双键。 基础智能检测 1.D 2.C 3.A 全新视角拓展 4.(1)(2) (3)
+C2H5
OH
+H2O;酯化反应(或取代反应)
第2节 资源综合利用 环境保护
1.认识煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义。
2.了解煤的干馏和干馏产品的应用以及煤的气化和液化的基本原理。 3.了解石油的分馏、裂化和裂解的基本原理。
4.以聚乙烯为例,掌握加聚反应的特点及其化学方程式的书写。
5.认识化学在环境保护中的作用，树立绿色化学的理念,并了解原子利用率的概念。
一、从煤、石油和天然气中获得基本化工原料
1.煤的组成
煤是由和少量无机物组成的复杂混合物,其组成以元素为主,还含有少量的氢、氧、、等元素。
2.煤的加工方法及产品 (1)干馏
定义:煤的干馏是指将煤加强热使之分解的过程,工业上也叫煤的焦化。
产品:焦炭、煤焦油和出炉煤气,其中出炉煤气包括、粗氨水、粗苯。 (2)气化
定义:煤的气化是指将煤转化为的过程。
主要反应:。 (3)液化
直接液化: 煤与作用生成液体燃料。
间接液化: 煤先转化为,再在催化剂作用下合成 等。
3.天然气的主要成分是,是一种清洁的燃料,化工生产中可用于合成和生产等。 4.石油的组成和加工
(1)组成:石油是由多种组成的混合物。 (2)石油的加工
①分馏:利用原油中各组分 的不同进行分离的过程。
②裂化:将含碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子数较少、沸点较低的烃的过程。通过裂化,重油可转变为。
③裂解:就是深度裂化,通过裂解可得到等重要化工基本原料。 ④重整:在加热和催化剂作用下,通过结构的重新调整,使链状烃转化为。 思考：矿物油与植物油的成分有什么区别?
二、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
1.三大合成材料:、和都是以煤、石油和天然气为原料生产的。 2.四个基本概念
(1)加聚反应:利用加成反应,使小分子化合物聚合成高分子化合物的反应。
(2)单体:聚合成高分子化合物的小分子称为单体,如聚乙烯的单体为。 (3)链节:高分子化合物中的重复结构单元称为链节,如聚乙烯的链节为。
(4)聚合度:聚合度是指高分子化合物中所含的数目,如聚乙烯的聚合度为。
3.乙烯发生加聚反应的化学方程式为 。 三、环境保护与绿色化学
1.环境问题是指由于人类 地开发和利用自然资源而造成的破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的 污染。
2.环境污染主要来自化石燃料的燃烧和工业三废:即、、的任意排放。
3.绿色化学的核心是利用化学原理从上减少 工业生产对环境的污染。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,原子的利用率为。
4.六大环境问题
小结：思维导图构建
探究:加聚反应
氯乙烯()和苯乙烯()都是重要的化工原料,请回答下列问题:
(1)分别写出氯乙烯、苯乙烯发生加聚反应的化学方程式: 、
。
(2)聚氯乙烯的单体是 链节为 聚合度为 (3)下列有关说法不正确的是 (填字母)。 A.氯乙烯、苯乙烯分子中都含有碳碳双键 B.聚氯乙烯、聚苯乙烯都能使溴水褪色 C.聚氯乙烯、聚苯乙烯都属于高分子化合物 D.氯乙烯、苯乙烯都属于烃
思考：1.加聚反应的产物属于纯净物还是混合物?
2.乙烯和聚乙烯相比,含碳量是否相同?化学性质是否相同?
1.下列说法中错误的是( )。 ．．
A.煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物 B.为使煤变成清洁能源,可将煤进行气化和液化
C.煤的组成以碳元素为主,还含有少量的H、N、S、O等元素
D.煤中主要含苯和甲苯,可以用先干馏后分馏的方法把苯和甲苯从煤中分离出来 2.下列有关石油和煤的利用叙述不正确的是( )。 ．．．
A.煤的干馏是将煤隔绝空气在高温条件下使之分解,得到焦炭、煤焦油等物质的过程 B.煤的液化是将煤转化为甲醇、乙醇等液态物质的过程
C.煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变化过程 D.石油通过裂化,可以获得碳原子数较少的轻质油 3.下列关于石油组成的叙述中正确的是( )。
A.石油主要含碳、氢两种元素,是多种烃的混合物 B.石油裂解得到的汽油是纯净物
C.石油通过分馏可以得到甲烷、乙烯、丙烯 D.石油通过裂化可将链状烃转化为环状烃
4.聚丙烯酸乙酯是一种新技术材料,能有效减少土壤水分的损失,请回答下列问题:
(1)合成聚丙烯酸乙酯的单体是 。
(2)丙烯酸与乙醇发生反应的化学方程式为 ,该反应的反应类型是 。
(3)丙烯酸在一定条件下也能发生加聚反应,写出该反应的化学方程式: 。 5.环境污染问题越来越受到人们的关注,造成环境污染的主要原因大多是由于人类生产活动中过度排放的有关物质引起的。下列环境问题与所对应的物质不相关的是( )。 ．．．
A.温室效应——二氧化碳 B.光化学污染——二氧化氮 C.酸雨——二氧化碳 D.臭氧层破坏——氟氯烃 6.“绿色商品”是对环境无污染的商品,下列商品不能称为“绿色商品”的是( )。 ．．
A.无铅汽油 B.无磷洗涤剂 C.无氟冰箱 D.无碘食盐
7.绿色化学实验是指在绿色化学的思想指导下,对常规实验进行改革而形成的实验新方法。下列符合绿色化学实验操作的是( )。
A.将一氧化碳还原氧化铜的尾气直接排入空气中 B.将锌和稀硫酸反应后的废液直接倒入下水道中 C.将跟氧气反应后剩余的硫黄放在空气中燃烧完全 D.将氯酸钾和二氧化锰共热后的残余物回收分离
8.以下是与绿色化学、环境保护和人类健康息息相关的三个主题,请根据已知信息回答下列问题: (1)下列制备氯乙烷的反应中原子经济性最高的是 (填字母)。
A.
+HCl
CH3CH2Cl CH3CH2Cl+H2O CH3CH2Cl+HCl +H2
CH3CH2Cl
B.CH3CH2
OH+HClC.CH3CH3+Cl
2D.
(2)某饮用水厂从天然水制备纯净水(去离子水)的工艺流程示意图如下
:
活性炭的作用是 ;O3消毒的优点是 。
答案
知识体系梳理
①有机物 ②碳 ③氮 ④硫 ⑤隔绝空气 ⑥焦炉气 ⑦煤焦油 ⑧可燃性气体 ⑨C(s)+H2O(g)氢气
状烃
一氧化碳和氢气
塑料
合成橡胶
甲醇
甲烷
氨
乙烯
甲醇
碳氢化合物
沸点
汽油
CO(g)+H2(g) ⑩
环
乙烯、丙烯、甲烷
合成纤维
—CH2—CH2—
链节
n
基础学习交流 1.分馏。
2.属于;加聚反应的实质是分子自身发生加成反应。
3.矿物油的主要成分属于烃类物质,植物油的主要成分属于酯类物质。 重点难点探究 互动探究
(1)
;
n
(2)BD 探究拓展
1.混合物,因为产物中有多种n值不同的高分子,所以是混合物。
2.含碳量相同;化学性质不同,乙烯分子中含有碳碳双键,聚乙烯分子中无碳碳双键。 基础智能检测 1.D 2.C 3.A 全新视角拓展 4.(1)(2) (3)
+C2H5
OH
+H2O;酯化反应(或取代反应)