第二节 资源综合利用 环境保护煤不经过加工，只能作为燃料，不仅对热的利用率低，而且煤 燃烧时还产生大量的烟尘、废渣和有毒气体，污染环境。形成：古代动植物经过上一万年的复杂变化形成的，属不可再生资源根据石油专家以往的推算 ,地球上石油只能使用 40 50年 ，煤炭还有不到100年措施：实现煤炭、石油的综合利用，提高他们的 利用率减少化石燃料燃烧所造成的环境污染一.煤的综合利用煤的成分？煤的综合利用有哪些途径，相应的产物又有哪些？煤的干馏是物理变化还是化学变化无烟煤泥煤煤炭的主要组成煤的组成无机物无机物( (少量少量) ) 无机盐等无机盐等 有机物C 元素大量H、O、N、S 等元素少量污染环境COx、NOx、 SO2 烟尘煤的组成：多种有机物和无机物所组成的复杂 混合物煤的种类5060泥煤5070褐煤7080烟煤95无烟煤含C的质量分数煤的种类无烟煤泥煤褐煤n n煤煤直接作燃料直接作燃料利用率低并污染环境利用率低并污染环境（1）煤的干馏什么是煤的干馏把煤隔绝空气加强热使它分解的过程煤的干馏产物：出炉煤气、煤焦油、焦炭干馏产馏产 品主要成分 主要用途出 炉 煤 气焦炉 气氢氢气、甲烷烷、乙烯烯 、 一氧化碳气体燃料、化工原料粗氨 水氨、铵盐铵盐氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯炸药药、染料、医药药、农农 药药、 合成材料煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚类类、萘类萘类染料、医药药、农药农药 、 合成材料沥沥青筑路材料、制碳素电电极焦炭炭冶金、合成氨造气、电电石 、燃料煤的气化在一定条件下把煤中的有机物转化为可燃性气体 的过程。主要反应是：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)高温煤的液化在一定条件下将煤转化为液体燃料直接液化煤与氢气作用生成液体燃料间接液化先转化为CO和H2，再在催化剂作用合成甲 醇CO + 2H2 CH3OH（甲醇）一定 条件二.天然气的利用天然气的主要成分是甲烷综合利用：A、燃料清洁能源B、化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物液化天然气公交车天然气灶甲烷水合物是由甲烷和水在高压（100大气压或10MPa）和低温 （010）条件下合成的一种固态结晶物质，可表示为 CH48H2O,甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。甲烷水合物多 呈白色或浅灰色晶体，外貌类似冰雪，可以象酒精块一样被点燃， 故也有人叫它“可燃冰”。甲烷水合物 :三.石油的综合利用（1）石油的组分主要有哪些？（3）石油分离的原理和方法是什么？（4）分馏与蒸馏区别是什么，是物理变化还是化学变化（5）石油分馏后馏分有哪些，每一种馏分是纯净物还是 混合物（2）石油的综合利用有哪些途径？（1）石油的组成组成元素：主要是碳、氢元素组成成分：各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物 （一般不含烯烃）石油是混合物,无固定的沸点.利用分馏的原理进行石油 的分离.石油的分馏利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程叫分馏. 原油的预处理-脱水、脱盐 石油的一次加工-分馏 设备-分馏塔.（2）石油的分馏石油分馏主要在分馏塔 中进行，通过分馏可以 获得汽油、煤油、柴油 等轻质油。有常压分馏 减压分馏两种.实验室蒸馏石油的装置 温度计蒸馏烧瓶冷凝器接受器（牛角管） 碎瓷片 25%产量提高（3）石油的催化裂化-在一定的条件下，将相对分子质量大的烃（重油或石蜡油）断裂成相对分子质量小的烃的过程叫裂化.含有不饱和烃,能使溴水褪色,不能用来萃取溴.C16H34 C8H18 + C8H16十六烷辛烷辛烯催化剂加热加压成分:目的：提高轻质油的产量和质量，获得石油裂化气。注意汽油有直馏汽油和裂化汽油两种.直馏汽油是由石油直接分 馏而得的汽油(不含烯烃)；裂化汽油是由重油经裂化而制得的汽 油(含有烯烃)。两者成分不同.原料： 石油分馏产品（重油）裂解是深度的裂化.（4）石油的裂解:为了获得更多的短链的不饱和烃（如乙烯、丙烯、 丁烯、丁二烯等），以进行三大合成 在更高的温度下，使长链烃（石油分馏产物）断裂成乙烯 、丙烯等短链烃。目的:原理：C8H18 C4H10 + C4H8 高温C4H10 C3H6 + CH4 高温C4H10 C2H6 + C2H4 高温把链状烃转化成为环状烃的过程.如:苯或甲苯等.（5）催化重整:原料：汽油加成聚合反应（即加聚反应）方法：将双键改为单键，将原来连在不饱和碳原子上的其它 原子（或原子团）写在链节的上方或下方。聚乙烯nCH2CH2 CH2CH2 n 催化剂四 化石燃料的产品三大合成材料塑料、合成 橡胶、合成纤维聚氯乙烯nCH2CH2 CH2CH2n 催化剂ClClnCH2CH2 CH2CH2n 催化剂CH3CH3 聚丙烯聚氯乙烯塑料聚乙烯塑料聚丙烯塑料聚苯乙烯塑料合成纤维聚四氟乙烯单体：CF2CF2合成材料概况：随着人类不断的文明和进步，人对天 然材料的利用已不能满足很多方面的需要 ，于是就发生了一场材料的革命人工 合成材料；合成材料的原料丰富、制造加工简单 ，性能千变万化；塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大 合成材料；黏合剂、涂料也属于合成材料。塑料塑料的主要成分是合成树脂，其中还添 加了某些特定用途的添加剂（如提高塑性 的增塑剂、防止老化的防老化剂）；有些 热塑性塑料（聚乙烯塑料），可以反复加 工，多次使用；有些热固性塑料（电木） ，一旦加工成型就不会受热熔化。常见的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲 基丙烯酸甲酯（有机玻璃）、酚醛塑料（ 电木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。合成纤维纤维天然纤维化学纤维棉花羊毛 木材 草类 合成纤维：用石油、天然气等为原 料制成的单体，再经聚合制成的纤 维（如：“六大纶”、碳纤维、光导 纤维等）人造纤维：用木材、草类的纤维经 化学加工制成。如黏胶纤维等合成橡胶橡 胶天然橡胶合成橡胶通用橡胶特种橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶聚硫橡胶硅橡胶例2：如何用化学方法检验一瓶裂化汽油里 是否含有甲苯、二甲苯等芳香烃？写出 实验步骤。取约5ml汽油，滴加溴水至溴水不褪色为止， 再加入适量NaOH溶液除去剩余Br2，分液。取 油层液体，滴加酸性KMnO4稀溶液，振荡。若 KMnO4溶液褪色，则说明含有苯的同系物（甲 苯、二甲苯）。思考与交流： 1、目前，回收利用废旧合成材料有很多途 径，请查阅资料了解有哪些途径？并试着 从环境保护和经济成本等方面作出评价。2、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑 料快餐盒，还是回收利用？请用必要资料 和数据作为论据。1、回收利用废旧合成材料主要有三种途径：一是通 过熔融再生重新作成多种有用的材料；二是采用热 裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化 工原料；三是将废旧合成材料作为燃料使用。正方观点举例： 1、生产和使用合成材料可以更加合理的开发和利用自然资 源； 2、生产和使用合成材料可以使利用太阳能变的方便、经济 和实用； 3、用合成材料替代木材、棉花、天然橡胶等，有利于生态 环境的保护。反方观点举例： 1、生产和使用合成材料等自然界原本没有的物质，超出环 境的自然消化能力，这不是科技的进步，而是异化和倒退 。 2、废旧合成材料的回收和利用并不容易，甚至有些材料的 回收再生成本大大高于制造成本，经济上考虑根本不合算 。 3、天然的东西是最好的，我们应该提倡“回归自然”的绿色 生活方式，拒绝生产和使用合成材料。1.下列物质中，有固定熔沸点的是（ ） A汽油 B煤 C苯 D煤焦油课堂练习C 2.下列说法错误的是（ ） A石油是只含有的烷烃，可以通过石油的分馏得 到汽油 B含以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油 C石油的分馏是一个化学过程 D石油裂解得到的裂解气中含不饱和的烯烃C3、1moL 某直链烷烃A可以直接裂解成1moL 气态烷烃 B 和 1moL气态烯烃 C，经测定，裂解后混合气体的密度是同温同压下氢气的 14.5倍，试回答：(1)A的式量为 ，结构简式为 .(2)B可能是 ,C可能是 .(3)如果将1moL B完全燃烧需要 2moL 氧气，则C 就是 。该烯烃发生加聚反应的化学方程式为 。 58CH3CH2CH2CH3甲烷或乙烷丙烯或乙烯丙烯nCH2=CHCH3 CH2 CH n催化剂CH3课堂练习二、环境保护与绿色化学被污染的小河乱扔导致的污染二、环境保护与绿色化学环境问题的含义保护环境工作者当前的任务： （1）对环境情况的检测（2）三废的治理（3）寻找源头治理环境的生产工艺 要较好地完成这些任务，都离不开化学知识。生态环境破坏环境污染废气（化学燃料燃烧及工厂废气） 废水（工业废水、生活废水等）废渣（工业垃圾、生活垃圾等）传统的化学工业给环境带来的污染已十分严重，目前世界每年产生的有害废物 达3亿吨4亿吨，给环境造成危害，并威 胁着人类的生存。有识之士提出了绿色化 学的号召，并立即得到了全世界的积极响 应。绿色化学的核心就是要利用化学原理 从源头减少和消除污染。绿色化学理念（防治优于治理）核心：利用化学原理从源头上减少和消除工业生 产对环境造成的污染。又称为“环境无害化学” 、“环境友好化学”、“清洁化学”。 从学科观点看：是化学基础内容的更新。（改变 反应历程） 从环境观点看：强调从源头上消除污染。（从一 开始就避免污染物的产生） 从经济观点看：它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） 热点：原子经济性反应物原子全部转化为最 终的期望产物，原子利用率为100%人类保护伞的洞臭氧层被破坏 空中死神酸雨全球变暖温室效应光化学烟雾 无形杀手居室污染环境污染的类别：1、大气污染：来自工业废气，汽车尾气，生 活废气（硫与氮的氧化物，碳氧化物，氮氢 化物，卤素化合物，放射性）催化剂催化剂催化剂汽车尾气催化转化原理2、水污染：来自工业废水、生活废水(无机物, 重金属盐类,营养物有机物, 洗涤剂, 石油)水体富营养化（N、P、K、S的化合物）（生活污水、农田排水、化肥、合成洗涤剂、 工业废水引起藻类、浮游生物暴发性繁殖 赤潮、水华）水华是淡水中的一种自然生态现象，是由于水的富营养化引起藻类 （如蓝藻 、绿藻、硅藻等）的迅猛生长，水一般呈蓝色或绿色。 淡水中“水华”造成的最大危害是：饮用水源受到威胁，藻毒素通过食物链影响人类的健康，蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏，具有促癌效应，直接威胁人类的健康和生存。赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的现象。实际上，赤潮并不一定都是红色的，它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜色。 返回水！1998摩洛哥干旱羊上树屡次经受干旱考验 的摩洛哥山羊学会了在 没有草吃的时候爬上树 吃树叶。重金属污染：如 汞、镉、铅、铬、砷猫自杀事件水俣病（汞污染）骨骼畸形变脆骨痛病（镉污染）智力发展隐性杀手铅污染3、土壤污染来自工业垃圾、生活垃圾、废水、化肥、 农药残留(Cl