专题5.2 资源综合利用 环境保护（非金属综合）讲案（含解析）复习目标：1、了解煤、石油的综合开发与利用。2、了解环境保护相关的常识，能运用化学知识对环境保护做出贡献。基础知识回顾：一、煤、石油、天然气的综合利用1、煤的综合利用煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含有C元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。（1）煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使其分解的过程。煤的干馏是一个复杂的物理、化学变化过程。煤的干馏产物a焦炉气，b煤焦油，c焦炭，d粗氨水。（2）煤的气化将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程，目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤气。化学方程式为CH2O(g)COH2。（3）煤的液化直接液化煤氢气液体燃料间接液化煤水水煤气甲醇等2、天然气的综合利用（1）天然气的主要成分是甲烷，它是一种清洁的化石燃料，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：CH4H2OCO3H2。3、石油的综合利用（1）石油的成分石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。所含元素以C、H为主，还有少量N、S、P、O等。（2）石油的分馏利用原油中各组分沸点不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程叫做分馏。分馏是物理变化过程。其主要目的是得到汽油、煤油、柴油等轻质油。（3）石油的裂化条件：催化剂催化、高温。过程：含碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子数少，沸点低的烃，裂化是化学变化过程。主要目的：将重油转化为轻油。（4）石油的裂解定义石油在更高的温度下发生深度裂化，石油中的长链烃分子断裂成以乙烯、丙烯为主的短链烃。生产目的：生产乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。【比较】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用蒸发冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物在催化剂存在的条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃在高温下，把石油产品中具有长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃或液态烃主要原料原油重油重油含直链烷烃的石油分馏产品（含石油气）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原油直接分馏，物理变化一般是C5C11的烷烃及少量的芳香烃等，性质稳定能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油裂化汽油重油裂化，化学变化含有C5C11的烷烃和烯烃，性质活泼各种工业厂气的主要成分名称来源主要成分用途高炉煤气炼铁高炉CO2、CO等燃料水煤气水煤气炉CO、H2等燃料、化工原料炼厂气石油炼制厂低级烃燃料、化工原料裂解气裂解炉“三烯二烷”石油化工原料焦炉气炼焦炉CO、H2、CH4、C2H4等燃料、化工原料天然气天然气田、油田甲烷燃料、化工原料【典型例题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()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石油分馏的各馏分均是纯净物【迁移训练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2030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中固体石蜡先熔化，试管中有少量液体凝结，试管中酸性高锰酸钾溶液褪色，实验后闻试管中液体气味，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）试管中有少量液体凝结说明了_；（3）试管中溶液褪色说明了_；（4）能否用试管中的液体萃取溴水中的溴，理由是_。（5）写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式_。（6）石油裂化的重要意义是_。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开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。“三废”的污染主要指：（1）大气污染大气污染物主要来自化石燃料燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物。（2）水污染工业废水，生活污水，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：酸雨形成原因主要是SO2和氮氧化合物。光化学烟雾主要是氮氧化合物、碳氢化合物造成的。臭氧空洞主要是氮氧化合物、氟氯烃等的排放引起的。温室效应主要是由于大气中CO2含量的不断增加造成的。白色污染聚乙烯塑料的大量使用。赤潮含磷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，限制使用含磷洗涤剂。（3）回收、限制废弃塑料，研制可降解塑料。3、绿色化学（1）原子经济原子经济要求反应物的原子全部转为期望的最终产物，原子的利用率达到100%，也就是说在化学反应中不产生任何废物。原子的利用率100%（2）绿色化学绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。绿色化学又称环境无害化学，与其相对应的技术称为绿色技术、环境友好技术。理想的绿色技术应采用具有一定转化率的高选择性化学反应来生产目的产品，不生成或很少生成副产品或废物，实现或接近废物的“零排放”过程。化学工艺过程中使用无毒无害原料、溶剂和催化剂。关于“绿色化学”的具体要求见下图：4、可持续发展可持续发展是指既满足现代人的需求又不损害后代人满足其需求的能力的发展，需要经济、社会、资源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。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。【典型例题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【迁移训练2】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考点详析：考点：化学中的STSE1、化学与环境化学对环境具有双刃剑性，化工生产本身及某些化工产品对环境有不良影响，但环境污染的预防与治理又离不开化工生产与化学产品。与化学相关的环境污染问题主要包括如下几个方面。一是大气污染问题：这是指由空气中的颗粒物、硫的氧化物(SO2、SO3)、氮的氧化物(NO、NO2等)、CO、碳氢化合物、氟氯代烃等造成的污染(其中SO2、NOx主要来源于化石类燃料的大量使用)。大气污染的具体表现主要有：形成酸雨、酸雾；臭氧层空洞；光化学烟雾；室内空气污染(指家用燃料的燃烧、烹调、吸烟产生的CO、CO2、NO、NO2、SO2等，各种建筑材料和装饰材料释放出的甲醛、苯等有机物造成的污染等，其中CO与血红蛋白作用会使血液失去输氧能力，导致CO中毒)。二是水体污染：这是指过量有害物质进入水中造成的污染。导致水体污染的物质主要有两大类，一类是重金属污染，如重金属汞、镉、铅、铬等进入水中形成的污染，这些重金属主要来自于化工、冶金、电子、电镀等排放的工业废水。另一类是植物营养物质污染：水中高浓度的N、P等植物营养物质，导致水体富营养化而形成的污染。它主要是由进入水中腐烂的含蛋白质的物质、含磷洗涤剂及大量使用的磷肥造成的。三是固体废弃物造成的污染：主要是指生活垃圾、工业废料随意堆放造成的污染，目前最引人注意的是由塑料制品造成的白色污染及废旧电池造成的重金属污染。垃圾污染范围广泛，对环境及生物的不良影响途径多样。对垃圾可采取分类回收利用、卫生填埋法、堆肥和焚烧法；使用可降解塑料，回收再利用废旧塑料制品以防止白色污染。2、化学与社会社会活动与化工生产、化学物质密切相关，规范的化学产品、合格的化工产品，有利于提高人类的生活水平，否则就会危害环境、危及人类生活。因化学物质造成的意外事故发生后，应根据泄漏物质的性质，采取相应的自救、求助措施；有毒气体泄漏时，人畜均应逆风撤离，当有毒气体密度大于空气时，人员应该向高处转移；对于Cl2、HCl等酸性气体的泄漏，消防、救护人员可采取向空中喷洒碱性溶液的方法来吸收、溶解有毒物质。常见的无机有毒气体有CO、SO2、NOx、Cl2、HX等3、化学与生活化工产品在日常生活中有着广泛的用途，本题型涉及到常见物质有：肥皂、油脂、塑料、酒精、海带等。另外，人体的健康发育与生长离不开众多的元素，其中部分元素在体内的含量若有微小变化就会对人体的健康产生较大影响，具体情况如下：（1）氟：人体必需的微量元素，是形成强硬的骨骼、坚硬的牙齿的必要元素。缺氟的人易发生龋齿；氟过量则易导致“氟骨病”和牙齿的“斑釉病”。（2）碘：碘在人体中主要存在于甲状腺内，参与甲状腺素的合成。缺碘会导致甲状腺肿大等病症，严重缺碘的孕妇，易生下患有克汀病的婴儿。补碘的最有效途径是食用加碘盐(添加了适量KIO3的食盐)及海产品。（3）钙：主要存在于骨和牙齿中。婴幼儿缺钙会导致鸡胸、佝偻病等，中老年人缺钙易导致骨质疏松。（4）铝：在人体内积累到一定程度后可导致人慢性中毒，引发老年痴呆症。（5）铁：是构成血红蛋白的主要成分。主要功能是把氧气输送到全身细胞，并将CO2排出体外，缺铁易导致缺铁性贫血。4、化学与科学“化学人类进步的关键”，本组STSE试题是以化学科学发展在人类生活质量提高、身体健康保健等方面的应用为素材进行命制的。【典型例题3】【2010天津理综，1】以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是()A发展氢能和太阳能B限制塑料制品的使用C提高原子利用率，发展绿色化学D尽管用纯液态有机物代替水作溶剂【迁移训练3】【2009广东，8】广州将于2010年承办第16界亚运会。下列措施有利于节能减排、改善环境质