第四章 化学与自然资源的开发利用,第二节 资源综合利用 环境保护,第1课时,当前地球正面临的严重问题：,化石能源越来越少 环境问题越来越严重 保护环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,三废:,废气、废水、废渣,煤、石油和天然气仍然是人类使用的主要能源，也是三种重要的化石燃料,优点: 提供能量、化工原料,缺点: 不可再生、环境污染,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,一、煤的综合利用 1、煤的组成,组成元素:主要是碳元素；（还有少量的H、O、N、P、S、卤素等） 组成成分：是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物。,煤的结构模型,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,无机物(少量),有机物,C 元素大量,H、O、N、S 等元素 少量,无机盐等,污染环境,COx、NOx、 SO2 烟尘,煤的组成,1、煤的组成,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,煤的综合利用,煤的干馏,煤的气化,煤的液化,获得洁净的燃料和多种化工原料物尽其用，保护环境,煤直接作燃料利用率低并污染环境,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,煤的干馏实验装置图,实验装置1,实验装置2,2、煤的综合利用 （1）煤的干馏 煤的干馏原理： 把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,煤干馏的产物有哪些？,将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，叫做煤的干馏。,焦炉煤气、煤焦油、焦炭,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,表4-2 煤干馏的主要产品和用途,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,（2）煤的气化：,将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。,水 煤 气,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,在一定条件下将煤转化液体燃料的过程。 分为直接液化和间接液化。,（3）煤的液化：,如：,直接液化,间接液化,煤与氢气作用生成液体燃料,先转化为CO和H2，再在催化剂作用下 合成甲醇,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,二、石油的综合利用 1、石油的组成元素:,主要是碳、氢元素,是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。（还有水分、盐分等杂质）,石油的主要成分：,2、石油的炼制(除水脱盐后),从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,结合P96图46思考：石油分馏的产品有哪些及其用途？,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,石油分馏示意图,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,（）石油的分馏： 利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。,石油的常压蒸馏产品：,重油的减压蒸馏产品：,燃料油、柴油、润滑油、石蜡、沥青,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,比较蒸馏、分馏、干馏,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,（）石油的催化裂化,在催化剂作用下，将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油等。,裂化的目的：,提高轻质液体燃料的产量。,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,（）石油的裂解（深度的裂化）,用比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少的气态烃分子和少量的液态，获取有机化工原料，如乙烯等,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,裂解的目的： 获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。,乙烯的产量是一个国家石化水平的标志,C16H34 C8H18 + C8H16,催化剂,加热、加压,十六烷,辛烷,辛烯,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,C8H18 C4H10 + C4H8,催化剂,加热、加压,丁烷,丁烯,辛烷,C4H10 CH4 + C3H6,催化剂,加热、加压,甲烷,丙烯,丁烷,C4H10 C2H6 + C2H4,催化剂,加热、加压,乙烷,乙烯,丁烷,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,（）石油的催化重整：,在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，如苯,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,除去原油中的盐和水，减少能耗及对设备的腐蚀。,利用加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物。,石油气，汽油，煤油，柴油，石蜡油、润滑油、重油等。,轻质液体燃料（裂化汽油）,在一定条件下使用催化剂并加热，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。,采用比裂化更高的温度，使其中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子,乙烯、丙烯、丁二烯等（有机化工的原料）,重油,原油,原油,燃料油、润滑油,石油炼制,在加热和催化剂作用下，对直链烷烃的结构进行重新调整，使其转化成带支链的烷烃或环状烃。,燃料油、润滑油,苯的同系物及其它芳香烃,注： 石油的分馏是物理变化，催化裂化、裂解、催化重整是化学变化。,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,阅读教材P96资料卡片甲烷水合物。,用途： （1）化石燃料 （2）化工原料：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物 （3）可燃冰CH4nH2O,三、天然气的综合利用,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,天然气灶,液化天然气公交车,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,俄天然气管道通向中国,德国天然气汽车,从煤、石油和天然气中获得基本化工原料,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、天然气,相对分子质量很大，属于高分子化合物,加聚、缩聚,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,4、聚乙烯与高分子化合物,（1）聚乙烯的生成,（2）高分子化合物及其特征,相对分子质量很大,是混合物,无固定的熔沸点。,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,CH2=CH2,CH2CH2,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,加聚反应,聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。 此反应属于乙烯的加成反应，所以这种聚合反应又叫加成聚合反应，简称加聚反应。,三大合成材料:,塑料、合成橡胶、合成纤维,综合利用的意义：物尽其用、保护资源， 创造出更多产品,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,聚丙烯：,单体：,CH2CHCH3,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,聚苯乙烯,单体：,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃）,单体：,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,酚醛塑料,单体：,苯酚、甲醛,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,聚四氟乙烯,单体：,CF2CF2,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,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。,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,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。,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,科学视野：壁虎的脚与胶黏剂,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,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。,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,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。,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,随堂练习,A,1、石油加工的主要目的是（ ） A.将石油按其成分的沸点不同加以分离 B.将石油按饱和与不饱和烃加以分离 C.得到碳原子数多的烃类 D.将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,2、用重油制取丙烯的方法是（ ） A.减压分馏 B.干馏 C.裂化 D.裂解,D,3、石油裂解的目的是（ ） A.提高轻质液体燃料的产量 B.主要提高汽油的产量 C.获得短链不饱和烃 D.改善汽油的质量,C,以煤、石油和天然气为原料生产合成材料,