421资源的综合利用导学案 第1课时.docx

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421资源的综合利用导学案第1课时

4.21资源的综合利用导学案

（第1课时）

【教学目标】

了解煤、石油和天然气的组成及其综合利用

了解环境污染的几种类型、危害及其防治

了解绿色化学的含义

【教学重点、难点】

重点：

煤、石油和天然气的组成及其综合利用

难点：

煤、石油和天然气的组成及其综合利用

【新课引入】

【自主学习】

一、　煤、石油、天然气的综合利用

1.从煤、石油和天然气中获得基本化工原料

（1）煤的组成和加工

①煤的组成

②煤的加工方法及产品（煤的三化）

（2）天然气的组成和利用

（3）石油的组成和加工

2.以煤、石油、天然气为原料生产合成材料

（1）三大合成材料：

这三大合成材料，主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。

（2）四个基本概念

（3）乙烯的加聚反应

nCH2===CH2

CH2—CH2

1.海水

（1）煤中含有苯等芳香烃，通过煤的干馏可以得到粗苯，对吗？

（2）煤的气化、液化同水的汽化、液化一样，均属于物理变化，对吗？

二、环境保护与绿色化学

1.环境问题

定义：

是指由于人类不合理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环境污染。

2．环境污染的来源

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

核心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，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。

【课堂深化】

1．化学“三馏”的比较

干馏

蒸馏

分馏

原理

隔绝空气、高温下使物质分解

根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离

与蒸馏原理相同

产物

产物为混合物

产物为单一组分的纯净物

产物为沸点相近的各组分组成的混合物

反应类型

化学变化

物理变化

物理变化

2．化学“两裂”

名称

定义

目的

裂化

在一定条件下，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

提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量

裂解

在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃

获得短链不饱和烃

3.化学“六气”的主要成分

（1）汽油指含有5～11个碳原子的烃的混合物，裂化汽油与直馏汽油不同，裂化汽油中含不饱和烃，能使溴的四氯化碳溶液褪色，而直馏汽油不能。

（2）裂解气主要含乙烯、丙烯、丁二烯等短链气态烃，而液化石油气是石油常压分馏的产物，主要含丙烷、丙烯、丁烷、丁烯及少量戊烷、戊烯和含硫化合物。

（1）石油裂化的主要反应（热裂化和催化裂化）

C16H34

C8H18＋C8H16

十六烷辛烷辛烯

C8H18

C4H10＋C4H8

辛烷丁烷丁烯

（2）石油裂解的目的是获得短链不饱和烃，特别是乙烯，主要产物有乙烯、丙烯、甲烷、乙烷等，其反应：

C4H10

CH4＋C3H6

丁烷甲烷丙烯

C4H10

C2H4＋C2H6

丁烷乙烯乙烷

4．环境问题

环境问题

主要污染物

主要危害

温室效应

CO2

造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等

酸雨

SO2、NOx

土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等

臭氧层破坏

氟氯代烷、NOx

到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害

光化学烟雾

碳氢化合物、NOx

刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡

白色污染

废弃塑料制品

①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产

②混入生活垃圾中难处理、难回收

赤潮和水华

废水中含N、P元素的营养物质

使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水质恶化

5.绿色化学

（1）含义：

“绿色化学”可以诠释为环境友好化学，它的核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。

它研究对环境没有任何副作用的化学试剂、化学制品和化学工艺。

（2）原子经济的含义：

原子经济要求反应物的原子全部转变成期望的最终产物，原子利用率达到100%，也就是说在化学反应过程中不产生任何废物。

化学反应的原子经济好坏用原子利用率来衡量。

原子利用率＝

×100%

（1）空气质量日报报道的空气污染物主要有CO、SO2、NOx及可吸入性固体颗粒。

（2）酸雨、臭氧层破坏、光化学烟雾均与NOx有关。

（3）绿色化学提出的目标和任务不是被动地治理环境污染，而是主动地防止环境污染。

只有从根本上切断污染源，才能真正做到保护环境。

6.加聚反应

1．加聚反应的特点

2．加聚反应的类型

（1）单烯烃的加聚

单体中只含有1个不饱和键时，断开双键，断裂原子与其他分子中的断裂原子相结合，依次重复，形成高聚物。

如丙烯的聚合

：

（2）二烯烃的加聚

当单体中存在两个不饱和键时，断裂原子与其他分子中的断裂原子相结合，而内部其他的断裂原子再结合生成不饱和键，如1,3丁二烯的聚合：

nCH2===CH—CH===CH2

CH2—CH===CH—CH2。

（3）几种单体间的共聚

如nCH2===CH2＋nCH2===CHCH3

nCH2===CH2＋nCH2===CHCH3

（1）链节与单体的组成元素相同，但结构不同；单体是一种物质，而链节不是物质，不能单独存在。

（2）一定注意加聚时只是碳碳双键反应，写聚合物时原来的主链不一定是链节的主链，如聚丙烯不能写成CH3CHCH2，应该是

，原来在主链中的—CH3变为了支链。

【巩固深化】

1．[2016·湛江四中月考]下列关于化石燃料的说法错误的是（　　）

A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油

B．含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油

C．煤是由有机化合物和无机物组成的复杂的混合物

D．煤中含有苯和甲苯，可以用分馏的方法把它们从煤中分离出来

2．煤、石油、天然气在日常生活和国民经济中占有极为重要的地位，下列说法正确的是（　　）

A．汽油都是石油的分馏产品，乙烯是石油裂化产品

B．1mol煤干馏所得的焦炭，最多可获得合成氨所需的1molH2

C．我国西气东输只是为了改善上海等地空气质量

D．石油裂解产品丙烯合成高分子聚合物，其原子利用率为100%

3．某高分子化合物的部分结构如下：

下列说法中不正确的是（　　）

A．聚合物的链节是

B．聚合物的分子式为（C2H2Cl2）n

C．聚合物的单体是CHCl===CHCl

D．若n为聚合度，则该聚合物的相对分子质量为97n

4．PM2.5是指大气中直径小于等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。

部分城市已将PM2.5列入空气质量播报指标。

下列有关说法中不正确的是（　　）

A．空气中PM2.5含量较高时，容易引起呼吸系统疾病

B．国家应该大力开发和使用太阳能、风能、天然气等可再生能源来降低环境污染

C．PM2.5的颗粒在空气中不能形成气溶胶

D．研制开发燃料电池汽车，减少机动车尾气排放，在某种程度上可以减少空气中PM2.5含量

5．下列对合成材料的认识不正确的是（　　）

A．有机高分子化合物称为聚合物或高聚物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得的

C．聚乙烯（CH2—CH2）是由乙烯加聚生成的纯净物

D．高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类

6．“绿色化学实验”已走进课堂，下列做法符合“绿色化学”的是（　　）

①实验室收集氨气采用图1所示装置

②实验室中做氯气与钠的反应实验时采用图2所示装置

③实验室中用玻璃棒分别蘸取浓盐酸和浓氨水做氨气与酸生成铵盐的实验

④实验室中采用图3所示装置进行铜与稀硝酸的反应

A．②③④B．①②③

C．①②④D．①③④

7．下图是某煤发电厂处理废气的装置示意图。

下列说法错误的是（　　）

A．使用此废气处理装置可减少酸雨的形成

B．装置内发生的反应有化合、分解、置换和氧化还原反应

C．整个过程的反应可表示为2SO2＋2CaCO3＋O2===2CaSO4＋2CO2

D．可用酸性高锰酸钾溶液检验废气处理是否达标

8．煤的气化是煤高效、洁净利用的途径之一。

如右图所示为加热某地煤样所得的煤气组成及其体积分数随温度变化的曲线图。

由图可知该煤气中（　　）

A．只含有碳、氢两种元素

B．所含的有机物是CH4、CnHm

C．CO体积分数大于CH4体积分数

D．低温有助于提高H2的含量

9．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20～30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，装置如图所示（部分夹持装置已略）。

实验过程中可观察到烧瓶Ⅰ中固体石蜡先熔化，试管Ⅱ中有少量液体凝结，试管Ⅲ中酸性KMnO4溶液褪色，实验后试管Ⅱ中液体具有汽油的气味。

（1）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Ⅱ中少量液体凝结说明了________________________。

（3）试管Ⅲ中溶液褪色说明了____________________________。

（4）能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴？

________（填“能”或“不能”），理由是_____________________________________。

（5）石油裂化的重要意义是_____________________________。

10．煤是一种常用的燃料，但由于煤燃烧产生的废气中含有的SO2、NO2和NO等多种有害气体和烟尘会对环境造成污染，因此需要对煤进行加工后再燃烧，或将废气净化后再排放。

（1）将煤直接进行燃烧，造成环境污染的主要表现之一是形成硝酸型酸雨。

①有关物质转化为硝酸的反应中，原子利用率为100%的反应方程式为__________________________________________________。

②以下是对硝酸型酸雨的评价，其中正确的是________（填序号）。

a．能杀死水中的浮游生物，减少鱼类食物来源，破坏水生生态系统

b．对电线、铁轨、桥梁、房屋等均会造成严重损害

c．破坏臭氧层

d．硝酸与土壤中的矿物质发生作用转化为硝酸盐，为植物提供氮肥

（2）如图所示是对煤燃烧产生的废气进行常温脱硫处理的基本流程示意图，试写出在废气脱硫并形成副产物的过程中所发生的主要化学反应的化学方程式________________________________。

（3）脱硫以后，在废气中含量明显增加的不良气体是________（写物质名称），它对环境的负面影响是________________。

（4）检验脱硫后废气中是否含有SO2的简单方法是________________________________________________。