1、第二节 资源综合利用 环境保护,第四章 化学与可持续发展,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(少量),无机盐等,有机物,C 元素大量,H、O、
2、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,煤直接作燃料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,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。,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,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,甲烷水合物是由甲烷
3、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
4、）,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.,成分:,目的：,提高轻质油的产量和质量，
5、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：,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。,四 化
6、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,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）
7、，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,合成橡胶,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
8、，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
9、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,C,3、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 ，
10、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 。,58,CH3CH2CH2CH3,甲烷或乙烷,丙烯或乙烯,丙烯,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
11、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
12、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
13、、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
14、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,P,S)、放射物质残留,4、噪声污染 5、辐射污染,6、食品污染：,2月02日：国际湿地日3月22日：世界水日4月22日：地球日5月31日：世界无烟日6月05日：世界环境日6月17日：世界防治荒漠化和干旱日7月11日：世界人口日9月16日：国际保护臭氧层日10月4日：世界动物日10月16日：世界粮食日12月29日：国际生物多样性日,世 界 环 境 日,把保护生态环境看成自己的神圣使命，正成为世界上越来越多人的共识。请看 -,太阳能汽车,绿色化学,绿色化学的核心内容之二：5R原则 Reduction“减量” Reuse“重复使用” Recycling“回收” Regeneration“再生” Rejection “拒用”,原子经济性反应 高选择性反应,绿色化学应用于科学研究,1,2,3,4,5,6,7,化学与可持续发展,综合利用自然资源,环境保护,保护环境 从我做起,
