2024高中化学第四章第二节资源综合利用环境保护讲义含解析新人教版必修2.docVIP

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资源综合利用环境爱护

1．了解煤、石油、自然气的组成及其综合利用。

2．了解以煤、石油、自然气为原料生产合成材料。

3．了解节约能源和防止污染的重要性。

4．了解绿色化学的含义并探讨化工生产中遵循绿色化学思想的重要性。

1．煤的综合利用

(1)煤成分：有机物和无机物组成的困难混合物；含有碳、氢、氧、氮、硫等元素。

(2)煤的综合利用：干馏、液化和气化。

2．自然气的综合利用

(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．石油的综合利用

(1)石油的成分：烷烃、环烷烃和芳香烃等。

(2)石油的炼制：

分馏：利用原油中各成分沸点的不同进行分别的过程。

裂化：将碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为碳原子数较少、沸点较低的烃的过程。

裂化的目的：提高汽油的产量。

裂解：采纳比石油裂化更高的条件，使某些石油加工产品转化为碳原子数更少、沸点更低的气态烃和少量液态烃的过程，以供应有机化工原料。

重整：在加热和催化剂作用下，链状烃转化为环状烃。

4．聚合反应和高分子化合物

由相对分子质量小的化合物生成相对分子质量很大的化合物(高分子化合物)的反应叫做聚合反应。例如，合成聚乙烯的反应方程式为nCH2===CH2―→CH2CH2。

5．环境爱护

(1)工业三废是指：废气、废水、废渣。

(2)环保措施：回收利用、达标排放、研制可降解塑料。

6．绿色化学

(1)核心：利用化学原理从源头上削减和消退工业生产对环境的污染。

(2)原子经济性：反应物的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。

[新知探究]

1．煤的组成及其综合利用

(1)煤是由有机物和少量无机物组成的困难混合物。主要含有碳元素，还含有少量的氢、氧、氮、硫等。

(2)煤的干馏是指将煤在隔绝空气的条件下加强热使其分解的过程。煤干馏的主要产物有焦炭、煤焦油、粗氨水、苯、焦炉气(含H2、CH4及少量CO、CO2、C2H4、N2等)。

(3)煤的气化：将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。主要反应为C(s)＋H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高温))CO(g)＋H2(g)。

这是一个吸热反应，反应所须要的能量一般是由间歇进行的碳的燃烧来供应的。

(4)煤的液化：将煤转化成液体燃料的过程。

干脆液化：煤与氢气生成液体燃料的过程。

间接液化：煤先转化为水煤气(CO、H2)再转化为甲醇的过程。

2．自然气的综合利用

(1)自然气的主要成分是甲烷。

(2)自然气是21世纪新型清洁能源的缘由为燃烧更充分且燃烧产物是水和二氧化碳不会污染环境。

(3)目前生产甲醇的原料已逐步大规模地转向自然气，在自然气产地可将甲烷和氧气混合，在200℃和100个大气压的条件下，通过铜制管道反应制得甲醇(CH3OH)。该反应的化学方程式(反应条件可省略)为2CH4＋O22CH3OH。

3．石油的组成及其综合利用

(1)石油主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等碳氢化合物的混合物，没有固定的沸点。石油的加工包括：石油的分馏、裂化、裂解、重新调整等。

(2)石油分馏得到汽油、煤油、柴油等轻质油，石油分馏的原理是加热石油，沸点低的烃先气化，经冷凝后分别出来，随着温度的上升，较高沸点的烃再气化，经冷凝后又分别出来。

(3)通过石油分馏得到的汽油产量远远不能满意社会需求，解决这一冲突的方法是将石油进行裂化请举例说明(写出化学方程式)C12H26―→C6H14＋C6H12。

(4)石油裂化的产物还可以进一步裂解，裂解被称为深度裂化，其目的是为了获得大量的乙烯、丙烯等不饱和气体产物，作为化工原料。

(5)石油的裂化和裂解的区分和联系为①二者的原理相同，②裂解选用的温度更高，又称深度裂化。

(6)重新调整是在加热和催化剂作用下，链状烃转化为环状烃。

[名师点拨]

1．化学中“三馏”的比较

名称

干馏

蒸馏

分馏

原理

隔绝空气、高温下使物质分解

依据液态混合物中各组分沸点不同进行分别

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

化学改变

物理改变

物理改变

2.化学中“两裂”的比较

名称

定义

目的

裂化

在肯定条件下，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，特殊是提高汽油的产量

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

[对点演练]

1．下列说法中错误的是()

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以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油

C．煤是由有机物和无机物组成的困难的混合物

D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分别出来

解析：选D