2018-2019學年高中化學 第四章 化學與自然資源的開發(fā)利用 第二節(jié)《資源綜合利用 環(huán)境保護》知識點歸納及典例解析 新人教版必修2.doc

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第二節(jié)《資源綜合利用 環(huán)境保護》 [目標導(dǎo)航]　1.了解煤、石油、天然氣的組成及其綜合利用。2.通過簡單實例，了解常見高分子材料的合成，能舉例說明高分子材料在生產(chǎn)、生活、科技等領(lǐng)域中的應(yīng)用及發(fā)展。3.認識化學對環(huán)境保護的意義。4.了解綠色化學的含義，知道在化工生產(chǎn)中遵循“綠色化學”思想的重要性。 一、煤、石油和天然氣的綜合利用 1．從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料 (1)煤的組成和加工 ①煤的組成 ②煤的加工方法及產(chǎn)品 (2)天然氣的組成和利用 (3)石油的組成和加工 提醒　煤的干餾、氣化、液化，石油的裂化、裂解均是化學變化，而石油的分餾是物理變化。 2．以煤、石油、天然氣為原料生產(chǎn)合成材料 (1)三大合成材料：塑料、合成橡膠、合成纖維，這三大合成材料，主要是以石油、煤和天然氣為原料生產(chǎn)的。 (2)合成高分子化合物的常見反應(yīng)類型 ①加聚反應(yīng)：由相對分子質(zhì)量小的化合物通過加成反應(yīng)相互結(jié)合成相對分子質(zhì)量很大的高分子化合物的反應(yīng)。如nCH2===CH2CH2—CH2 注意：a.單體：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如CH2===CH2。 b．鏈節(jié)：高分子化合物中的最小重復(fù)單元，如—CH2—CH2—。 c．聚合度：高分子化合物中的鏈節(jié)數(shù)，如聚乙烯中的n。 ②縮聚反應(yīng)：由相對分子質(zhì)量小的化合物通過縮合結(jié)合成相對分子質(zhì)量很大的高分子化合物，同時有小分子(如H2O等)生成的反應(yīng)。如： 議一議 1．判斷正誤，正確的打“√”錯誤的打“” (1)煤、石油和天然氣是不可再生能源，也是新型清潔能源(　　) (2)把煤加強熱使之分解的過程叫煤的干餾(　　) (3)化石燃料燃燒時產(chǎn)生的二氧化碳是大氣污染物之一(　　) (4)天然氣的主要用途就是作燃料(　　) (5)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴(　　) 答案　(1)　(2)　(3)　(4)　(5)√ 2．高分子化合物聚乙烯(CH2—CH2)的單體和鏈節(jié)的組成和結(jié)構(gòu)都相同嗎？ 答案　高分子化合物的單體是形成高分子化合物的小分子，鏈節(jié)是高分子中的重復(fù)的結(jié)構(gòu)單元。聚乙烯的單體是乙烯(CH2===CH2)，鏈節(jié)是“—CH2—CH2—”，二者組成相同，結(jié)構(gòu)不同。 二、環(huán)境保護與綠色化學 1．環(huán)境問題 主要是指由于人類不合理地開發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染。根治污染的最有效途徑是控制污染源。 2．“三廢”污染 “三廢”主要指廢氣、廢液和廢渣，大氣污染物主要來自化石燃料燃燒和工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣及其攜帶的顆粒物；工業(yè)生產(chǎn)中的廢水往往含有復(fù)雜的成分，任意排放會導(dǎo)致土壤、水源的污染，需要經(jīng)過多步處理才能達到排放標準；廢渣等固體廢棄物的處理兼有減少環(huán)境污染和資源回收利用兩個重要目的。 3．當今化學工作者面臨的重要任務(wù) (1)環(huán)境監(jiān)測 (2)三廢治理 (3)尋找源頭治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝等。 其中對環(huán)境情況的監(jiān)測，就是對污染物的存在形態(tài)、含量等進行分析和鑒定，提供可靠的分析數(shù)據(jù)。 4．綠色化學 綠色化學的核心是利用化學原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)境的污染。 “原子經(jīng)濟”就是反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，這時原子利用率為100%。 議一議 加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)符合綠色化學的思想，且原子利用率是100%，正確嗎？ 答案　正確，加成反應(yīng)和加聚反應(yīng)只有目標產(chǎn)物，無副產(chǎn)物，故原子利用率是100%，符合綠色化學的思想。 一、煤、石油和天然氣的綜合利用 例1　下列轉(zhuǎn)化不屬于煤或石油的綜合利用的是(　　) A．將煤干餾制得煤焦油和焦炭 B．在一定條件下將煤與氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料 C．將煤變?yōu)槊猴炞魅剂? D．將石油裂解制得乙烯等化工原料 解析　煤的干餾和煤的液化屬于煤的綜合利用，而將煤變成煤餅作燃料是為了提高煤的利用率，不屬于綜合利用；石油裂解屬于石油的綜合利用。 答案　C 歸納總結(jié) 1．“三餾”比較  干餾 蒸餾 分餾 原理 隔絕空氣加強熱使物質(zhì)分解 根據(jù)液態(tài)混合物中各組分沸點不同進行分離　 與蒸餾原理相同 產(chǎn)物 產(chǎn)物為混合物 產(chǎn)物為單一組分的純凈物 產(chǎn)物為沸點不同的各組分組成的混合物 反應(yīng)類型 化學變化 物理變化 物理變化 2.化學中“兩裂”的比較 名稱 定義 目的 裂化 在一定條件下，把相對分子質(zhì)量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量小、沸點低的烴 提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量 裂解 在高溫下，使具有長鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴 獲得短鏈不飽和烴 3.化學“六氣”的主要成分 高爐煤氣 水煤氣 天然氣 液化石油氣 焦爐氣 裂解氣 主要 成分 CO、CO2 H2、CO CH4 C3H8、 C4H10 H2、CH4、 C2H4、CO C2H4、C3H6、 C4H8、CH4 變式訓(xùn)練1　下列說法中錯誤的是(　　) A．石油是混合物，石油分餾得到的汽油也是混合物 B．含C20以上的烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油 C．焦炭是煤干餾的一種重要產(chǎn)品 D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來 答案　D 解析　石油通過分餾的方法獲得汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)液體燃料，但產(chǎn)量不高。通常采用裂化的方法，把相對分子質(zhì)量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量小、沸點低的烴，提高汽油的產(chǎn)量。煤是由有機物和少量無機物組成的復(fù)雜混合物，主要含碳元素，還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干餾得到焦炭、煤焦油、焦爐氣等。煤焦油是含有多種芳香族化合物的混合物，可以生產(chǎn)芳香族化合物苯和甲苯。 二、環(huán)境保護和綠色化學 例2　化學與環(huán)境密切相關(guān)，下列有關(guān)說法正確的是(　　) A．CO2屬于大氣污染物 B．酸雨是pH小于7的雨水 C．CO2、NO2或SO2都會導(dǎo)致酸雨的形成 D．大氣中CO2含量的增加會導(dǎo)致溫室效應(yīng)加劇 解析　常見的大氣污染物有：顆粒物、二氧化硫、三氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、碳氫化合物等。二氧化碳不屬于大氣污染物，A錯誤；酸雨是pH小于5.6的降雨，B錯誤；酸雨是由氮的氧化物和硫的氧化物引起的，二氧化碳不會引起酸雨，C錯誤；全球氣溫變暖的溫室效應(yīng)，城市中的熱島效應(yīng)，還有海洋中的厄爾尼諾現(xiàn)象和拉尼娜現(xiàn)象等其產(chǎn)生都和二氧化碳的排放有關(guān)系，D正確。 答案　D 歸納總結(jié)　六大環(huán)境問題 環(huán)境問題 主要污染物 主要危害 溫室效應(yīng) CO2 造成全球氣候變暖，水位上升，陸地面積減小等 酸雨 SO2、NOx 土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蝕等 臭氧層破壞 氟氯代烷、NOx 到達地球表面的紫外線明顯增多，給人類健康及生態(tài)環(huán)境帶來多方面危害 光化學煙霧 碳氫化合物、NOx 刺激人體器官，特別是人的呼吸系統(tǒng)，使人生病甚至死亡 白色污染 廢棄塑料制品 ①在土壤中影響農(nóng)作物吸收水分和養(yǎng)分，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn) ②混入生活垃圾中難處理、難回收 ③易被動物當作食物吞入，導(dǎo)致動物死亡 赤潮和水華 廢水中含氮、磷元素的營養(yǎng)物質(zhì) 使水體富營養(yǎng)化，導(dǎo)致水中藻類瘋長，消耗水中溶解的氧，使水體變得渾濁、水質(zhì)惡化 變式訓(xùn)練2　在“綠色化學工藝”中，理想狀態(tài)是反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，即原子利用率為100%。下列反應(yīng)類型能體現(xiàn)“原子經(jīng)濟性”原則的是(　　) ①置換反應(yīng)?、诨戏磻?yīng)?、鄯纸夥磻?yīng)?、苋〈磻?yīng)?、菁映煞磻?yīng)?、藜泳鄯磻?yīng)?、啧セ磻?yīng) A．②⑤⑥ B．②④⑤ C．只有⑥ D．只有⑥⑦ 答案　A 解析　據(jù)四種基本反應(yīng)類型的定義即判斷出只有化合反應(yīng)產(chǎn)物唯一。在有機反應(yīng)類型中，取代反應(yīng)、酯化反應(yīng)、水解反應(yīng)的產(chǎn)物均不唯一，而加成產(chǎn)物、加聚產(chǎn)物唯一，反應(yīng)物中的原子全部轉(zhuǎn)化成期望的最終產(chǎn)物，即原子利用率為100%。