資源綜合利用環(huán)境保護(hù)上課

1、第四章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展,Ag,Al,Au,Cu,Fe,Mg,Co,Mn,2024年1月30日星期二,第二節(jié) 化學(xué)與資源綜合利用、環(huán)境保護(hù),第一課時(shí),三廢:,廢氣、廢水、廢渣,煤、石油和天然氣仍然是人類使用的主要能源，也是三種重要的化石燃料,優(yōu)點(diǎn): 提供能量、化工原料,缺點(diǎn): 不可再生、環(huán)境污染,求知課堂互動(dòng)一、煤的綜合利用1、煤的組成,組成元素:主要是碳元素；（還有少量的H、O、N、P、S、鹵素等）組成成分：是由多種有機(jī)物

2、、無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物。,煤的結(jié)構(gòu)模型,,無機(jī)物(少量),有機(jī)物,,C 元素—大量,H、O、N、S 等元素 —少量,無機(jī)鹽等,,污染環(huán)境,,COx、NOx、 SO2 煙塵,煤的組成,1、煤的組成,煤的綜合利用,,煤的干餾,煤的氣化,煤的液化,,獲得潔凈的燃料和多種化工原料——物盡其用，保護(hù)環(huán)境,煤直接作燃料——利用率低并污染環(huán)境,煤的干餾實(shí)驗(yàn)裝置圖,實(shí)驗(yàn)裝置1,實(shí)驗(yàn)裝置2,2、煤的綜合利用（1）煤的干餾①煤的干餾原理：

3、把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過程。,表4-2 煤干餾的主要產(chǎn)品和用途,（2）煤的氣化：,將煤中的有機(jī)物及碳轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。,將煤轉(zhuǎn)化液體燃料的過程。 分為直接液化和間接液化。,（3）煤的液化：,如：,二、石油的綜合利用1、石油的組成元素:,主要是碳、氫元素,是由各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物。（還有水分、鹽分等雜質(zhì)）,石油的主要成分：,2、石油的煉制(除水脫鹽后),（1）石油的分餾：,利用原油中各組分的沸點(diǎn)不同將

4、復(fù)雜的混合物分離成簡(jiǎn)單混合物的過程。,石油分餾示意圖,比較蒸餾、分餾、干餾,3、石油的裂化和裂解（1）裂化的目的：（2）裂化的原理：石油的裂化是 。,在催化劑的作用下將含碳原子多的重油（烴）斷裂成碳原子較少的烴的過程。,提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量

5、。,(3)裂解: 深度的裂化。,裂解的目的：獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。,乙烯的產(chǎn)量是一個(gè)國(guó)家石化水平的標(biāo)志,C16H34 C8H18 + C8H16,,催化劑,加熱、加壓,十六烷,辛烷,辛烯,C8H18 C4H10 + C4H8,,催化劑,加熱、加壓,丁烷,丁烯,辛烷,C4H10 CH4 + C3H6,,催化

6、劑,加熱、加壓,甲烷,丙烯,丁烷,C4H10 C2H6 + C2H4,,催化劑,加熱、加壓,乙烷,乙烯,丁烷,25%,,,,產(chǎn)量提高,,,三、天然氣的綜合利用天然氣既是一種清潔的化石燃料，更是一種重要的化工原料，作為化工原料，它主要用于合成 和生產(chǎn) 等。天然氣化工以含一個(gè)碳原子的甲烷為原料，通過化學(xué)變化形成含兩個(gè)或多個(gè)碳原子的其他有機(jī)化合物。實(shí)現(xiàn)天然氣的有效轉(zhuǎn)化是一項(xiàng)

7、具有挑戰(zhàn)性的課題。,氨,甲醇,天然氣灶,液化天然氣公交車,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：

8、 。例如：乙烯合成聚乙烯 ，丙烯合成聚丙烯 。,石油、煤、天然氣,相對(duì)分子質(zhì)量很大，屬于高分子化合物,加聚、縮聚,4、

9、聚乙烯與高分子化合物,（1）聚乙烯的生成,（2）高分子化合物及其特征,相對(duì)分子質(zhì)量很大,是混合物,無固定的熔沸點(diǎn)。,,加聚反應(yīng),聚合反應(yīng)：由相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大的高分子的反應(yīng)。此反應(yīng)屬于乙烯的加成反應(yīng)，所以這種聚合反應(yīng)又叫加成聚合反應(yīng)，簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng)。,三大合成材料:,塑料、合成橡膠、合成纖維,綜合利用的意義：物盡其用、保護(hù)資源， 創(chuàng)造出更多產(chǎn)

10、品,聚丙烯：,,單體：,,CH2＝CHCH3,聚苯乙烯,單體：,,聚甲基丙烯酸甲酯 （有機(jī)玻璃）,單體：,酚醛塑料,單體：,苯酚、甲醛,聚四氟乙烯,單體：,CF2＝CF2,思考與交流：1、目前，回收利用廢舊合成材料有很多途徑，請(qǐng)查閱資料了解有哪些途徑？并試著從環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)成本等方面作出評(píng)價(jià)。2、你認(rèn)為應(yīng)該限制生產(chǎn)、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，還是回收利用？請(qǐng)用必要資料和數(shù)據(jù)作為論據(jù)。,,1、回收利用廢舊合成材料主要有三種途徑：一

11、是通過熔融再生重新作成多種有用的材料；二是采用熱裂解或化學(xué)處理的方法使其分解，用于制備多種化工原料；三是將廢舊合成材料作為燃料使用。,練習(xí),石油加工的主要目的是（ ）將石油按其成分的沸點(diǎn)不同加以分離將石油按飽和與不飽和烴加以分離得到碳原子數(shù)多的烴類將石油中烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴分開,A,石油加工的主要目的是（ ）將石油按其成分的沸點(diǎn)不同加以分離將石油按飽和與不飽和烴加以分離得到碳原子數(shù)多的烴類將石油中烷烴、環(huán)烷

12、烴和芳香烴分開,用重油制取丙烯的方法是（ ）A.減壓分餾 B.干餾 C.裂化 D.裂解,D,用重油制取丙烯的方法是（ ）A.減壓分餾 B.干餾 C.裂化 D.裂解,石油裂解的目的是（ ）提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量主要提高汽油的產(chǎn)量獲得短鏈不飽和烴改善汽油的質(zhì)量,C,石油裂解的目的是（ ）提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量主要提高汽油的產(chǎn)量獲得短鏈不飽和烴改善汽油的質(zhì)量,第二課時(shí),,,,第二課時(shí)

13、背景知識(shí)回顧1、通常所說的三廢是指 、 和 。2、綠色食品是指 的食品，白色污染是指 。,廢渣,廢氣,廢水,塑料垃圾,無污染、無公害,求知課堂互動(dòng)一、環(huán)境保護(hù)1、在環(huán)境問題面前，化學(xué)工作者所面臨的重要問題在環(huán)境問題日益突出的今天，化學(xué)工作者所面臨的重要任務(wù)是對(duì)

14、 的檢測(cè)、 的治理、尋找從源頭上治理 的生產(chǎn)工藝。2、化學(xué)在三廢治理過程中的重要作用,環(huán)境情況,三廢,環(huán)境污染,二、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué),1、環(huán)境：主要是指人類的生存環(huán)境。2、環(huán)境問題：主要是指由于人類不合理開發(fā)和利用自然資源而造成生態(tài)環(huán)境的破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染問題。3、環(huán)境污染：人類排放的污染物質(zhì)超過了環(huán)境的自凈能力，

15、引起環(huán)境質(zhì)量發(fā)生不良變化從而危害人類健康和生存的現(xiàn)象。 因此，要隨時(shí)進(jìn)行環(huán)境監(jiān)測(cè)！?。?如：水華、赤潮、酸雨、光化學(xué)煙霧……,二、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué),當(dāng)人類活動(dòng)產(chǎn)生的污染物或某種能造成污染物質(zhì)，進(jìn)入環(huán)境的濃度或總量超越環(huán)境容量或環(huán)境自凈的能力，從而導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量下降及惡化的現(xiàn)象，就是環(huán)境污染。,想一想,什么是環(huán)境污染呢？,環(huán)境污染的分類：,按環(huán)境要素：分大氣污染、水體污染、土壤污染。按人類活動(dòng)分：工業(yè)環(huán)境污染、

16、城市環(huán)境污染、農(nóng)業(yè)環(huán)境污染。按造成污染的性質(zhì)、來源分：化學(xué)污染、生物污染、物理污染（噪聲、放射性、熱、電磁波等）、固體廢物污染、能源污染。,思考與交流:1、硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物質(zhì) 。工業(yè)上常利用它們與一些廉價(jià)易得的化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)加以控制、消除或回收利用。請(qǐng)舉例說明這些方法的化學(xué)反應(yīng)原理和類型。,酸雨是指PH≤5.6的酸性降水，其主要成分是硫酸和硝酸，屬于嚴(yán)重的大氣污染現(xiàn)象，會(huì)區(qū)域性或隨風(fēng)漂移形成對(duì)土壤肥力、森

17、林、水生動(dòng)植物和建筑物等的大范圍危害。酸雨主要是由化石燃料的燃燒、金屬礦物的冶煉、生產(chǎn)和使用硫酸、硝酸的工廠等排放的硫氧化物和氮氧化物所造成的。,水華是淡水中的一種自然生態(tài)現(xiàn)象，是由于水的富營(yíng)養(yǎng)化引起藻類 （如藍(lán)藻 、綠藻、硅藻等）的迅猛生長(zhǎng)，水一般呈藍(lán)色或綠色。,淡水中“水華”造成的最大危害是：飲用水源受到威脅，藻毒素通過食物鏈影響人類的健康，藍(lán)藻“水華”的次生代謝產(chǎn)物MCRST能損害肝臟，具有促癌效應(yīng)，直接威脅人類的健康和

18、生存。,赤潮是由于海水中浮游藻類、原生動(dòng)物或細(xì)菌異常增殖或聚集而引起海水變色的現(xiàn)象。實(shí)際上，赤潮并不一定都是紅色的，它可因引發(fā)赤潮的生物種類和數(shù)量不同而呈現(xiàn)出不同顏色。,返回,光化學(xué)煙霧　　大氣污染物一氧化氮、二氧化氮和某些碳?xì)浠衔镌谔柟庾贤饩€的照射下，在低空大氣中發(fā)生復(fù)雜的光化學(xué)反應(yīng)（大氣中的氧氣也參加了反應(yīng)），形成白色或淺蘭色有特殊氣味的光化學(xué)煙霧?！　」饣瘜W(xué)煙霧中主要含二次污染物如醛類、酮類、臭氧、過氧硝酸、乙酰酯等

19、。光化學(xué)煙霧嚴(yán)重危害人體健康，損害植物及橡膠制品等。,綠色化學(xué)理念（防治優(yōu)于治理）,核心：利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境造成的污染。又稱為“環(huán)境無害化學(xué)”、“環(huán)境友好化學(xué)”、“清潔化學(xué)”。從學(xué)科觀點(diǎn)看：是化學(xué)基礎(chǔ)內(nèi)容的更新。（改變反應(yīng)歷程）從環(huán)境觀點(diǎn)看：強(qiáng)調(diào)從源頭上消除污染。（從一開始就避免污染物的產(chǎn)生）從經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)看：它提倡合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本。（盡可能提高原子利用率）熱點(diǎn)：原子經(jīng)濟(jì)性——反應(yīng)物原子全部

20、轉(zhuǎn)化為最終的期望產(chǎn)物，原子利用率為100%,,綠色化學(xué),綠色化學(xué)的核心之一：原子經(jīng)濟(jì)性,最理想的“原子經(jīng)濟(jì)”：反應(yīng)物中原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物,實(shí)現(xiàn)”零排放”。即原子利用率100%.,原子利用率=25.4%,原子利用率=100%,,,,,綠色化學(xué)對(duì)于化學(xué)反應(yīng)提出了“原子經(jīng)濟(jì)性”（原子節(jié)約）的新概念及要求。理想的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)是原料分子中的原子全部轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實(shí)現(xiàn)零排放。下列幾種生產(chǎn)乙苯的方法中，原子經(jīng)濟(jì)性最好

21、的是（反應(yīng)均在一定條件下進(jìn)行）（ ）,→,,＋H2→,C,某工廠利用銅屑制硝酸銅。你認(rèn)為可以用哪些方法？哪種最好？,利用銅屑制硝酸銅可以采用以下三種方法：銅與濃硝酸反應(yīng)；銅與稀硝酸反應(yīng)；銅與氧氣反應(yīng)后，再與硝酸反應(yīng)。從原子經(jīng)濟(jì)性的角度考慮，從最大限度地減少?gòu)U物的排放的角度考慮，采用銅與氧氣反應(yīng)后，再與硝酸反應(yīng)的方法是最好的。,汽車尾氣（含有烴類、CO、SO2與NO等物質(zhì)）是城市空氣的污染源。治理的方法之一是

22、在汽車的排氣管上裝一個(gè)“催化轉(zhuǎn)換器”（用鉑、鈀合金作催化劑）。它的特點(diǎn)是使CO與NO反應(yīng)，生成可參與大氣生態(tài)環(huán)境循環(huán)的無毒氣體，并促使烴類充分燃燒及SO2的轉(zhuǎn)化。,（1）寫出一氧化碳與一氧化氮反應(yīng)的化學(xué)方程式 ：,（2）“催化轉(zhuǎn)換器”的缺點(diǎn)是在一定程度上提高空氣的酸度，其原因是（ ）,SO2轉(zhuǎn)化為SO3，產(chǎn)生硫酸酸霧,（3）控制城市空氣污染源的方法可以有 （多選扣分