化學(xué)資源開發(fā)與利用

1、4.2.1《煤、石油和天然氣的綜合利用》,第四章 化學(xué)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(hù)》第１課時(shí),背景知識(shí)回顧一、化石燃料煤、石油和天然氣都是古代 經(jīng)過一系列復(fù)雜變化而成的，它們是人們生活中經(jīng)常使用的主要燃料，因此人們常稱它們?yōu)?燃料，是 資源。二、煤、石油燃燒對(duì)環(huán)境的影響1、煤的燃燒對(duì)空

2、氣的影響煤燃燒時(shí)會(huì)排放出 等氣體和一些煙塵，它們都是大氣的污染物。2、用石油作燃料，直接燃燒的是石油的加工產(chǎn)品——汽油、煤油、柴油等，它們?nèi)紵龝r(shí)會(huì)排放出 、 、含 化合物、未燃燒的 化合物和煙塵等，它們都是大氣的污染物。,動(dòng)植物遺骸,化石,不可再生,SO2、NO2,CO,氮的氧化物,鉛,

3、,,碳?xì)?迄今為止，煤、石油、天然氣仍是人類使用的主要能源，同時(shí)它們也是重要的化工原料。如何實(shí)現(xiàn)化石燃料的綜合利用，提高利用率，減少化石燃料燃燒所造成的環(huán)境污染，是人類面臨的重大挑戰(zhàn)。,我國煤的分布圖,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、無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物。,煤的結(jié)構(gòu)模型,一、煤的綜合利用：,,2、煤的分類,腐泥煤,腐植煤,,,,

4、褐 煤,煙 煤,泥 煤,無煙煤,按C%,95%以上,70%以上,60%~70%,50%~60%,工業(yè)上煤品質(zhì)的檢測指標(biāo)：,發(fā)熱量、揮發(fā)分、固定碳、水分、灰分等,,煤的干餾實(shí)驗(yàn)裝置圖,實(shí)驗(yàn)裝置1,實(shí)驗(yàn)裝置2,一、煤的綜合利用（1）煤的干餾①煤的干餾原理：把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過程。,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。,C(s) + H2O CO(g) + H2(g)

5、,,,高溫,,將煤轉(zhuǎn)化液體燃料的過程。 分為直接液化和間接液化。,一、煤的綜合利用（3）煤的液化：,C(s) + H2O CO(g) + H2(g),,,高溫,CO + 2H2 CH3OH（甲醇）,,,一定條件,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

6、：,利用原油中各組分的沸點(diǎn)不同將復(fù)雜的混合物分離成簡單混合物的過程。,石油分餾示意圖,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

7、燃料的產(chǎn)量。,(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)國家石化水平的標(biāo)志,25%,,,,產(chǎn)量提高,,4、石油結(jié)構(gòu)的重整石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，是鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，如苯或甲苯等，它們也是重要的化工基本原料。,,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)

8、 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)具有挑戰(zhàn)性的課題。,氨,甲醇,四、化石燃料的產(chǎn)品——三大合成材料 塑料、合成橡膠、合成纖維,,——加成聚合反應(yīng)（即加聚反應(yīng)）,方法：將雙鍵改為單鍵，將原來連在不飽和碳原子上的其它原子（或原子團(tuán)）寫在鏈節(jié)的上方或下方。,,聚氯乙烯,聚丙烯,合成材料概況：,隨著人類不斷的文明和進(jìn)步，人對(duì)天然材料的利用

9、已不能滿足很多方面的需要，于是就發(fā)生了一場材料的革命－－人工合成材料；　　　合成材料的原料豐富、制造加工簡單，性能千變?nèi)f化；　　　塑料、合成纖維、合成橡膠稱為三大合成材料；　　　黏合劑、涂料也屬于合成材料。,塑料,塑料的主要成分是合成樹脂，其中還添加了某些特定用途的添加劑（如提高塑性的增塑劑、防止老化的防老化劑）；有些熱塑性塑料（聚乙烯塑料），可以反復(fù)加工，多次使用；有些熱固性塑料（電木），一旦加工成型就不會(huì)受熱熔化?！?常

10、見的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）、酚醛塑料（電木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。,聚丙烯：,,單體：,,CH2＝CHCH3,聚苯乙烯,單體：,,酚醛塑料,單體：,苯酚、甲醛,聚四氟乙烯,單體：,CF2＝CF2,合成纖維,合成橡膠,思考與交流：1、目前，回收利用廢舊合成材料有很多途徑，請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？

11、請用必要資料和數(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。,正方觀點(diǎn)舉例：1、生產(chǎn)和使用合成材料可以更加合理的開發(fā)和利用自然資源；2、生產(chǎn)和使用合成材料可以使利用太陽能變的方便、經(jīng)濟(jì)和實(shí)用；3、用合成材料替代木材、棉花、天然橡膠等，有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)。,反方觀點(diǎn)舉例：1、生產(chǎn)和使用

12、合成材料等自然界原本沒有的物質(zhì)，超出環(huán)境的自然消化能力，這不是科技的進(jìn)步，而是異化和倒退。2、廢舊合成材料的回收和利用并不容易，甚至有些材料的回收再生成本大大高于制造成本，經(jīng)濟(jì)上考慮根本不合算。3、天然的東西是最好的，我們應(yīng)該提倡“回歸自然”的綠色生活方式，拒絕生產(chǎn)和使用合成材料。,典型例題,例1：工業(yè)上合成氨的原料氣之一——H2有一種來源是取自石油氣，如丙烷。（1）有人設(shè)計(jì)了以下反應(yīng)途徑（假設(shè)反應(yīng)都能進(jìn)行），你認(rèn)為最合理的是

13、 A、 D、 B、 C、 （2）按照所選反應(yīng)途徑，理論上用1mol丙烷最多可制得氨A、4mol B、4.7mol C、10mol D、2.7mol,,,,,（3）所選反應(yīng)途徑最顯著的特點(diǎn)是 A.簡單易行 B.所得H2純度高 C.所得H2產(chǎn)量高 D.可獲得大量熱能,例2：如何用化學(xué)方法檢