化學學案互動課堂第四章資源綜合利用環境保護

學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精學必求其心得，業必貴于專精互動課堂疏導引導一、幾種氣體的主要成分及用途幾種氣體的主要成分及其用途名稱來源主要成分用途高爐煤氣煉鐵高爐CO2、CO等燃料水煤氣水煤氣爐CO、H2等燃料、化工原料煉廠氣石油煉制廠低級烷烴燃料、化工原料油田氣油田低級烷烴燃料、化工原料天然氣天然氣田、油田甲烷燃料、化工原料裂解氣裂解爐“三烯二烷”石油化工原料焦爐氣煉焦爐H2、CH4、C2H4等燃料、化工原料二、石油的煉制1。石油的組成元素主要是C、H，同時還含有S、O、N等元素.2.石油主要是由分子中含有不同數目碳原子的烴組成的復雜混合物，平均來說，碳元素和氫元素在石油中的質量分數之和可達97％—98％。3.石油的煉制方法主要有分餾、裂化、裂解等,其生產原理,主要產品等見下表石油煉制的方法分餾裂化裂解原理用蒸發和冷凝的方法把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產物在一定條件下,把相對分子質量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質量小、沸點低的烴在高溫下,把石油產品中具有長鏈分子的烴斷裂為乙烯、丙烯等小分子的烴主要原料原油重油、石蠟石油分餾產品(包括石油氣)主要產品石油氣、汽油、煤油、柴油、重油、瀝青等優質汽油乙烯、丙烯等主要變化類型物理變化化學變化化學變化［說明］①石油分餾、裂化所生產的汽油分別叫做直餾汽油和裂化汽油。由石油分餾和裂化的原理可知,裂化汽油當中含有較多的不飽和烴,這與石油分餾所得的汽油是大不相同的。若用汽油作鹵素的萃取劑，要用石油分餾的汽油（叫做直餾汽油），而不可用裂化汽油。②通常用乙烯的產量作為衡量一個國家石油化工發展水平的標志。4.石油是一種極其重要的資源,通過石油煉制、石油化工得到的各種石油產品已被廣泛地應用于國民經濟的各個部門。在大力發展石油化工的過程里，要注意保護環境、防止污染。三、煤的干餾1。煤的組成元素主要是C，還含有少量的H、N、S、O等元素以及主要含Si、Al、Ca、Fe等元素的無機礦物質。2.煤是由有機物和無機物所組成的復雜混合物。3。煤的干餾指的是把煤隔絕空氣加強熱使其分解的過程。4.工業上通過煤的煉焦(即煤的干餾）可獲得焦炭、煤焦油、粗氨水和焦爐氣等多種有用產品。5.煤干餾的主要產物和用途干餾產物主要成分主要用途出爐煤氣焦爐氣氫氣、甲烷、乙烯一氧化碳氣體燃料、化工原料粗氨水氨氣、銨鹽粗苯苯、甲苯、二甲苯氮肥煤焦油苯、甲苯、二甲苯炸藥、染料、醫藥、農藥、合成材料酚類、萘醫藥、染料、農藥、合成材料瀝青電極、筑路材料焦炭碳冶金、燃料、合成氨四、環境污染1。水污染工業廢水，生活污水，農田過度施肥,噴灑農藥都會對水源形成污染。①水的富營養化:水體中氮和磷等植物營養物質過多蓄積引起的污染，稱為水的富營養化。②水的富營養化的成因水的富營養化會使水中微生物和藻類過度生長形成“赤潮”和“水華"。這些藻類和魚類爭奪溶解氧,同時有的藻類還分泌一些毒素造成魚類大面積死亡，使水質惡化.③防治措施主要有工業、生活用水經處理后排放，限制使用含磷洗滌劑等。2.固體廢棄物污染①白色污染指難降解的塑料對環境造成的污染。②白色污染的成因和危害塑料制品的過度使用，使我們周圍環境中塑料垃圾越來越多.塑料可以破壞土壤結構，使土壤的透水、透氣性變差，塑料中的有毒物質在水中浸泡時會釋放出來，用不正當方式焚燒塑料會造成空氣質量惡化。③防治措施目前采取的措施有：限用、回收、研制可降解塑料等.3.酸雨的成因、危害與防治①成因主要來自于化石燃料的燃燒和化工廠排放的硫氧化物和氮氧化物廢氣。②酸雨的危害:使水域和土壤酸化，損害農作物和林木的生長，危害漁業生產；腐蝕建筑物、工廠設備和文化古跡，也危害人類健康，因此，酸雨會破壞生態平衡，造成很大的損失.③目前采取的措施是對化石燃料進行脫硫處理，在煤炭中加入CaO作“固硫"劑，煤燃燒時產生的SO2可被CaO吸收。CaO+SO2====CaSO3，2CaSO3+O2====2CaSO4對于化工廠排出的廢氣可以用氨水或氫氧化鈉溶液吸收。SO2+2NH3·H2O====（NH4)2SO3+H2OSO2+(NH4)2SO3+H2O====2NH4HSO32NO2+2NaOH====NaNO3+NaNO2+H2ONO2+NO+2NaOH====2NaNO2+H2O得到的NH4HSO3、（NH4)2SO3加熱分解可以將SO2回收利用.五、環境保護與綠色化學1。環保問題越來越受到人們的廣泛關注。造成全球性環境污染的熱點問題主要有以下幾個方面:①光化學煙霧——主要是氮氧化物、碳氫化合物造成的。②臭氧空洞--主要是氮的氧化物、氟氯代烴等的排放引起的。③溫室效應——主要是由于大氣中CO2含量的不斷增加造成的.④酸雨-—形成原因主要是SO2和氮的氧化物。⑤白色污染——聚乙烯塑料的大量使用.⑥赤潮--含磷洗衣粉的大量使用及廢水的任意排放。2.綠色化學(1）原子經濟原子經濟要求反應物的原子全部轉化成目標產物，原子的利用率達到100%，也就是說在化學反應過程中不產生任何廢物。【相關提示】加成和加聚反應中原子的利用率均為100％.化學反應的原子經濟性好壞是用原子利用率來衡量的。原子的利用率=×100％（2）綠色化學“綠色化學”研究對環境沒有任何副作用的化學試劑、化學制品和化學工藝。其特點是：①開發綠色反應，將原子利用率提高到100%；②使用無毒無害的原料；③選用無毒無害的催化劑；④使用無毒無害的溶劑；⑤發展“綠色工藝”；⑥開發和生產綠色產品.(3）示例：環氧乙烷的制備①經典方法：氯代乙醇法：CH2==CH2+Cl2+H2OClCH2CH2OH+HClClCH2CH2OH+Ca（OH）2+HCl+CaCl2+2H2O總的反應可表示為：CH2==CH2+Cl2+Ca(OH）2+CaCl2+H2O②現代方法:催化氧化法:2CH2==CH2+O2此方法原子的利用率達到了100%。活學巧用1。城市居民用的石油氣主要成分是丁烷，在使用的過程中，常有一些雜質以液態沉積于鋼瓶中，這種雜質是（)A.丙烷和丁烷B.乙烷和丙烷C.乙烷和戊烷D。戊烷和己烷思路解析：常溫下，烴中含碳原子數不大于4的以氣體形式存在，故液態雜質中,烴分子中的碳原子數必大于4，故選D.答案：D2。用CO和H2在443—473K溫度下,并用鈷（Co)作催化劑時,可以反應生成n=5—8的烷烴，這是人工合成汽油的方法之一。(1)寫出用CnH2n+2表示的人工合成汽油的配平的化學方法式：_____________________。（2）如果向密閉的合成塔里通入恰好能完全反應的CO和H2，當完全反應后，合成塔內溫度不變，而塔內氣體壓強降低到原來的.通過計算說明這時有無汽油生成。（3)要達到上述合成汽油的要求,CO和H2的體積比的取值范圍是多少？思路解析:煤轉化成CO和H2,再合成汽油是煤綜合利用的一個方向。（1）由元素守恒，寫出方程式并配平：nCO+(2n+1）H2CnH2n+2+nH2O（g）（2）在一定溫度和體積下，氣體的壓強比等于氣體的物質的量之比，依題意得：解得：n=3。產物CnH2n+2為丙烷,無汽油生成.(3）汽油為C5—8的烷烴.當n=5時，,當n=8時,，故取值范圍為。答案：(1）nCO+（2n+1）H2CnH2n+2+nH2O(2)在給定溫度范圍內，水為氣體，所以解得：n=3，產物CnH2n+2為丙烷，無汽油生成.(3)3。某同學設計了如下裝置進行石油蒸餾的實驗,回答下列有關問題：(1）指出實驗裝置中儀器A、B、C、D的名稱。（2）指出該同學所設計的實驗裝置中存在的錯誤,并給予改正。（3)實驗裝置改正后,如何進行氣密性檢查？思路解析：本題主要考查石油蒸餾原理及實驗操作。各儀器的名稱分別為A：蒸餾燒瓶，B：冷凝管，C：牛角管，D：錐形瓶。石油蒸餾實驗中溫度計測定的是蒸氣的溫度,因此溫度計的位置是水銀球與蒸餾燒瓶的支管口相平齊.冷凝水水流方向一般與餾分的流向相反，這樣冷凝效果更好。氣密性檢查方法是連接好裝置后，將牛角管的下口浸入水槽中,對燒瓶的底部微熱，可看到牛角管的管口有氣泡冒出，冷卻后，若牛角管內形成一段水柱，說明裝置的氣密性好。答案：（1）A：蒸餾燒瓶B:冷凝管C：牛角管D:錐形瓶（2)錯誤：①溫度計插入燒瓶內液面以下；②冷凝水水流方向錯誤。改進:①濕度計水銀球位置應與蒸餾燒瓶的支管口相平齊;②將冷凝水水流方向反過來。（3)連接好裝置后，將牛角管的下口浸入水槽中，對燒瓶的底部微熱,可看到牛角管的管口有氣泡冒出，冷卻后，若牛角管內形成一段水柱，說明裝置的氣密性好。4.下列關于煤的干餾的敘述中，正確的是()A。煤加強熱而分解的過程叫做煤的干餾B。煤干餾的目的是得到冶金用的優質焦炭C。煤的干餾和石油的分餾的本質差別是:干餾是化學變化而分餾是物理變化D.工業上芳香烴原料可由煤干餾得到，其存在于干餾所得的焦爐氣中思路解析：A項干餾要在隔絕空氣的條件下進行。C項煤干餾時發生了分解反應，所以是化學變化;分餾僅僅是利用沸點不同而分開混合物中的各成分，所以是物理變化。B項煤干餾的產物主要是焦炭，同時得到焦爐氣、煤焦油等物質.D項芳香烴主要存在于煤焦油中。答案：BC5。背景材料：①2004年夏季，特氟隆不粘鍋事件引起公眾關注；②2004年冬季，諾貝爾化學獎授予研究蛋白質的科學家；③2005年初春，廣東大部分進行了人工降雨;④2005年春末,某高速公路發生液氯運輸車翻倒泄漏事故。下列相應說法正確的是(）A.特氟隆(聚四氟乙烯）的單體是氟利昂B。蛋白質是由氨基酸形成的不可降解的高分子化合物，其水溶液有丁達爾現象C。Agl和干冰都可用于人工降雨D。附近人員應迅速遠離氯泄漏地點，并逆風往安全區域疏散思路解析：特氟隆的單體應為四氟乙烯()；蛋白質是可以降解的高分子化合物。答案：CD6。上海世博園地區改造規劃的實施將提升上海的環境質量。位于規劃區的一座大型鋼鐵廠搬遷后，附近居民將不再受到該廠產生的棕紅色煙霧的困擾,你估計這一空氣污染可能含有()A。FeO粉塵B.P2O5粉塵C.Fe2O3粉塵D.SiO2粉塵思路解析：根據棕紅色煙霧，可判斷污染物為Fe2O3粉塵。答案：C7.你認為可以減少酸雨產生的措施是(）①少用煤做燃料②把工廠煙囪造高③燃料脫硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤開發新能源A。①②③B。②③④⑤C.①③⑤D.①③④⑤思路解析：形成酸雨的主要物質：硫氧化物和氮氧化物。SO2形成酸雨的原理：SO2+H2O====H2SO32H2SO3+O2====2H2SO4或2SO2+O22SO3SO3+H2O====H2SO4。NO、NO2形成酸雨的原理：2NO+O2====2NO23NO2+H2O====2HNO3+NO答案:C8,2004年4月22日第35個“世界地球日”，我國確定的主題是“善待地球—科學發展"。下列行為中不符合這一主題的是()A。采用“綠色化學”工藝，使原料盡可能轉化為所需要的物質B。大量開采地下水，以滿足社會對水的需求C.減少直至不使用對大氣臭氧層起破壞作用的氟氯烴D。節約能源，提高能源利用率思路解析:善待地球就是研究和尋找