当前地球正面临的严重问题:化石能源越来越少环境问题越来越严重保护环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题废气、废水、废渣煤、石油和天然气仍然是人类使用的主要能源,也是三种重要的化石燃料优点:提供能量、化工原料缺点:不可再生、环境污染无机物(少量)有机物C元素—大量H、O、N、S等元素—少量无机盐等污染环境COx、NOx、SO2烟尘煤的组成(一)、煤的组成及其综合利用一、煤、石油和天然气的综合利用无烟煤泥煤褐煤煤的综合利用煤的干馏煤的气化煤的液化获得洁净的燃料和多种化工原料——物尽其用,保护环境煤直接作燃料——利用率低并污染环境煤干馏的产物有哪些?将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,叫做煤的干馏。焦炉煤气、煤焦油、焦炭1、煤的干馏表4-2煤干馏的主要产品和用途在一定条件下把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。主要反应是:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高温2、煤的气化在一定条件下将煤转化为液体燃料直接液化间接液化煤与氢气作用生成液体燃料先转化为CO和H2,再在催化剂作用下合成甲醇CO+2H2CH3OH催化剂3、煤的液化(二)、天然气的组成及其综合利用天然气的主要成分是甲烷。我国的天然气资源很丰富,但分布很不均匀,为了改善我国东部的能源结构,制定了什么计划?综合利用:A、燃料——清洁能源B、化工原料:合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物(三)、石油的组成及其综合利用石油主要是多种碳氢化合物组成的混合物。(黑色或深棕色粘稠液体,比水稍轻,不溶于水,有特殊气味,无固定沸点。)按元素:碳、氢含量为97%~98%按物质:烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。(一般石油不含烯烃)按组成状态:固态、液态、气态。大部分是液态烃,同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃。1.石油的分馏:利用原油中各组分沸点的不同,将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。石油的常压蒸馏产品:重油的减压蒸馏产品:石油气C4以下汽油C5-C8煤油C11-C16柴油C15-C18重油C20以上轻质油燃料油、柴油、润滑油、石蜡、沥青你了解直馏汽油吗?2.石油的催化裂化在催化剂作用下,将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油等。C16H34C8H18+C8H16催化剂加热、加压催化剂加热、加压C8H18C4H10+C4H8你了解裂化汽油吗?3.石油的裂解用比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少的气态烃分子和少量的液态,获取有机化工原料,如乙烯等催化剂加热、加压CH4+C3H6C4H10C4H10催化剂加热、加压C2H4+C2H64.石油的催化重整:在加热和催化剂的作用下,可以通过结构的重新调整,使链状烃转化为环状烃,如苯比较蒸馏、分馏、干馏蒸馏分馏干馏操作过程原理目的加热和冷凝加热和冷凝隔绝空气加强热物理变化物理变化复杂的物理变化和化学变化分离精炼加工煤(四)合成材料1、聚乙烯的生成[CH2—CH2]n2、高分子化合物及其特征相对分子质量很大,是混合物,无固定的熔沸点。CH2=CH2+CH2=CH2+CH2=CH2+……nCH2=CH2聚乙烯[CH2—CH2]n加聚反应聚合反应:由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。此反应属于乙烯的加成反应,所以这种聚合反应又叫加成聚合反应,简称加聚反应。塑料、合成橡胶、合成纤维综合利用的意义:物尽其用、保护资源,创造出更多产品二、环境保护与绿色化学1、环境问题的含义2、保护环境工作者当前的任务:(1)对环境情况的监测(2)三废的治理(3)寻找源头治理环境污染的生产工艺要较好地完成这些任务,都离不开化学知识。生态环境破坏环境污染废气(化学燃料燃烧及工厂废气)废水(工业废水、生活废水等)废渣(工业垃圾、生活垃圾等)绿色化学核心:利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染,实施清洁生产。1、满足人们的物质需要生产出优质产品2、合理使用自然资源,能物尽其用,原料尽可能100%成为产品。3、生产整个过程不污染环境,尽可能使用过的产品可回收利用。按照绿色化学的原则,最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物,这时原子利用率为100%。环境保护与绿色化学将下列环境问题所对应的原因(A~F)填在相应的空格中)环境问题产生原因(1)酸雨A.CO2浓度不断上升(2)水土流失B.大量使用塑料包装带(3)温室效应C.工业上大量排放SO2(4)臭氧层被破坏D.大量使用农药和化肥(5)白色污染E.乱砍乱伐森林(6)土壤污染F.大量使用氟里昂制品CEAFBD2.光化学烟雾:起因:氮氧化物和碳氢化合物在大气环境中受到强烈的太阳紫外线照射后,生成新的二次污染物.来源:汽车行驶排出的废气危害:光化学烟雾氧化性很强,能使橡胶开裂,并刺激眼睛和黏膜,使呼吸困难并诱发其他的病症.3.臭氧空洞起因:氮的氧化物、氯氟烃(CF2Cl2)排,放到空气中,使平流层的臭氧层变薄危害:使地面紫外线辐射增强的危害,皮肤病(癌)和其他疾病的发病率将急剧上升.4.白色污染起因:废弃塑料制品垃圾难于被生物降解,如一次性使用聚苯乙烯杯、盒等所带来的污染.危害:此材料可破坏土壤结构,影响市容卫生,且焚烧时产生一级致癌物二垩英.目前一次性塑料制品逐步被”绿色制品”——聚乳酸代替,这种物质可60天自行降解为CO2和H2O5.水体富营养化起因:大量使用氮肥、磷肥、含磷洗涤剂,生活污水中常含有过量的N、P等营养物质.这些物质流入湖泊、海湾,使海水中富集N、P等植物营养物质.危害:引起藻类及其他浮游生物迅速繁殖.这些生物集中在水层表面进行光合作用释放O2,使表层海水溶解氧达饱和,从而阻止了大气中的O2溶入海水,而大量死亡的海藻在分解时却要消耗水中的O2,使水中含氧量急剧减少,使鱼类死亡