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2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣1江西省教育信息技术研究“十二五”规划2012年度课题《基于网络的高中化学课件库的建设与应用研究》（课题编号：GDK-2012-G-72883）主持人：桂耀荣2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣2第四章化学与自然资源的开发利用第二节资源综合利用环境保护第1课时新课标人教版高中化学课件系列化学必修22019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣3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从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣4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、环境污染从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣5一、煤的综合利用1、煤的组成组成元素:主要是碳元素；（还有少量的H、O、N、P、S、卤素等）组成成分：是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物。煤的结构模型从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣6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1、煤的组成从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣7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从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣8②煤的干馏实验装置图实验装置1实验装置22、煤的综合利用（1）煤的干馏①煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣9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、焦炭从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣10表4-2煤干馏的主要产品和用途从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣11从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣12（2）煤的气化：将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)高温水煤气从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣13在一定条件下将煤转化液体燃料的过程。分为直接液化和间接液化。（3）煤的液化：C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高温如：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催化剂从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣14从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣15思维拓展煤的综合利用有什么重要意义？答案①减少了煤燃烧产生的SO2、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等污染物的排放。②提高了煤燃烧的热效率。煤的气化、液化就是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也得以提高。③提取了煤中的化学原料。在加工煤炭以及使用煤作燃料的过程中，对产生的煤灰、煤渣、废气、废液等都加以合理的处理和利用，做到既消除污染又保护环境。从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣16二、石油的综合利用1、石油的组成元素:主要是碳、氢元素是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。（还有水分、盐分等杂质）石油的主要成分：2、石油的炼制(除水脱盐后)从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣17结合P96图—46思考：石油分馏的产品有哪些及其用途？从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣18从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣19石油分馏示意图从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣20从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣21（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？从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣22思维拓展蒸馏、分馏和干馏有什么区别和联系？答案蒸馏：把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到使混合物分离或除杂质的目的。被蒸馏的混合物中至少要有一种组分为液体。各组分沸点差别越大，挥发出的物质(馏分)越纯。若不同组分之间沸点差别小，或不同组分互溶形成恒沸液体，馏分则不纯。分馏：对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为两种或多种馏分而达到混合物分离或除杂质的目的。从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣23干馏：把固态混合物(如煤、木材)隔绝空气加强热使它分解的过程叫做干馏。蒸馏与分馏同属物理变化，干馏过程往往发生复杂的物理、化学变化。从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣24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从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣25（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？裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量。从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣26思维拓展什么叫裂化汽油和直馏汽油？怎样鉴别它们？答案通过分馏得到的汽油叫直馏汽油，直馏汽油中没有不饱和烃。通过裂化得到的汽油叫裂化汽油，裂化汽油中含有不饱和烃。鉴别它们可以使用溴水，能使溴水褪色的为裂化汽油，不能使溴水褪色的为直馏汽油。从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣27（３）石油的裂解（深度的裂化）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+C２H６从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣28裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。乙烯的产量是一个国家石化水平的标志C16H34C8H18+C8H16催化剂加热、加压十六烷辛烷辛烯从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣29C8H18C4H10+C4H8催化剂加热、加压丁烷丁烯辛烷C4H10CH4+C3H6催化剂加热、加压甲烷丙烯丁烷C4H10C2H6+C2H4催化剂加热、加压乙烷乙烯丁烷从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣30（４）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，如苯从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣31从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣32过程原理原料产品及用途脱水脱盐分馏催化裂化裂解催化重整除去原油中的盐和水，减少能耗及对设备的腐蚀。利用加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物。石油气，汽油，煤油，柴油，石蜡油、润滑油、重油等。轻质液体燃料（裂化汽油）在一定条件下使用催化剂并加热，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。采用比裂化更高的温度，使其中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子乙烯、丙烯、丁二烯等（有机化工的原料）重油原油原油燃料油、润滑油石油炼制在加热和催化剂作用下，对直链烷烃的结构进行重新调整，使其转化成带支链的烷烃或环状烃。燃料油、润滑油苯的同系物及其它芳香烃注：石油的分馏是物理变化，催化裂化、裂解、催化重整是化学变化。从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣33阅读教材P96资料卡片—甲烷水合物。用途：（1）化石燃料（2）化工原料：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物（3）可燃冰CH4·nH2OCH4＋H2OCO＋3H2催化剂高温三、天然气的综合利用从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣34天然气灶液化天然气公交车从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣35俄天然气管道通向中国德国天然气汽车从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣36四、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：。例如：乙烯合成聚乙烯，丙烯合成聚丙烯。石油、煤、天然气相对分子质量很大，属于高分子化合物加聚、缩聚以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣374、聚乙烯与高分子化合物（1）聚乙烯的生成CH2=CH2CH2=CH2CH2=CH2+++……[CH2—CH2]nnCH2=CH2催化剂[CH2—CH2]n聚乙烯（2）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。催化剂以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣38(3)高分子化合物中的几个化学用语(以聚乙烯为例)①单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如。②链节：高分子化合物中的最小重复单元，如。③聚合度：高分子化合物中的链节数，如聚乙烯中的n。CH2==CH2—CH2—CH2—以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣39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，创造出更多产品以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣40聚丙烯：单体：CH2＝CHCH3以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣41聚苯乙烯单体：CH2＝CHC6H5以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣42聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）单体：CH2＝CCH3COOCH3以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣43酚醛塑料单体：苯酚、甲醛以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣44聚四氟乙烯单体：CF2＝CF2以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2019/9/13江西省鹰潭市第一中学桂耀荣45思考与交流：1、目前，回收利用废旧合成材料有很多途径，请查阅资料了解有哪些途径？并试着从环境保护和经济成本等方面作出评价。2、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，还是回收利用？请用必要资料和数据作为论据。以煤、石