第二讲 化学与资源综合利用、环境保护.docx

第四章 化学与可持续发展第二讲 化学与资源综合利用、环境保 复习重点：煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用；通过环境保护和绿色化学的有关知识，加强环保意识并培养绿色化学的理念。 复习难点：石油裂化的原理。 知识梳理 知识梳理 一、 的综合利用 煤是由＿＿＿＿＿＿＿＿组成的复杂混合物，主要含＿＿元素，还含有少量＿、＿、 ＿、 ＿等元素。 1、煤的干馏 煤干馏是指将＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。煤干馏过程中发生一系列 复杂的化学反应，从煤干馏产物中可获得重要的化工原料，如＿＿、＿＿、＿＿、＿＿、 ＿＿、甲苯、二甲苯、萘、酚类等。 2、煤的气化 将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程，主要反应为：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿ ＿＿。 该反应需要的热量可由碳的燃烧来提供:C +O CO (g) 2(g) 2(g) 说明:碳燃烧时可用空气或O ,但得到的煤气的成分、热值及用途都不同. 2 3、煤的液化 煤的直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。 煤的间接液化：先将煤转化为CO 和 H ，再在催化剂作用下合成甲醇等。 2 如:CO+2H 2 CH OH(甲醇 常温下为液体,可以燃烧,还可代替汽油作内燃 3 的燃料。) 二、石油加工 石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。 1、石油的分馏 石油分馏是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿过程。 石油分馏主要在分馏塔中进行，通过分馏可以获得＿油、＿油、＿油等轻质油。说明： 两种或多种沸点相差较大且互溶的液体混合物，要进行分离时，常用蒸馏或分馏的分离方法。 分馏（蒸馏）实验所需的主要仪器：铁架台(铁圈、铁夹)、石棉网、蒸馏烧瓶、带温度计的单孔橡皮塞、冷凝管、牛角管、锥形瓶。 蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的作用是： 。 (4)温度计的位置： 。 (5)冷凝管中进、出水的原则：蒸气在冷凝管内管中的流动方向与冷水在外管中的流动方向相反，此时的冷凝效果最好。 2、石油的催化裂化 石油的催化裂化是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿的过程。裂化所用的原料： ； 裂化的产物: 等； 裂化的方式: 和 。 石油裂化的产品再经过进一步＿＿＿＿，可以获得很多重要的化工原料。例如， C H ＿＿＿+＿＿＿ 16 34 C H ＿＿＿+ ＿＿＿ 8 18 C H ＿＿＿+＿＿＿ 4 10 C H ＿＿＿+＿＿＿ 4 10 乙烯、丙烯、甲烷等都是通过石油裂化和裂解得到的重要化工原料。 3、其它的石油加工 石油经过＿＿＿＿＿，可以使链状烃转化为环状烃，获得苯、甲苯等重要化工基本原料。 三、聚合反应和高分子化合物 由＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿生成＿＿＿＿＿＿＿＿＿的反应叫做聚合反应。例如， 2nCH －CH 2 n n CH =CH 2 2 2 聚乙烯是由成千上万个乙烯分子在一定条件下发生聚合反应生成的相对分子质量巨大的高分子化合物。相对分子质量巨大是高分子化合物的基本特征，也是它们与低分子化合物的根本区别。高分子化合物有天然的，如蛋白质、纤维素、淀粉等，也有人工合成的，如聚乙烯等。塑料、合成橡胶和合成纤维三大人工合成的高分子材料。 四、化学与环境保护的关系 化学在环境保护上的应用主要有以下几个方面： 1、对环境情况进行监测：对污染物的存在形态、含量进行分析和鉴定。 2、治理三废：对生产过程中产生的废气、废水和废渣进行处理，减少环境污染，实现资源的回收利用。 3、寻找源头治理环境污染的生产工艺，实施清洁生产——绿色化学 疑难点拨绿色化学的核心是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。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， 这是原子利用率为 100%。 疑难点拨 方原理 方 原 理 原 料 目 的 主要产品 分 馏 法 常 压 利用加热和冷凝，把石油分成 原 油 得到不同沸 点范围的蒸 溶剂油、汽油、 煤油、柴油、 不同沸点范围的蒸馏产物 馏产品 重油 减 压 重 油 润滑油、凡士 林、石蜡、沥青、石油焦 热裂化 催化 裂化 在一定条件下，把分子量大、 重沸点高的烃断裂为分子量小， 沸点低的烃 油 提高汽油的产量 汽油和甲烷、乙烷、乙烯和丙烯 裂化 裂 化 裂 解 在高温下，把长链分子的烃断 含直链烷 获得短链不 乙烯、丙烯、丁 （深度 裂为各种短链的气态烃和液态 烃的石油 饱和烃 二烯 裂化） 烃 分馏产品 直馏汽油中含有烷烃、环烷烃、少量芳香烃，裂化汽油中含有烯烃。所以可以采用 溴水作为试剂。注意：不能用酸性 KMnO 4 溶液，因为在直馏汽油中含有苯的同系物，也能 使酸性 KMnO 4 溶液褪色。实验：分别取少量的两种样品分别加入溴水，溴水褪色的是裂化 汽油，不褪色的为直馏汽油。 三、如何证明裂化汽油中是否