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2013年最新高中化学精品教学课件:必修二《4.2资源综合利用 环境保护》课件


第四章
第二节 资源综合利用 环境保护

一、煤、石油和天然气的综合利用
1. 煤的组成 煤 的 组 成
无机物(少量) 无机盐等 污 染 环 境

有机物

H、O、N、S 等元素 —少量 C 元素—大量
COx、NOx、 SO2 烟尘

2.煤的综合利用


?煤直接作燃料——利用率低并污染环境

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

将煤隔绝空气加高温使之分解的过程, 叫做煤的干馏。 煤干馏的产物有哪些?
焦炉煤气、煤焦油、焦炭

煤干馏的主要产品和用途

煤的气化
? 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)
高温

CO(g)+H2(g)

煤的液化
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
催化剂

CO+2H2

CH3OH

3.天然气的组成及其综合利用
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? 天然气的主要成分是甲烷。 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

天然气灶

液化天然气公交车

4. 石油的组成及其综合利用
? (1)石油的组成:
气态:石油气

? 由多种碳氢化合物组成的混合物

液态:汽油、煤油

(2)石油的成分:

固态:沥青

? 含烃的混合物 ? 按元素来看:碳、氢含量为97%--98% ? 按物质来看:烷烃、环烷烃、芳香烃的 混合物

石油的分馏:将化合物按沸点不 同经分馏塔分离

注: 石油的分馏 (3)石油的综合利用 是物理变化, 裂化、裂解、 催化重整是 化学变化。

石油的裂化和裂解:将大分子的 重油断裂再分解为小分子的轻油

石油的催化重整:将石油中链状 烃重新调整结构转化为环状烃

P97

裂化 、裂解反应式举例:

5. 化石燃料的产品——三大合成材料 塑料、合成橡胶、合成纤维
催化剂 [CH -CH ] nCH2=CH2 2 2 n
聚乙烯 ——加成聚合反应(即加聚反应)

方法:将双键改为单键,将原来连在不饱和碳原 子上的其它原子(或原子团)写在链节的上方或 下方。

加成聚合反应(加聚反应) CH2 =CH2 + CH2 =CH2 + CH2 =CH2 + ……

[ CH2—CH2 ]n
(聚乙烯)

nCH2=CH2
(单体)

催化剂

[ CH2—CH2 ]n
(链节)

nCH2=CHCH3
丙烯

催化剂

[ CH2—CH ]n
聚丙烯

(n 为聚合度)

CH3

聚氯乙烯塑料

聚乙烯塑料

聚丙烯塑料

聚苯乙烯塑料




纤 维

白色污染

1.由于合成材料的广泛应用和发展,一些塑 料制品带来的环境污染就是“白色污染”。
2.白色污染的危害; 3.白色污染的治理: (1)废弃塑料的再利用(如直接作为材 料、制作单体和燃料油、制作气体等); (2)制造易降解材料; (3)超市塑料袋有偿使用。

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? 下列变化属于物理变化的是 A. 煤的气化 C. 石油的裂解 (B )

B. 石油的分馏 D.煤的干馏

二、环境保护与绿色化学

被污染的小河

乱扔导致的污染

第二课时

二、环境保护与绿色化学
生态环境破坏

环境问题的含义

环境污染

保护环境工作者当前的任务: (1)对环境情况的检测

废气(化学燃料燃烧及工厂废气) (2)三废的治理 废水(工业废水、生活废水等) 废渣(工业垃圾、生活垃圾等)

(3)寻找源头治理环境的生产工艺 要较好地完成这些任务,都离不开化学知识。

传统的化学工业给环境带来的污染 已十分严重,目前世界每年产生的有害废 物达3亿吨~4亿吨,给环境造成危害,并 威胁着人类的生存。有识之士提出了绿色 化学的号召,并立即得到了全世界的积极 响应。绿色化学的核心就是要利用化学原 理从源头减少和消除污染。

绿色化学理念(防治优于治理)
核心:利用化学原理从源头上减少和消除工业生 产对环境造成的污染。又称为“环境无害化 学”、“环境友好化学”、“清洁化学”。 从学科观点看:是化学基础内容的更新。(改变 反应历程) 从环境观点看:强调从源头上消除污染。(从一 开始就避免污染物的产生) 从经济观点看:它提倡合理利用资源和能源,降 低生产成本。(尽可能提高原子利用率) 热点:原子经济性——反应物原子全部转化为最 终的期望产物,原子利用率为100%

环境污染的类别:
1、大气污染:来自工业废气,汽车尾气, 生活废气(硫与氮的氧化物,碳氧化物,氮 氢化物,卤素化合物,放射性)
人类保护伞的洞——臭氧层被破坏 空中死神——酸雨 全球变暖——温室效应 光化学烟雾 无形杀手——居室污染

汽车尾气催化转化原理
2CO ? 2NO ? 2CO2 ? N2
C7 H16 ? 11O2 ? 8H2O ? 7CO2
催化剂 催化剂

2CO ? O2 ? 2CO2

催化剂

2、水污染:来自工业废水、生活废水(无 机物, 重金属盐类,营养物有机物, 洗 涤剂, 石油)
·水体富营养化(N、P、K、S的化合物) ·(生活污水、农田排水、化肥、合成洗涤剂、 工业废水引起藻类、浮游生物暴发性繁殖—— 赤潮、水华)

水华是淡水中的一种自然生态现象,是由于水的富营养 化引起藻类 (如蓝藻 、绿藻、硅藻等)的迅猛生长, 水一般呈蓝色或绿色。

淡水中“水华”造成的最大危害是:饮用水源受到威胁,
藻毒素通过食物链影响人类的健康,蓝藻“水华”的次 生代谢产物MCRST能损害肝脏,具有促癌效应,直接威胁 人类的健康和生存。

赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或
聚集而引起海水变色的现象。实际上,赤潮并不一定都是 红色的,它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出 不同颜色。

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水!

屡次经受干旱考 验的摩洛哥山羊学会 了在没有草吃的时候 爬上树吃树叶。
1998摩洛哥干旱羊上树

3、土壤污染 来自工业垃圾、生活垃圾、废水、化肥、 农药残留(Cl,P,S)、放射物质残留
重金属污染: 如 汞、镉、铅、铬、砷 猫自杀事件——水俣病(汞污染) 骨骼畸形变脆——骨痛病(镉污染) 智力发展隐性杀手——铅污染

4、噪声污染

5、辐射污染
6、食品污染:

?

2月02日:国际湿地日
3月22日:世界水日 4月22日:地球日

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5月31日:世界无烟日
6月05日:世界环境日

6月17日:世界防治荒漠化和干旱日 7月11日:世界人口日 9月16日:国际保护臭氧层日

?
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10月4日:世界动物日
10月16日:世界粮食日

12月29日:国际生物多样性日

世 界 环 境 日

多正成 人成自 的 为己把 共 世的保 识 界神护 。 上圣生 请 越使态 看 来命环 越,境 看 ---

太阳能汽车

绿色化学
? ? ? ? ? ? 绿色化学的核心内容之二:5R原则 Reduction——“减量” Reuse——“重复使用” Recycling——“回收” Regeneration——“再生” Rejection ——“拒用”

绿色化学应用于科学研究
安全的生产工艺 提高能源的利用率

无毒无害原料 可再生资源

原子经济性反应 高选择性反应

环境友好产品 (安全、能降 解、可再利用)

应用无毒无害的催化剂
1 2

应用无毒无害的溶剂
3 4 5 6 7

化学与可持续发展
获得有用物质 自然资源 化学变化 获得能量 人 人

综合利用自然资源

自然 自然



环境保护

保护环境 从我做起

形成:古代动植物经过上一万年的复杂变化形成的, 不可再生资源 信息:《海洋石油》根据石油专家以往的推算 ,地 球上石油只能使用 40— 50年 ,煤炭还有不到100 年

结论:实现煤炭、石油的综合利用,提高他 们的利用率减少化石燃料燃烧所造成的环境 污染

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 废气、废水、废渣


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