内容正文:
第二节 资源综合利用 环境保护
一 化石燃料的综合作用
1.煤的综合利用
(1)煤的组成
煤:物质组成:有机物和少量无机物,主要元素氢、氧、氮、硫等元素。
(2)综合利用
1)干馏:将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。
主要产品:焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦炉气等。
2)气化:将煤转化为可燃气体的过程
主要反应:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
3)液化
2.天然气的综合利用
天然气的主要成分是甲烷,它是一种清洁的化石燃料,主要用于合成氨和生产甲醇等。
3.石油的综合利用
(1)石油的组成:石油是由多种碳氢化合物组成的混合物,主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等,没有固定的沸点。
(2)石油的精炼
①分馏
②裂化
③裂解
④重新调整:石油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。
4.以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
(1)三大合成材料:塑料、合成橡胶、合成纤维。
(2)加聚反应:由相对分子质量小的化合物生成相对分子质量很大的化合物(高分子化合物)的反应叫聚合反应。由不饱和的小分子相互加成的聚合反应,叫加成聚合反应,简称加聚反应。例如,乙烯可发生加聚反应生成聚乙烯。
聚合反应中的单体、链节和聚合度:
(3)缩聚反应:相对分子质量小的化合物在生成高分子化合物的同时有小分子化合物生成的反应,如聚酯纤维的合成:
(2n-1)H2O
规律小结:
二 环境保护和绿色化学
1.环境保护
(1)环境问题:主要是指由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。
(2)环境保护的科学理念:从源头上减少和消除污染。
2.绿色化学
(1)“绿色化学”可以诠释为环境友好化学,它的核心内涵是在反应过程和化工生产中,尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。它研究对环境没有任何副作用的化学试剂、化学制品和化学工艺。
(2)绿色化学的核心就是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。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(即没有副反应,不生成副产物,更不能产生废弃物),这时原子利用率为100%。
小结:
课堂练01
1.对如图所示的变化叙述错误的是( )
A.如图所示实验中发生了化学变化
B.液体X的pH>7,Y是一种黑色黏稠状液体
C.气体Z易燃,可还原CuO,也可使溴的四氯化碳溶液褪色
D.液体Y是一种纯净物
答案:D
【解析】煤的干馏是将煤隔绝空气加强热的过程,它发生了复杂的物理、化学变化,A项正确;煤的干馏产物中有气体(焦炉气)、液体(煤焦油、粗氨水)、固体(焦炭),B项正确;焦炉气的主要成分有氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳等气体,C项正确;煤焦油是含有许多芳香族化合物的复杂混合物,D项错误。
2.石油炼制过程中,既能提高汽油产量又能提高汽油质量的方法是( )
A.常压分馏 B.减压分馏 C.裂解 D.裂化
答案:D
【解析】选项中的四种方法都是石油炼制加工的方法,而其目的不同。A项中能对石油进行初步加工,得到的汽油产量较少;B项操作不会得到汽油;C项所得产物主要是乙烯、丙烯等小分子短链不饱和烃;只有D项才能得到质量更高、产量更多的汽油。
3.下列关于煤、石油、天然气资源的说法正确的是( )
A.石油裂化得到的汽油是纯净物
B.石油产品都可用于聚合反应
C.天然气是一种清洁的化石燃料
D.水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料
答案:C
【解析】裂化汽油是由含C原子数5~11的烷烃和烯烃组成的混合物,A项错误;石油产品中有些不含双键的烃类物质不能用于聚合反应,B项错误;水煤气是通过煤的气化得到的气体燃料,D项错误;以甲烷为主要成分的天然气是一种很好的清洁燃料,C项正确。
3.下列属于物理变化的是( )
①石油的分馏 ②煤的干馏 ③石油的裂化 ④铝热反应 ⑤由乙烯制备聚乙烯
⑥将氧气转化为臭氧 ⑦乙烯催熟果实 ⑧将苯加入溴水中 ⑨海水蒸馏制取淡水
A.①②③④ B.①②⑤⑦ C.①⑧⑨ D.①②⑥⑨
答案:C
【解析】蒸馏和分馏的原理相同,都是利用沸点不同分离物质,将苯加入溴水中不发生化学反应,而是苯萃取溴水中的溴,故①⑧⑨均属于物理变化,其余各项均发生了化学变化。
4.下列关于化石燃料及其使用的一些说法中不正确的是( )
A.煤的气化是指将固态煤粉碎后高温下变为气态,以使煤燃烧时能与氧气充分接触而完全燃烧
B.天然气除可用作清洁能源外,也可用于合成氨和生产甲醇等
C.石油分馏得到的汽油和石油催化裂化得到的汽油其成分不相同
D.化石燃料也是重要的化工原料,乙烯和苯就是分别来自于石油和煤的基本化工原料
答案:A
【解析】煤的气化