1、1. 煤、石油和天然氣的綜合利用煤、石油和天然氣的綜合利用2. 環境保護與綠色化學環境保護與綠色化學第二節第二節 資源綜合利用資源綜合利用 環境保護環境保護1.1 從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料（1）煤的組成：）煤的組成：1.1.1 煤煤 煤是由有機物和少量無機物組成的復雜混煤是由有機物和少量無機物組成的復雜混合物，以合物，以C為主，含少量為主，含少量H、O、N、S等。等。1. 煤、石油和天然氣的綜合利用煤、石油和天然氣的綜合利用 將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程，將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程，也叫煤的焦化。可得到也叫煤的焦化。可得到焦爐氣、粗氨水

2、、粗焦爐氣、粗氨水、粗苯、煤焦油和焦炭等苯、煤焦油和焦炭等。（2）煤的干餾：）煤的干餾：（3）煤的氣化：）煤的氣化： 將煤轉化成可燃性氣體的過程。將煤轉化成可燃性氣體的過程。 將煤直接與氫氣作用生成液體燃料稱為將煤直接與氫氣作用生成液體燃料稱為直接液化；將煤先轉化為直接液化；將煤先轉化為CO和和H2，再在催化，再在催化劑作用下合成甲醇的過程成為間接液化。劑作用下合成甲醇的過程成為間接液化。C+H2O H2+CO高溫高溫俗稱水煤氣俗稱水煤氣（4）煤的液化：）煤的液化：（1）石油的組成：）石油的組成：1.1.2 石油石油 石油又稱原油，是在地下深處開采的棕黑色石油又稱原油，是在地下深處開采的棕黑色

3、粘稠性可燃液體，由各種烷烴、環烷烴和芳香粘稠性可燃液體，由各種烷烴、環烷烴和芳香烴等多種碳氫化合物組成的混合物。烴等多種碳氫化合物組成的混合物。主要含主要含C、H，還含少量，還含少量O、N、S等。等。 利用原油中各組分沸點的不同進行分離的利用原油中各組分沸點的不同進行分離的過程。可得到汽油、煤油、柴油和重油等。過程。可得到汽油、煤油、柴油和重油等。（2）石油的分餾：）石油的分餾： 石油的裂化就是在一定條件下，將相對分石油的裂化就是在一定條件下，將相對分子質量較大，沸點較高的烴斷裂為相對分子質子質量較大，沸點較高的烴斷裂為相對分子質量較小，沸點較低的烴過程，又稱催化裂化。量較小，沸點較低的烴過程

4、，又稱催化裂化。（3）石油的裂化和裂解：）石油的裂化和裂解：催化劑催化劑加熱加壓加熱加壓C18H38重油重油C9H20 + C9H18汽油汽油例如：例如： 這里的汽油為裂化汽油，含不飽和鍵；這里的汽油為裂化汽油，含不飽和鍵；通過石油分餾得到的汽油叫直餾汽油，只含通過石油分餾得到的汽油叫直餾汽油，只含飽和鍵。飽和鍵。 石油的裂解石油的裂解（深度的裂化）是將石油分（深度的裂化）是將石油分餾產品在比裂化更高的溫度（餾產品在比裂化更高的溫度（700800甚至更高）下，使烴分子中的化學鍵發生更甚至更高）下，使烴分子中的化學鍵發生更大程度的斷裂，以獲得乙烯丙烯等不飽和小大程度的斷裂，以獲得乙烯丙烯等不飽和

5、小分子烴的過程。分子烴的過程。例如：例如：催化劑催化劑加熱加壓加熱加壓C4H10丁烷丁烷C2H4 +C2H6乙烯乙烯乙烷乙烷 在催化劑作用下，將鏈狀烴結構重新調在催化劑作用下，將鏈狀烴結構重新調整轉化為環狀烴的過程整轉化為環狀烴的過程。（4）石油的催化重整：）石油的催化重整：（1）天然氣的組成：）天然氣的組成：CH4為主。為主。1.1.3 天然氣天然氣（2）天然氣的應用：）天然氣的應用：合成氨，甲醇等。合成氨，甲醇等。1.2 以煤、石油和天然氣為原料生產合成材料以煤、石油和天然氣為原料生產合成材料（1）三大合成材料：）三大合成材料：塑料、合成橡膠和合成纖維。塑料、合成橡膠和合成纖維。（2）合成

6、聚乙烯：）合成聚乙烯：乙烯稱為乙烯稱為單體單體，重復結構單元，重復結構單元CH2=CH2稱稱為為鏈節鏈節；n稱為稱為聚合度聚合度。 聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、合成橡膠等都是烯、聚甲基丙烯酸甲酯、合成橡膠等都是通過通過加聚反應加聚反應制得的，它們都是制得的，它們都是混合物混合物。 以煤、石油和天然氣為原料，合成多種高分子材以煤、石油和天然氣為原料，合成多種高分子材料，使人類在利用自然資源的進程中前進了一大步。料，使人類在利用自然資源的進程中前進了一大步。但是，很多常用塑料在自然環境中降解速率很慢，急但是，很多常用塑料在自然環境中降解速率

7、很慢，急劇增加的廢棄物也造成了巨大的環境壓力。劇增加的廢棄物也造成了巨大的環境壓力。思考與交流：思考與交流：1. 你認為應該限制生產、使用聚苯乙烯塑料你認為應該限制生產、使用聚苯乙烯塑料快餐盒，還是回收利用？請用必要資料和數快餐盒，還是回收利用？請用必要資料和數據作論據。據作論據。2. 目前，回收利用廢舊合成材料有很多途徑，目前，回收利用廢舊合成材料有很多途徑，請查閱資料了解有哪些途徑？并試著從環境請查閱資料了解有哪些途徑？并試著從環境保護和經濟成本等方面作出評價。保護和經濟成本等方面作出評價。3. 結合教材中碳循環示意圖，舉出一些化學結合教材中碳循環示意圖，舉出一些化學反應實例，說明循環過程

8、中碳及其化合物之反應實例，說明循環過程中碳及其化合物之間的轉化，討論這些過程對人類生存、發展間的轉化，討論這些過程對人類生存、發展的意義和作用。的意義和作用。2.1 環境問題：環境問題： 指由于人類不合理地開發和利用自然資指由于人類不合理地開發和利用自然資源而造成的生態環境破壞，以及工農業生產源而造成的生態環境破壞，以及工農業生產和人類生活所造成的環境污染。和人類生活所造成的環境污染。2. 環境保護與綠色化學環境保護與綠色化學 又稱環境友好化學，環境無害化學，又稱環境友好化學，環境無害化學，清潔化學，是用化學的技術和方法去減少清潔化學，是用化學的技術和方法去減少或清除有害物質的生產和使用。或清

9、除有害物質的生產和使用。 利用化學原理從源頭上減少和消除工利用化學原理從源頭上減少和消除工業生產對環境的污染。業生產對環境的污染。2.3 綠色化學的核心：綠色化學的核心：2.2 綠色化學：綠色化學： 指反應物的原子全部轉化為期望的最終指反應物的原子全部轉化為期望的最終產物，這時原子利用率為產物，這時原子利用率為100%。2.4 原子經濟：原子經濟：1.煤、石油和天然氣的組成煤、石油和天然氣的組成2.煤干餾原理及其產品煤干餾原理及其產品3.石油分餾得到的產品及裂化過程石油分餾得到的產品及裂化過程4.綠色化學的核心及原子經濟綠色化學的核心及原子經濟課堂小結課堂小結高考鏈接高考鏈接1（2009天津卷

10、）海水是巨大的資源寶庫，在海水天津卷）海水是巨大的資源寶庫，在海水淡化及綜合利用方面，天津市位居全國前列。從海淡化及綜合利用方面，天津市位居全國前列。從海水中提取食鹽和溴的過程如下：水中提取食鹽和溴的過程如下：（1）請列舉海水淡化的兩種方法：）請列舉海水淡化的兩種方法： 、 。（2）將）將NaCl溶液進行電解，在電解槽中可直接得到溶液進行電解，在電解槽中可直接得到 的產品有的產品有H2、 、 、或、或H2、 。（3）步驟）步驟中已獲得中已獲得Br2，步驟，步驟中又將中又將Br2還原還原 為為Br，其目的為，其目的為 。（4）步驟）步驟用用SO2水溶液吸收水溶液吸收Br2，吸收率可達，吸收率可達

11、95， 有關反應的離子方程式為有關反應的離子方程式為 ，由此反應可知，由此反應可知， 除環境保護外，在工業生產中應解決的主要問題除環境保護外，在工業生產中應解決的主要問題 是是 。（5）某化學研究性學習小組為了解從工業溴）某化學研究性學習小組為了解從工業溴中提純溴的方法，查閱了有關資料，中提純溴的方法，查閱了有關資料，Br2的沸的沸點為點為59。微溶于水，有毒性和強腐蝕性。微溶于水，有毒性和強腐蝕性。他們參觀生產過程后，了如下裝置簡圖：他們參觀生產過程后，了如下裝置簡圖：請你參與分析討論：請你參與分析討論：圖中儀器圖中儀器B的名稱：的名稱： 。整套實驗裝置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡整套實驗裝

12、置中儀器連接均不能用橡膠塞和橡 膠管，其原因是膠管，其原因是 。實驗裝置氣密性良好，要達到提純溴的目的，操作中實驗裝置氣密性良好，要達到提純溴的目的，操作中 如何控制關鍵條件：如何控制關鍵條件： 。C中液體產生顏色為中液體產生顏色為 。為除去該產物中仍殘留的少。為除去該產物中仍殘留的少 量量Cl2，可向其中加入，可向其中加入NaBr溶液，充分反應后，再進溶液，充分反應后，再進 行的分離操作是行的分離操作是 。（1）蒸餾法、電滲析法、離子交換法及其他合）蒸餾法、電滲析法、離子交換法及其他合 理答案中的任意兩種理答案中的任意兩種（2）Cl2 NaOH NaClO（3）富集溴元素）富集溴元素（4）B

13、r2SO22H2O=4HSO422Br 強酸強酸 對設備的嚴重腐蝕對設備的嚴重腐蝕（5）冷凝管）冷凝管 Br2腐蝕橡膠控制溫度計腐蝕橡膠控制溫度計b的溫的溫 度，并收集度，并收集59的餾分深紅棕色分液（或的餾分深紅棕色分液（或 蒸餾）蒸餾）答案：答案：本題考查海水中提取溴的實驗。電解本題考查海水中提取溴的實驗。電解NaCl溶液的方程溶液的方程式為：式為：2NaCl + 2H2O 2NaOH+H2+Cl2，其中，其中Cl2有可能與有可能與NaOH會生成會生成NaClO。步驟。步驟I中的中的Br2的濃度的濃度很小，多次用很小，多次用SO2反復吸收，最終用反復吸收，最終用Cl2處理，則可獲處理，則可

14、獲得大量的工業溴。溴具有強氧化性可以氧化得大量的工業溴。溴具有強氧化性可以氧化SO2，生，生成成H2SO4，因此要注意酸對設備的腐蝕問題。溴具有，因此要注意酸對設備的腐蝕問題。溴具有腐蝕性，可以腐蝕橡膠。蒸餾的目的，就是通過沸點腐蝕性，可以腐蝕橡膠。蒸餾的目的，就是通過沸點不同而提純不同而提純Br2，所以要通過溫度計控制好，所以要通過溫度計控制好Br2沸騰的沸騰的溫度，盡可能使溫度，盡可能使Br2純凈。純凈。解析：解析：2（2009廣東卷）超細氧化鋁是一種重要的功能陶瓷廣東卷）超細氧化鋁是一種重要的功能陶瓷原料。原料。（1）實驗室常以）實驗室常以NH4Al(SO4)2和和NH4HCO3為原料，

15、為原料，在一定條件下先反應生成沉淀在一定條件下先反應生成沉淀NH4AlO(OH)HCO3,該該沉淀高溫分解即得超沉淀高溫分解即得超Al2O3,NH4AlO(OH)HCO3熱分解熱分解的化學反應方程式的化學反應方程式 。（2）NH4Al(SO4)212H2O的相對分子質量為的相對分子質量為453。欲。欲配制配制100mlPH為為2濃度約為濃度約為0.1mol-1的的NH4Al(SO4)2溶溶液液,配制過程為配制過程為用托盤天平稱量用托盤天平稱量NH4Al(SO4)212H2O固體固體 g。將上述固體置于燒杯中將上述固體置于燒杯中 。（3）在）在0.1moll-1NH4Al(SO4)2溶液中，鋁各

16、形態的溶液中，鋁各形態的濃度（以濃度（以Al3計）的對數（計）的對數（lgc）隨溶液）隨溶液ph變化的關變化的關系見下圖系見下圖用用NaOH溶液調節（溶液調節（2）中溶液）中溶液pH至至7，該過，該過程中發生反應的離子方程式有程中發生反應的離子方程式有 請在答題卡的框圖中，畫出請在答題卡的框圖中，畫出0.01moll-1NH4Al(SO4)2溶液中鋁各形態的濃度的對數溶液中鋁各形態的濃度的對數lgc隨隨溶液溶液pH變化的關系圖，并進行必要的標注。變化的關系圖，并進行必要的標注。（1）2NH4AlO(OH)HCO3 2NH3+Al2O3+3H2O+2CO2（2）將）將4.5g固體置于燒杯中，邊加

17、蒸餾水溶解邊用玻固體置于燒杯中，邊加蒸餾水溶解邊用玻 璃棒攪拌，待完全溶解后，用玻璃棒移液至璃棒攪拌，待完全溶解后，用玻璃棒移液至 100ml的容量瓶中，用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒的容量瓶中，用蒸餾水洗滌燒杯和玻璃棒 23次，并將洗滌液轉移到容量瓶中，加蒸餾水至次，并將洗滌液轉移到容量瓶中，加蒸餾水至 刻度線刻度線23cm處應改用膠頭滴管，上下振蕩，靜置處應改用膠頭滴管，上下振蕩，靜置 將配置好的溶液裝入試劑瓶中，并貼上標簽。將配置好的溶液裝入試劑瓶中，并貼上標簽。答案：答案：（3） 作圖要點：起始與最終數值為作圖要點：起始與最終數值為-2；剛開始產生沉淀；剛開始產生沉淀時時PH要增大；完全沉淀

18、和沉淀溶解時的要增大；完全沉淀和沉淀溶解時的PH應與原圖應與原圖一樣；氫氧化鋁完全溶解時的一樣；氫氧化鋁完全溶解時的PH也是不變的二縱座也是不變的二縱座標發生改變，所以線要與原圖有所區別。標發生改變，所以線要與原圖有所區別。解析：解析：（1）解答該題的關鍵是要判斷出反應的產物，由題解答該題的關鍵是要判斷出反應的產物，由題意意NH4AlO(OH)HCO3熱分解的產物應該有熱分解的產物應該有Al2O3，結，結合所學知識可知產物還應有合所學知識可知產物還應有NH3、CO2和和H2O，配平，配平化學方程式得：化學方程式得：2NH4AlO(OH)HCO3 2NH3+Al2O3+3H2O+2CO2（2）注

19、意配置一定物質的量濃度溶液的操作步驟）注意配置一定物質的量濃度溶液的操作步驟地準確性，一般是計算、溶解、轉移、洗滌、定地準確性，一般是計算、溶解、轉移、洗滌、定容、裝瓶。計算時要注意規范，同時要注意托盤容、裝瓶。計算時要注意規范，同時要注意托盤天平的精確度是天平的精確度是0.1g，100ml 0.1mol/LNH4Al(SO4)2中，中，物質的量為物質的量為0.01mol,MNH4Al(SO4)2=453g/mol ，所以所以m（NH4Al(SO4)2）=453g/mol0.01mol=4.53g=4.5g；溶解時要注意玻璃棒攪拌，轉移時注意用到玻璃溶解時要注意玻璃棒攪拌，轉移時注意用到玻璃棒

20、引流，同時還要注意洗滌操作，定容時距刻度棒引流，同時還要注意洗滌操作，定容時距刻度23cm處應改用膠頭滴管，同時還要注意上下震處應改用膠頭滴管，同時還要注意上下震蕩，使之混合均勻，裝瓶時要注意貼上標簽。蕩，使之混合均勻，裝瓶時要注意貼上標簽。（3）從題給圖示可以看出，從題給圖示可以看出，pH至至7時鋁離子完全轉化為時鋁離子完全轉化為氫氧化鋁沉淀，沒有出現沉淀的溶解，又因為銨根離氫氧化鋁沉淀，沒有出現沉淀的溶解，又因為銨根離子水解使溶液顯酸性，所以中性溶液中必須是銨根離子水解使溶液顯酸性，所以中性溶液中必須是銨根離子和一水合氨的混合物，說明必需有銨根離子與氫氧子和一水合氨的混合物，說明必需有銨根

21、離子與氫氧根的反應。該過程中發生反應的離子方程式為：根的反應。該過程中發生反應的離子方程式為： Al3+ +3OH-=Al(OH)3；NH4+ +OH-=NH3H2O作圖時注意作圖時注意NH4Al(SO4)2濃度的變化，由于濃度變濃度的變化，由于濃度變為為0.01moll-1，所以起始與最終數值為，所以起始與最終數值為-2，又因為，又因為Al3+濃度減少減少為濃度減少減少為0.01moll-1，而溶度積常數不變，所，而溶度積常數不變，所以剛開始產生沉淀時以剛開始產生沉淀時pH要增大。而完全沉淀和沉淀溶要增大。而完全沉淀和沉淀溶解時的解時的PH應與原圖一樣不能改變，但注意氫氧化鋁應與原圖一樣不能

22、改變，但注意氫氧化鋁完全溶解時的完全溶解時的PH也是不變的二縱座標發生改變，所也是不變的二縱座標發生改變，所以線要與原圖有所區別。以線要與原圖有所區別。3 (2009海南卷海南卷)工業上常用氨氧化法生產硝酸，其過程包括氨的催工業上常用氨氧化法生產硝酸，其過程包括氨的催化氧化（催化劑為鉑銠合金絲網）、一氧化氮的氧化化氧化（催化劑為鉑銠合金絲網）、一氧化氮的氧化和水吸收二氧化氮生成硝酸。請回答下列問題：和水吸收二氧化氮生成硝酸。請回答下列問題：（1）氨催化氧化的化學方程式為）氨催化氧化的化學方程式為 ：（2）原料氣中空氣必須過量，其主要原因是）原料氣中空氣必須過量，其主要原因是 ；（3）將鉑銠合金

23、做成薄絲網的主要原因是）將鉑銠合金做成薄絲網的主要原因是 ；（4）水吸收二氧化氮生成硝酸為放熱反應，其化學方）水吸收二氧化氮生成硝酸為放熱反應，其化學方 程式為程式為 ，為了提高水對二氧化氮的吸收，為了提高水對二氧化氮的吸收 率，可采取的措施為率，可采取的措施為 （答（答2項）。項）。（1）4NH35O2 4NO6H2O（2）提高氨的轉化率和一氧化氮的轉化率）提高氨的轉化率和一氧化氮的轉化率（3）增大單位質量的催化劑與反應物的接觸面積）增大單位質量的催化劑與反應物的接觸面積（4）3NO2H2O=2HNO3NO 加壓加壓 降溫降溫答案：答案：（1）（2）根據平衡原理，增大反應物的濃度，平衡向正）

24、根據平衡原理，增大反應物的濃度，平衡向正 反應方向移動，以提高原料的轉化率；反應方向移動，以提高原料的轉化率；（3）這是為了增大鉑銠合金的表面積，使接觸面積）這是為了增大鉑銠合金的表面積，使接觸面積 增大，提升催化的效果；增大，提升催化的效果；（4）為了提高吸收率，可根據溶解過程放熱采用降）為了提高吸收率，可根據溶解過程放熱采用降 溫處理，且氣體的吸收可用加壓的方式。溫處理，且氣體的吸收可用加壓的方式。解析：解析：1.含有碳元素的混合物是含有碳元素的混合物是 （ ）二氧化碳二氧化碳 石灰石石灰石 甲烷天然氣甲烷天然氣 一氧化碳一氧化碳 石油石油 乙醇乙醇 煤煤 醋酸醋酸 水煤氣水煤氣A. B.

25、 C. D. D課堂練習課堂練習2.下列各組物質中均屬于有機物的是下列各組物質中均屬于有機物的是 （ ） A. 乙酸，乙醇，淀粉乙酸，乙醇，淀粉 B. 金剛石，水，天然氣金剛石，水，天然氣C. 大理石，干冰，一氧化碳大理石，干冰，一氧化碳 D. 酒精，煤氣，塑料酒精，煤氣，塑料A3.下列燃料燃燒不會造成環境污染的是（下列燃料燃燒不會造成環境污染的是（ ） A. 煤煤 B. 酒精酒精 C. 汽油汽油 D. 氫氣氫氣DBD4.下列燃料中不屬于礦物燃料的是（下列燃料中不屬于礦物燃料的是（ ） A. 天然氣天然氣 B. 煤煤 C. 石油石油 D. 酒精酒精5.下列各氣體屬于純凈物的是下列各氣體屬于純凈

26、物的是 （ ）A. 天然氣天然氣 B. 水煤氣水煤氣 C. 甲烷甲烷 D. 液化石油氣液化石油氣C6.關于裂化和裂解的敘述中，不正確的是（關于裂化和裂解的敘述中，不正確的是（ ） A. 裂解與裂化的產物中都含有不飽和烴裂解與裂化的產物中都含有不飽和烴B. 裂解與裂化都是為了得到氣態烴裂解與裂化都是為了得到氣態烴C. 裂解與裂化的原料都是石油分餾產品裂解與裂化的原料都是石油分餾產品D. 裂解與裂化都是為了使相對分子質量大的烴斷裂解與裂化都是為了使相對分子質量大的烴斷 裂成相對分子質量小的烴裂成相對分子質量小的烴B7.按照綠色化學原則，下列反應符合最理想原子經按照綠色化學原則，下列反應符合最理想原

27、子經濟性的是（濟性的是（ ） A. 乙烯與氧氣在銀催化作用下生成環氧乙烷乙烯與氧氣在銀催化作用下生成環氧乙烷B.乙烷與氯氣反應制備氯乙烷乙烷與氯氣反應制備氯乙烷C苯與乙醇在一定條件下生產乙苯苯與乙醇在一定條件下生產乙苯D乙醇與濃硫酸共熱制備乙烯乙醇與濃硫酸共熱制備乙烯A8.綠色化學的目標是（綠色化學的目標是（ ） A減少對環境的污染減少對環境的污染B防患于未然，最終杜絕化學污染源防患于未然，最終杜絕化學污染源C設計對人類健康和環境更安全的化合物設計對人類健康和環境更安全的化合物D研究變換基本原料和起始化合物研究變換基本原料和起始化合物B9. 如何防止鐵的銹蝕是工業上研究的重點內容。為如何防止鐵

28、的銹蝕是工業上研究的重點內容。為研究鐵銹蝕的影響因素，某同學做了如下探究實驗研究鐵銹蝕的影響因素，某同學做了如下探究實驗序序號號內容內容實驗現象實驗現象1常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一常溫下將鐵絲放在干燥空氣中一個月個月干燥的鐵絲表面依然光干燥的鐵絲表面依然光亮亮2常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一常溫下將鐵絲放在潮濕空氣中一小時小時 鐵絲表面依然光亮鐵絲表面依然光亮 3常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中常溫下將鐵絲放在潮濕的空氣中一個月一個月鐵絲表面已變得灰暗鐵絲表面已變得灰暗4將潮濕的鐵絲放在常溫的氧氣流將潮濕的鐵絲放在常溫的氧氣流中一小時中一小時鐵絲表面略顯灰暗鐵絲表面略顯灰暗5將潮濕的鐵絲放在高于常溫的氧將潮濕的鐵絲放在高于常溫的氧氣流中一小時氣流中一小