第八章化學與可持續發展

第一節

海水資源的開發利用煤、石油和天然氣的綜合利用學習目標1、知道海水淡化的意義和方法。2、掌握從海水中提取溴的原理。3、了解煤、石油和天然氣的組成及綜合利用。

核心素養1、科學探究：認識海水資源的多樣性和分散性；不斷創新海水資源開發利用的途徑和方法。2、社會責任：通過煤、石油和天然氣的綜合利用和海水資源保護意識和合理開發，建立可持續發展意識和綠色化學觀念，并能對與此有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷。海洋中的水資源和化學資源1Kg海水中所含物質海洋約占地球表面積的71%，海水中水的儲量約占地球總水量的97%，約1.3×1018t。海水淡化目的：從海水中提取淡水方法：蒸餾法、離子交換法、電滲析法直接用作冷卻水蒸餾法的成本較高，已逐漸被離子交換法和電滲析法代替。（—）海水資源的開發利用1.海水水資源的利用蒸餾操作原理(1)主要儀器：A：

；B：直形冷凝管；C：

。(2)冷凝水的流向：

口進，

口出。(3)A中加入碎瓷片的目的是

。蒸餾燒瓶錐形瓶ab防止液體暴沸2.海水化學資源的開發利用(1)海水中的化學元素海水中元素主要元素：______常量元素：

、

、

、

、S、Ca、Br、C、

Sr、B、F等11種元素微量元素：鈾元素、碘元素等O、HCl

NaKMg①氯堿工業：2NaCl＋2H2O2NaOH＋H2↑＋Cl2↑制鈉和氯氣：___________________________制鹽酸：H2＋Cl22HCl制漂白劑(84)：2NaOH＋Cl2===NaCl＋NaClO＋H2O(2)海水中提取物質及綜合利用工業上規模提取Br2的常用方法是空氣吹出法，主要步驟有：(1)濃縮：海水曬鹽和海水淡化過程中的副產物Br－得到濃縮。(2)氧化：向酸化的濃縮海水中通入適量的氯氣，使溴離子轉化為溴單質，離子方程式為

。(3)富集：向含溴單質的水溶液中通入熱空氣或者水蒸氣，將溴單質吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔內，以達到進一步富集的目的。方程式為

。(4)提取：向吸收塔內的溶液中通入適量的氯氣，方程式為

。2Br－＋Cl2==2Cl—＋Br2Br2＋SO2＋2H2O==2HBr＋H2SO43.從海水中提取溴2Br－＋Cl2==2Cl—＋Br2二氧化硫和水酸和氯氣溴的蒸氣冷凝器富溴海水（即曬鹽母液）吹出塔吸收塔蒸餾塔熱空氣溴化氫溶液氯氣和水蒸氣液溴工藝流程如下：4.海水提取鎂曬鹽母液生石灰貝殼或者石灰石Mg（OH)2鹽酸MgCl2通電

電解金屬鎂主要反應：2.CaO+H2O===Ca（OH)23.2OH-+Mg2+===Mg(OH)2↓4.Mg(OH)2+2HCl===MgCl2+2H2O1.CaCO3===CaO+CO2↑

高溫MgCl2===Mg+Cl2↑

通電分類：無煙煤、煙煤、褐煤、泥煤等物質組成：有機物和少量無機物元素組成：主要含碳元素，還含少量

等元素氫、氧、氮、硫1、

煤的綜合利用(1)煤的分類

與組成(二）煤、石油和天然氣的綜合利用（1）煤的干餾將煤隔絕空氣加強熱使它分解的過程（1000℃以上）產品主要成分用途出爐煤氣焦爐氣氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳氣體燃料、化工原料粗氨水氨、銨鹽化肥、炸藥、染料、醫藥、農藥、合成材料粗苯苯、甲苯、二甲苯煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚類、萘染料、醫藥、農藥、合成材料瀝青筑路材料、碳素電極焦炭碳冶金、合成氨造氣、電石、燃料煤干餾的主要產品和用途2.煤的化學加工（2）煤的氣化在一定條件下把煤中的有機物轉化為可燃性氣體的過程。（3）煤的液化在一定條件下將煤轉化為液體燃料直接液化：煤與氫氣作用生成液體燃料主要反應是：C(s)+H2O(g)

CO(g)+H2(g)

高溫間接液化：

將煤先轉化為CO和H2，再經催化合成甲醇CO+2H2

CH3OH（甲醇）一定條件水煤氣

煤綜合利用的意義①減少煤直接燃燒產生的大量SO2、NOx、碳的氧化物和粉塵等污染物的排放。②提高煤燃燒的效率——煤的氣化、液化都是使煤變成清潔能源的有效途徑，煤的燃燒效率也有很大的提高。③生產基本化工原料——通過煤的干餾，獲得大量的基本化工原料。天然氣的主要成分是甲烷2.天然氣的綜合利用可燃冰綜合利用：A.燃料——清潔能源B.化工原料：分解獲得炭黑、H2；是合成甲醇

或者合成兩碳或多碳等有機物的原料。3.石油的綜合利用(1)石油的組成石油被譽為工業的血液，是由

組成的復雜混合物。多種烴(2)石油的加工：利用石油中各組分

不同進行分離①分餾原理產品常壓：石油氣、

、

、

、重油減壓：柴油、燃料油、石蠟、潤滑油、瀝青沸點汽油

煤油

柴油②裂化目的：提高

的產量原理：汽油C16H34十六烷C8H18辛烷＋C8H16辛烯分餾是物理變化乙烯C4H10丁烷＋C4H8丁烯③裂解目的：生產

等氣態化工原料原理：C8H18辛烷C4H10丁烷C2H6乙烷＋C2H4乙烯C4H10丁烷CH4甲烷＋C3H6丙烯④催化重整目的：使

轉化為_______產品：

或

等化工原料鏈狀烴環狀烴苯甲苯裂化、裂解、重整是化學變化石油的分餾、裂化、裂解總結方法原理原料目的分餾常壓利用加熱和冷凝，把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產物原油得到不同沸點范圍的蒸餾產品減壓重油裂化熱裂化在一定條件下，把相對分子質量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質量小、沸點低的烴重油提高汽油的產量催化裂化裂解(深度裂化)在高溫下，把長鏈分子的烴斷裂為各種短鏈的氣態烴和液態烴含直鏈烷烴的石油分餾產品獲得短鏈不飽和烴1.石油裂化的主要目的（

）石油裂解的主要目的（

）石油催化重整的主要目的（

）A.獲得更多汽油等輕質油產品

B.獲得更多芳香烴

C.獲得更多小分子烯烴

D.獲得潤滑油產品A課堂練習CB2.地球上的大部分水是以海水形式存在的，若能找到海水淡化的大規模生產方法，將極大地緩解目前人類面臨的水資源日益緊缺的狀況。下列有關海水淡化的方法在原理上完全不可行的是（

）A.加明礬使海水中的鹽分沉淀而淡化B.利用太陽能使海水蒸餾淡化C.將海水緩慢凝固以獲取淡化的飲用水D.將海水通過離子交換樹脂，以除去所含離子A3.海水是一個巨大的化學資源庫，下列有關海水綜合利用的說法正確的是（

）A.利用海水獲得精制鹽過程中只有物理變化B.利用海水提溴過程都是化學變化