资源综合利用，环境保护课件
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(共64张PPT)
第二节 资源综合利用 环境保护
第四章
形成：古代动植物经过上亿万年的复杂变化形成的，属不可再生资源
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。
废气、废水、废渣
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
无机物(少量)
有机物
C 元素—大量
H、O、N、S 等元素
—少量
无机盐等
污染环境
COx、NOx、 SO2 、 烟尘
煤的组成
1. 煤的组成
一、煤、石油和天然气的综合利用
煤的“分子结构”
煤的“分子结构”
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
煤直接作燃料——利用率低并污染环境
2.煤的综合利用
煤干馏的产物有哪些？
将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，叫做煤的干馏。
焦炉煤气、煤焦油、焦炭
煤干馏的主要产品和用途
在一定条件下把煤转化为可燃性气体的过程。
主要反应是：
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
高温
煤的气化
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
CO+2H2 CH3OH
催化剂
煤的液化
C(s) + H2O CO(g) + H2(g)
高温
3.天然气的组成及其综合利用
天然气的主要成分是甲烷。
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？
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
可燃冰又称甲烷水化物，多数蕴藏在地球高纬度的永久冻土带或深海海底100－300米的地下。可燃冰是甲烷在低温高压条件下吸入水分子而形成的结晶体。其形成的条件是：一要有数千年前动植物尸骸释放的甲烷气；二要有丰富的水；三要具备低温高压环境。
甲烷分子只有一个碳原子，其燃烧时二氧化碳的排放少，没有硫化物生成。因此，天然可燃冰是一种理想的清洁能源
可燃冰
“可燃冰”外表上看它像冰霜，从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”，由若干水分子组成一个笼子，每个笼子里“关”一个气体分子。
天然气水合物是一个晶体结构。这一天然气水合物的每个单元小室都包含 46 个水分子，构成两个较小的十二面体和 6 个较大的十四面体。
可燃冰的晶体结构
如何开采、利用“可燃冰”开采方案主要有三种
第一是热解法。利用“可燃冰”在加温时分解的特性，使其由固态分解出甲烷蒸汽。但此方法难处在于不好收集。海底的多孔介质不是集中为“一片”，也不是一大块岩石，而是较为均匀地遍布着。如何布设管道并高效收集是急于解决的问题。
方案二是降压法。有科学家提出将核废料埋入地底，利用核辐射效应使其分解。但它们都面临着和热解法同样布设管道并高效收集的问题。
方案三是“置换法”。研究证实，将CO2液化（实现起来很容易），注入1500米以下的洋面（不一定非要到海底），就会生成二氧化碳水合物，它的比重比海水大，于是就会沉入海底。如果将CO2注射入海底的甲烷水合物储层，因CO2较之甲烷易于形成水合物，因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子“挤走”，从而将其置换出来。
但如果“可燃冰”在开采中发生泄露，大量甲烷气体分解出来，经由海水进入大气层。甲烷的温室效应比CO2要大21倍，因此一旦这种泄露得不到控制，全球温室效应将迅速增大，大气升温后，海水温度也将随之升高、地层温度上升，这会造成海底的“可燃冰”的自动分解，引起恶性循环。因此，开采必须要受控，使释放出的甲烷气体都能被有效收集起来。
可见，“可燃冰”带给人类的不仅是新的希望，同样也有新的困难，只有合理的、科学的开发和利用，“可燃冰”才会真正的为人类造福。
4. 石油的组成及其综合利用
（1）石油的组成：
由多种碳氢化合物组成的混合物
气态：石油气
液态：汽油、煤油
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
(2)石油的成分：
（3）石油的综合利用
石油的分馏：利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物分离成简单混合物的过程。
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
注：
石油的分馏是物理变化，裂化、裂解、催化重整是化学变化。
分 馏
混合物
▲
气体
冷凝
液体
气化
原理：加热液体混合物时，沸点低的物质先挥发
变成气态，沸点高的物质不易挥发，而仍留在液
体内，从而达到分离的目的。
注意：①蒸馏与分馏的原理是一致的，都是物理变化：
②蒸馏：适用于不同物质之间沸点相差较大的混合物的
分离，得到的物质为纯净物。
分馏：适用于不同物质之间沸点相差较接近的混合物
的分离，得到的物质为混合物。
比较蒸馏、分馏、干馏
蒸馏 分馏 干馏
操作过程
原理
目的
加热和冷凝 加热和冷凝 隔绝空气
加强热
物理
变化 物理
变化 复杂的物理变化和化学变化
分离 精炼 加工煤
石油分馏示意图
石
油
的
炼
制
（常压分馏）
原油
分馏塔
石油气 (含C4以下烃)
汽油 (含C5～C11的烃)
煤油(含C11～C16 的烃)
柴油(含C15～C18的烃)
重油(含C20以上的烃)
重油
润滑油 (含C15～C20的烃)
凡士林 液态烃和固态烃的混合物；
石 蜡 (含C20～C30的烃)
沥 青 (含C30～C40的烃)
注意：外压越小，物质的沸点越低，降低分馏塔里的压强，使重油在低温下能充分分馏，防止重油在高温下炭化结焦。
（减压分馏）
又称直馏汽油
石油的裂化和裂解
（1）裂化的目的：
（2）裂化的原理：
石油的裂化是
。
在催化剂的作用下将含碳原子多的重油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。
提高轻质液体燃料的产量。
(3)裂解: 深度的裂化。
裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工 基本原料。
C16H34
催化剂
加热、 加压
C8H18
辛烷
+ C8H16
辛烯
有些裂化产物还会继续分解，生成饱和的和不饱和的气态烃 ,故裂化汽油中含有不饱和烃.
C16H34 C8H18 + C8H16
催化剂
加热、加压
十六烷
辛烷
辛烯
C8H18 C4H10 + C4H8
催化剂
加热、加压
丁烷
丁烯
辛烷
C4H10 CH4 + C3H6
催化剂
加热、加压
甲烷
丙烯
丁烷
C4H10 C2H6 + C2H4
催化剂
加热、加压
乙烷
乙烯
丁烷
25%
产量提高
练习
石油加工的主要目的是（ ）
将石油按其成分的沸点不同加以分离
将石油按饱和与不饱和烃加以分离
得到碳原子数多的烃类
将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开
A
石油加工的主要目的是（ ）
将石油按其成分的沸点不同加以分离
将石油按饱和与不饱和烃加以分离
得到碳原子数多的烃类
将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开
用重油制取丙烯的方法是（ ）
A.减压分馏 B.干馏 C.裂化 D.裂解
用重油制取丙烯的方法是（ ）
A.减压分馏 B.干馏 C.裂化 D.裂解
D
CH2
=CH2
CH2
=CH2
CH2
=CH2
+
+
+
……
[ CH2—CH2 ]n
（聚乙烯）
nCH2=CH2
[ CH2—CH2 ]n
（单体）
（链节）
(n 为聚合度)
加成聚合反应（加聚反应）
聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。
此反应属于乙烯的加成反应，所以这种聚合反应又叫加成聚合反应，简称加聚反应。
nCH2=CHCH3
催化剂
[ CH2—CH ]n
CH3
丙烯
聚丙烯
5. 化石燃料的产品——三大合成材料
塑料、合成橡胶、合成纤维
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。
高分子化合物及其特征：
相对分子质量很大,是混合物,无固定的熔沸点。
综合利用的意义：物尽其用、保护资源，
创造出更多产品
聚氯乙烯塑料
聚乙烯塑料
聚丙烯塑料
聚苯乙烯塑料
聚甲基丙烯酸甲酯
（有机玻璃）
单体：
CH2＝C
CH3
COOCH3
聚四氟乙烯
单体：
CF2＝CF2
塑料王
酚醛塑料
单体：
苯酚、甲醛
通过
缩聚反应合成
P98
合
成
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。
思考与交流：
1、目前，回收利用废旧合成材料有很多途径，请查阅资料了解有哪些途径？并试着从环境保护和经济成本等方面作出评价。
2、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？请用必要资料和数据作为论据。
1、回收利用废旧合成材料主要有三种途径：一是通过熔融再生重新作成多种有用的材料；二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；三是将废旧合成材料作为燃料使用。
2.
正方观点举例：
1、生产和使用合成材料可以更加合理的开发和利用自然资源；
2、生产和使用合成材料可以使利用太阳能变的方便、经济和实用；
3、用合成材料替代木材、棉花、天然橡胶等，有利于生态环境的保护。
反方观点举例：
1、生产和使用合成材料等自然界原本没有的物质，超出环境的自然消化能力，这不是科技的进步，而是异化和倒退。
2、废旧合成材料的回收和利用并不容易，甚至有些材料的回收再生成本大大高于制造成本，经济上考虑根本不合算。
3、天然的东西是最好的，我们应该提倡“回归自然”的绿色生活方式，拒绝生产和使用合成材料。
二、环境保护与绿色化学
被污染的小河
乱扔导致的污染
二、环境保护与绿色化学
环境问题的含义
保护环境工作者当前的任务：
（1）对环境情况的检测
（2）三废的治理
（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。
生态环境破坏
环境污染
废气（化学燃料燃烧及工厂废气）
废水（工业废水、生活废水等）
废渣（工业垃圾、生活垃圾等）
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
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）
空气污染最典型的事件是50年 代伦敦的冬季烟雾污染，4天夺走4000多条人命。过后的两个月中，又陆续有8000多人死亡。
时至1952年，伦敦仍用煤发电，距市中心不远有许多工厂，居民家庭用煤取暖，蒸汽机车拖着列车穿梭于伦敦和各大城市之间，对卡车和小汽车尾气污染也不加控制。这些污染源产生大量的碳、硫化物以及其它的化学烟雾漂浮在空气中。12月5日一场浓雾笼罩着伦敦，空气中的污染物与雾混合在一起，彼此产生化学反应。4天后污染浓度增强了10倍，毒性加强。
12月7日市中心能见度降低到5米以下，因而被称为“黑暗的星期日”，汽车无法行驶，泰晤士河上的船也无法航行。烟雾进入了莎士比亚剧场，舞台无法看清，因此正在上演的歌剧《茶花女》演到第一幕结束就被迫中止。
12月10日大雾散去，4000人死亡，其中大部分是老人，感染支气管炎和有关肺部疾病的患者达数千人。
利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进而控制
酸雨等危害。例如：针对我国以煤炭为主、酸雨类型
属于硫酸型的特点，主要采取燃料预脱煤、炉内脱硫
和烟囱排气除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、
NH3、水等吸收脱硫。
CaO+SO2====CaSO3
2CaSO3+O2====2CaSO4
SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3
800 ℃
800 ℃
再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制，
其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因，
它比硫氧化物的消除难度大，一般采用CH4、H2、
NH3等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物还原，
转化为N2、CO2、H2O等无害气体。
CH4+4NO2======4NO+CO2+2H2O
CH4+4NO======2N2+CO2+2H2O
Pt
400~500 ℃
Pt
400~500℃
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！
1998摩洛哥干旱羊上树
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。
从1949年起，位于日本熊本县水俣镇的日本氮肥公司开始制造氯乙烯和醋酸乙烯。由于制造过程要使用含汞（Hg）的催化剂，大量的汞便随着工厂未经处理的废水被排放到了水俣湾。1954年，水俣湾开始出现一种病因不明的怪病，叫"水俣病"，患病的是猫和人，症状是步态不稳、抽搐、手足变形、神经失常、身体弯弓高叫，直至死亡。经过近十年的分析，科学家才确认：工厂排放的废水中的汞是"水俣病"的起因。汞被水生生物食用后在体内被转化成甲基汞（CH3HCl），这种物质通过鱼虾进入人体和动物体内后，会侵害脑部和身体的其他部位，引起脑萎缩、小脑平衡系统被破坏等多种危害，毒性极大。在日本，食用了水俣湾中被甲基汞污染的鱼虾人数达数十万。
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
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
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
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
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
把保护生态环境看成自己的神圣使命，正成为世界上越来越多人的共识。请看 ---
太阳能汽车
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%
原子利用率=期望产物的总质量与
生产物的总质量之比
原子利用率=25.4%
原子利用率=100%
绿色化学对于化学反应提出了“原子经济性”（原子节约）的新
概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转
变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。下列几种生产乙苯
的方法中，原子经济性最好的是（反应均在一定条件下进行）
（ ）
A
＋C2H5Cl→
＋HCl
B
＋C2H5OH→
＋H2O
C
＋CH2＝CH2→
→
D
＋HBr
→
＋H2→
C
原子经济性反应
高选择性反应
无毒无害原料
可再生资源
安全的生产工艺
提高能源的利用率
应用无毒无害的溶剂
应用无毒无害的催化剂
环境友好产品
（安全、能降
解、可再利用）
绿色化学应用于科学研究
1
2
3
4
5
6
7
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”
化学与可持续发展
自然资源
化学变化
获得有用物质
获得能量
综合利用自然资源
环境保护
人
自然
▲
人
自然
▲
保护环境 从我做起
第二节 资源综合利用 环境保护
第四章
形成：古代动植物经过上亿万年的复杂变化形成的，属不可再生资源
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。
废气、废水、废渣
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
无机物(少量)
有机物
C 元素—大量
H、O、N、S 等元素
—少量
无机盐等
污染环境
COx、NOx、 SO2 、 烟尘
煤的组成
1. 煤的组成
一、煤、石油和天然气的综合利用
煤的“分子结构”
煤的“分子结构”
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
煤直接作燃料——利用率低并污染环境
2.煤的综合利用
煤干馏的产物有哪些？
将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，叫做煤的干馏。
焦炉煤气、煤焦油、焦炭
煤干馏的主要产品和用途
在一定条件下把煤转化为可燃性气体的过程。
主要反应是：
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
高温
煤的气化
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
CO+2H2 CH3OH
催化剂
煤的液化
C(s) + H2O CO(g) + H2(g)
高温
3.天然气的组成及其综合利用
天然气的主要成分是甲烷。
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？
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
可燃冰又称甲烷水化物，多数蕴藏在地球高纬度的永久冻土带或深海海底100－300米的地下。可燃冰是甲烷在低温高压条件下吸入水分子而形成的结晶体。其形成的条件是：一要有数千年前动植物尸骸释放的甲烷气；二要有丰富的水；三要具备低温高压环境。
甲烷分子只有一个碳原子，其燃烧时二氧化碳的排放少，没有硫化物生成。因此，天然可燃冰是一种理想的清洁能源
可燃冰
“可燃冰”外表上看它像冰霜，从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”，由若干水分子组成一个笼子，每个笼子里“关”一个气体分子。
天然气水合物是一个晶体结构。这一天然气水合物的每个单元小室都包含 46 个水分子，构成两个较小的十二面体和 6 个较大的十四面体。
可燃冰的晶体结构
如何开采、利用“可燃冰”开采方案主要有三种
第一是热解法。利用“可燃冰”在加温时分解的特性，使其由固态分解出甲烷蒸汽。但此方法难处在于不好收集。海底的多孔介质不是集中为“一片”，也不是一大块岩石，而是较为均匀地遍布着。如何布设管道并高效收集是急于解决的问题。
方案二是降压法。有科学家提出将核废料埋入地底，利用核辐射效应使其分解。但它们都面临着和热解法同样布设管道并高效收集的问题。
方案三是“置换法”。研究证实，将CO2液化（实现起来很容易），注入1500米以下的洋面（不一定非要到海底），就会生成二氧化碳水合物，它的比重比海水大，于是就会沉入海底。如果将CO2注射入海底的甲烷水合物储层，因CO2较之甲烷易于形成水合物，因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子“挤走”，从而将其置换出来。
但如果“可燃冰”在开采中发生泄露，大量甲烷气体分解出来，经由海水进入大气层。甲烷的温室效应比CO2要大21倍，因此一旦这种泄露得不到控制，全球温室效应将迅速增大，大气升温后，海水温度也将随之升高、地层温度上升，这会造成海底的“可燃冰”的自动分解，引起恶性循环。因此，开采必须要受控，使释放出的甲烷气体都能被有效收集起来。
可见，“可燃冰”带给人类的不仅是新的希望，同样也有新的困难，只有合理的、科学的开发和利用，“可燃冰”才会真正的为人类造福。
4. 石油的组成及其综合利用
（1）石油的组成：
由多种碳氢化合物组成的混合物
气态：石油气
液态：汽油、煤油
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
(2)石油的成分：
（3）石油的综合利用
石油的分馏：利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物分离成简单混合物的过程。
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
注：
石油的分馏是物理变化，裂化、裂解、催化重整是化学变化。
分 馏
混合物
▲
气体
冷凝
液体
气化
原理：加热液体混合物时，沸点低的物质先挥发
变成气态，沸点高的物质不易挥发，而仍留在液
体内，从而达到分离的目的。
注意：①蒸馏与分馏的原理是一致的，都是物理变化：
②蒸馏：适用于不同物质之间沸点相差较大的混合物的
分离，得到的物质为纯净物。
分馏：适用于不同物质之间沸点相差较接近的混合物
的分离，得到的物质为混合物。
比较蒸馏、分馏、干馏
蒸馏 分馏 干馏
操作过程
原理
目的
加热和冷凝 加热和冷凝 隔绝空气
加强热
物理
变化 物理
变化 复杂的物理变化和化学变化
分离 精炼 加工煤
石油分馏示意图
石
油
的
炼
制
（常压分馏）
原油
分馏塔
石油气 (含C4以下烃)
汽油 (含C5～C11的烃)
煤油(含C11～C16 的烃)
柴油(含C15～C18的烃)
重油(含C20以上的烃)
重油
润滑油 (含C15～C20的烃)
凡士林 液态烃和固态烃的混合物；
石 蜡 (含C20～C30的烃)
沥 青 (含C30～C40的烃)
注意：外压越小，物质的沸点越低，降低分馏塔里的压强，使重油在低温下能充分分馏，防止重油在高温下炭化结焦。
（减压分馏）
又称直馏汽油
石油的裂化和裂解
（1）裂化的目的：
（2）裂化的原理：
石油的裂化是
。
在催化剂的作用下将含碳原子多的重油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。
提高轻质液体燃料的产量。
(3)裂解: 深度的裂化。
裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工 基本原料。
C16H34
催化剂
加热、 加压
C8H18
辛烷
+ C8H16
辛烯
有些裂化产物还会继续分解，生成饱和的和不饱和的气态烃 ,故裂化汽油中含有不饱和烃.
C16H34 C8H18 + C8H16
催化剂
加热、加压
十六烷
辛烷
辛烯
C8H18 C4H10 + C4H8
催化剂
加热、加压
丁烷
丁烯
辛烷
C4H10 CH4 + C3H6
催化剂
加热、加压
甲烷
丙烯
丁烷
C4H10 C2H6 + C2H4
催化剂
加热、加压
乙烷
乙烯
丁烷
25%
产量提高
练习
石油加工的主要目的是（ ）
将石油按其成分的沸点不同加以分离
将石油按饱和与不饱和烃加以分离
得到碳原子数多的烃类
将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开
A
石油加工的主要目的是（ ）
将石油按其成分的沸点不同加以分离
将石油按饱和与不饱和烃加以分离
得到碳原子数多的烃类
将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开
用重油制取丙烯的方法是（ ）
A.减压分馏 B.干馏 C.裂化 D.裂解
用重油制取丙烯的方法是（ ）
A.减压分馏 B.干馏 C.裂化 D.裂解
D
CH2
=CH2
CH2
=CH2
CH2
=CH2
+
+
+
……
[ CH2—CH2 ]n
（聚乙烯）
nCH2=CH2
[ CH2—CH2 ]n
（单体）
（链节）
(n 为聚合度)
加成聚合反应（加聚反应）
聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。
此反应属于乙烯的加成反应，所以这种聚合反应又叫加成聚合反应，简称加聚反应。
nCH2=CHCH3
催化剂
[ CH2—CH ]n
CH3
丙烯
聚丙烯
5. 化石燃料的产品——三大合成材料
塑料、合成橡胶、合成纤维
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。
高分子化合物及其特征：
相对分子质量很大,是混合物,无固定的熔沸点。
综合利用的意义：物尽其用、保护资源，
创造出更多产品
聚氯乙烯塑料
聚乙烯塑料
聚丙烯塑料
聚苯乙烯塑料
聚甲基丙烯酸甲酯
（有机玻璃）
单体：
CH2＝C
CH3
COOCH3
聚四氟乙烯
单体：
CF2＝CF2
塑料王
酚醛塑料
单体：
苯酚、甲醛
通过
缩聚反应合成
P98
合
成
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。
思考与交流：
1、目前，回收利用废旧合成材料有很多途径，请查阅资料了解有哪些途径？并试着从环境保护和经济成本等方面作出评价。
2、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？请用必要资料和数据作为论据。
1、回收利用废旧合成材料主要有三种途径：一是通过熔融再生重新作成多种有用的材料；二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；三是将废旧合成材料作为燃料使用。
2.
正方观点举例：
1、生产和使用合成材料可以更加合理的开发和利用自然资源；
2、生产和使用合成材料可以使利用太阳能变的方便、经济和实用；
3、用合成材料替代木材、棉花、天然橡胶等，有利于生态环境的保护。
反方观点举例：
1、生产和使用合成材料等自然界原本没有的物质，超出环境的自然消化能力，这不是科技的进步，而是异化和倒退。
2、废旧合成材料的回收和利用并不容易，甚至有些材料的回收再生成本大大高于制造成本，经济上考虑根本不合算。
3、天然的东西是最好的，我们应该提倡“回归自然”的绿色生活方式，拒绝生产和使用合成材料。
二、环境保护与绿色化学
被污染的小河
乱扔导致的污染
二、环境保护与绿色化学
环境问题的含义
保护环境工作者当前的任务：
（1）对环境情况的检测
（2）三废的治理
（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。
生态环境破坏
环境污染
废气（化学燃料燃烧及工厂废气）
废水（工业废水、生活废水等）
废渣（工业垃圾、生活垃圾等）
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
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）
空气污染最典型的事件是50年 代伦敦的冬季烟雾污染，4天夺走4000多条人命。过后的两个月中，又陆续有8000多人死亡。
时至1952年，伦敦仍用煤发电，距市中心不远有许多工厂，居民家庭用煤取暖，蒸汽机车拖着列车穿梭于伦敦和各大城市之间，对卡车和小汽车尾气污染也不加控制。这些污染源产生大量的碳、硫化物以及其它的化学烟雾漂浮在空气中。12月5日一场浓雾笼罩着伦敦，空气中的污染物与雾混合在一起，彼此产生化学反应。4天后污染浓度增强了10倍，毒性加强。
12月7日市中心能见度降低到5米以下，因而被称为“黑暗的星期日”，汽车无法行驶，泰晤士河上的船也无法航行。烟雾进入了莎士比亚剧场，舞台无法看清，因此正在上演的歌剧《茶花女》演到第一幕结束就被迫中止。
12月10日大雾散去，4000人死亡，其中大部分是老人，感染支气管炎和有关肺部疾病的患者达数千人。
利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进而控制
酸雨等危害。例如：针对我国以煤炭为主、酸雨类型
属于硫酸型的特点，主要采取燃料预脱煤、炉内脱硫
和烟囱排气除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、
NH3、水等吸收脱硫。
CaO+SO2====CaSO3
2CaSO3+O2====2CaSO4
SO2+2NH3+H2O====(NH4)2SO3
800 ℃
800 ℃
再如，机动车辆的尾气排放也同样需要控制，
其中的氮氧化物还是光化学污染的主要成因，
它比硫氧化物的消除难度大，一般采用CH4、H2、
NH3等在Pt、Pd等催化作用下是氮氧化物还原，
转化为N2、CO2、H2O等无害气体。
CH4+4NO2======4NO+CO2+2H2O
CH4+4NO======2N2+CO2+2H2O
Pt
400~500 ℃
Pt
400~500℃
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。
返回
水！
1998摩洛哥干旱羊上树
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。
从1949年起，位于日本熊本县水俣镇的日本氮肥公司开始制造氯乙烯和醋酸乙烯。由于制造过程要使用含汞（Hg）的催化剂，大量的汞便随着工厂未经处理的废水被排放到了水俣湾。1954年，水俣湾开始出现一种病因不明的怪病，叫"水俣病"，患病的是猫和人，症状是步态不稳、抽搐、手足变形、神经失常、身体弯弓高叫，直至死亡。经过近十年的分析，科学家才确认：工厂排放的废水中的汞是"水俣病"的起因。汞被水生生物食用后在体内被转化成甲基汞（CH3HCl），这种物质通过鱼虾进入人体和动物体内后，会侵害脑部和身体的其他部位，引起脑萎缩、小脑平衡系统被破坏等多种危害，毒性极大。在日本，食用了水俣湾中被甲基汞污染的鱼虾人数达数十万。
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
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
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
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
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
把保护生态环境看成自己的神圣使命，正成为世界上越来越多人的共识。请看 ---
太阳能汽车
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%
原子利用率=期望产物的总质量与
生产物的总质量之比
原子利用率=25.4%
原子利用率=100%
绿色化学对于化学反应提出了“原子经济性”（原子节约）的新
概念及要求。理想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转
变成所需产物，不产生副产物，实现零排放。下列几种生产乙苯
的方法中，原子经济性最好的是（反应均在一定条件下进行）
（ ）
A
＋C2H5Cl→
＋HCl
B
＋C2H5OH→
＋H2O
C
＋CH2＝CH2→
→
D
＋HBr
→
＋H2→
C
原子经济性反应
高选择性反应
无毒无害原料
可再生资源
安全的生产工艺
提高能源的利用率
应用无毒无害的溶剂
应用无毒无害的催化剂
环境友好产品
（安全、能降
解、可再利用）
绿色化学应用于科学研究
1
2
3
4
5
6
7
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”
化学与可持续发展
自然资源
化学变化
获得有用物质
获得能量
综合利用自然资源
环境保护
人
自然
▲
人
自然
▲
保护环境 从我做起