人教版必修2化学课件:第4章第2节 《资源综合利用 环境保护》(共63张PPT)

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名称 人教版必修2化学课件:第4章第2节 《资源综合利用 环境保护》(共63张PPT)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 化学
更新时间 2016-02-25 22:49:45

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课件63张PPT。第2节 资源综合利用 环境保护(课时1)第四章 化学与自然资源的开发利用1.认识煤、石油、天然气是人类能源的主要来源,能书写简单代表物燃烧方程式。
2.了解煤的成分,知道煤的干馏、液化、气化的作用和意义。
3.了解石油的成分,清楚石油的分馏、裂化、裂解醇的概念及分类。 本课从当今的社会性问题——能源和环境问题引入,直面介绍当今的三大主要化石能源——煤、石油、天然气。首先从组成元素分析煤的成分,之后学习煤的综合利用的具体方法——煤的干馏、煤的气化和液化。再让学生学习石油的综合利用,石油通过分馏的方法获得汽油、没有、柴油等轻质液体燃料,但产量不高。石油可以进一步通过裂化、裂解可以获得不饱和烃。简要学习下天然气的工业用途。
在介绍石油的综合利用时,对裂化汽油和直馏汽油进行比较,能更清楚的知道他们的异同。还对蒸馏、分馏、干馏进行比较,能更加清晰的理解他们的含义和区别。当前地球正面临的严重问题:化石能源越来越少
环境问题越来越严重
保护环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题煤、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、环境污染三废:废气、废水、废渣一、煤的综合利用
1.煤的组成 组成元素:主要是碳元素;(还有少量的H、O、N、P、S、卤素等)
组成成分:是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物。煤的结构模型无机物(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煤的干馏实验装置图实验装置1实验装置22.煤的综合利用
(1)煤的干馏
①煤的干馏原理:
把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。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、焦炭表4-2 煤干馏的主要产品和用途(2)煤的气化:将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。 水 煤 气在一定条件下将煤转化液体燃料的过程。分为直接液化和间接液化。 (3)煤的液化:如: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答案:
①减少了煤燃烧产生的SO2、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等污染物的排放。
②提高了煤燃烧的热效率。煤的气化、液化就是使煤变成清洁能源的有效途径,煤的燃烧效率也得以提高。
③提取了煤中的化学原料。在加工煤炭以及使用煤作燃料的过程中,对产生的煤灰、煤渣、废气、废液等都加以合理的处理和利用,做到既消除污染又保护环境。煤的综合利用有什么重要意义?阅读教材P96资料卡片—甲烷水合物。用途:
(1)化石燃料
(2)化工原料:合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物
(3)可燃冰CH4·nH2O二、天然气的综合利用天然气灶液化天然气公交车俄天然气管道通向中国德国天然气汽车三、石油的综合利用
1.石油的组成元素: 主要是碳、氢元素是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。(还有水分、盐分等杂质)石油的主要成分:2.石油的炼制(除水脱盐后)结合P96图—46思考:石油分馏的产品有哪些及其用途?石油分馏示意图(1)石油的分馏:
利用原油中各组分沸点的不同,将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。石油的常压蒸馏产品:重油的减压蒸馏产品:燃料油、柴油、润滑油、石蜡、沥青。你了解直馏汽油吗?蒸馏、分馏和干馏有什么区别和联系?答案:蒸馏:把液体加热到沸腾变为蒸气,再使蒸气冷却凝结成液体的操作。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到使混合物分离或除杂质的目的。被蒸馏的混合物中至少要有一种组分为液体。各组分沸点差别越大,挥发出的物质(馏分)越纯。若不同组分之间沸点差别小,或不同组分互溶形成恒沸液体,馏分则不纯。
分馏:对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为两种或多种馏分而达到混合物分离或除杂质的目的。
干馏:把固态混合物(如煤、木材)隔绝空气加强热使它分解的过程叫做干馏。
蒸馏与分馏同属物理变化,干馏过程往往发生复杂的物理、化学变化。蒸馏、分馏和干馏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(2)石油的催化裂化在催化剂作用下,将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油等。裂化的目的:提高轻质液体燃料的产量。什么叫裂化汽油和直馏汽油?怎样鉴别它们?答案:
通过分馏得到的汽油叫直馏汽油,直馏汽油中没有不饱和烃。通过裂化得到的汽油叫裂化汽油,裂化汽油中含有不饱和烃。鉴别它们可以使用溴水,能使溴水褪色的为裂化汽油,不能使溴水褪色的为直馏汽油。(3)石油的裂解(深度的裂化)用比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少的气态烃分子和少量的液态,获取有机化工原料,如乙烯等裂解的目的:
获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。乙烯的产量是一个国家石化水平的标志(4)石油的催化重整: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,如苯除去原油中的盐和水,减少能耗及对设备的腐蚀。利用加热和冷凝,把石油分成不同沸点范围的产物。石油气,汽油,煤油,柴油,石蜡油、润滑油、重油等。轻质液体燃料(裂化汽油)在一定条件下使用催化剂并加热,把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。采用比裂化更高的温度,使其中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子乙烯、丙烯、丁二烯等(有机化工的原料)重油原油原油燃料油、润滑油石油炼制在加热和催化剂作用下,对直链烷烃的结构进行重新调整,使其转化成带支链的烷烃或环状烃。燃料油、润滑油苯的同系物及其它芳香烃注:石油的分馏是物理变化,催化裂化、裂解、催化重整是化学变化。②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。(5)石油重要产品:(3)高分子化合物中的几个化学用语(以聚乙烯为例)
①单体:聚合成高分子化合物的小分子化合物,如
____________。
②链节:高分子化合物中的最小重复单元,如
________________。
③聚合度:高分子化合物中的链节数,如聚乙烯中的n。CH2==CH2 —CH2—CH2— 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。加聚反应三大合成材料:塑料、合成橡胶、合成纤维。综合利用的意义:物尽其用、保护资源,创造出更多产品。聚丙烯单体:CH2=CHCH3聚苯乙烯单体:聚甲基丙烯酸甲酯
(有机玻璃)单体:资源 煤天然气 化石燃料 石油 干馏资源的综合利用 气化 液化 化工原料 石油分馏 裂化裂解 催化重整1.石油加工的主要目的是( )
A.将石油按其成分的沸点不同加以分离
B.将石油按饱和与不饱和烃加以分离
C.得到碳原子数多的烃类
D.将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开AD3.石油裂解的目的是( )
A.提高轻质液体燃料的产量
B.主要提高汽油的产量
C.获得短链不饱和烃
D.改善汽油的质量C2.用重油制取丙烯的方法是( )
A.减压分馏 B.干馏 C.裂化 D.裂解第四章 化学与自然资源的开发利用第2节 资源综合利用 环境保护(课时2)1.了解环境污染问题的一些具体情况。
2.认识化学能帮助解决对环境产生的负面影响。
3.了解绿色化学对社会发展的重要意义。 本课主要是以介绍为主,主要介绍一些当下环境问题,从一些环境未被污染的地方的美好图片欣赏美好的大自然风光,再转折致受现代工业污染的环境的图片,这样能让学生有一点的心灵感触从而开始这堂课的学习。紧接着让学生知道当今社会上环境污染的现状,并根据不同的依据对产生的环境污染现象进行分类。引导学生明白对环境防治要比治理更好,正确指引学生生活生产中应该要有绿色化学理念。
在介绍环境污染的情况时,对一些具体的环境问题详细解析,并找到化学上的解决方法。一、环境保护
1.在环境问题面前,化学工作者所面临的重要问题在环境问题日益突出的今天,化学工作者所面临的重要任务是______
_____的检测、_______的治理、寻找从源头上治理________
的生产工艺。
2.化学在三废治理过程中的重要作用。环境三废环境污染环境保护与绿色化学情况二、环境保护与绿色化学1.环境:主要是指人类的生存环境。
2.环境问题:主要是指由于人类不合理开发和利用自然资源而造成生态环境的破坏,以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染问题。
3.环境污染:人类排放的污染物质超过了环境的自净能力,引起环境质量发生不良变化从而危害人类健康和生存的现象。因此,要随时进行环境监测!!!
如:水华、赤潮、酸雨、光化学烟雾……环境污染的分类:按环境要素:分大气污染、水体污染、土壤污染。
按人类活动分:工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。
按造成污染的性质、来源分:化学污染、生物污染、物理污染(噪声、放射性、热、电磁波等)、固体废物污染、能源污染。1.硫氧化物和氮氧化物是形成酸雨的主要物质 。工业上常利用它们与一些廉价易得的化学物质发生反应加以控制、消除或回收利用。请举例说明这些方法的化学反应原理和类型。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。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。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。 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%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,这时原子利用率为100%。思考与交流乙烯生产环氧乙烷以乙烯为原料生产环氧乙烷,经典的方法是氯代乙醇法,包括以下两步反应:原子利用率=25.4%原子利用率=100%你学过的无机反应基本类型和有机反应的类型中,哪些反应类型符合绿色化学的理念?答案:无机反应中的化合反应、有机反应中的加成反应和加聚反应。1.环境污染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。2.绿色化学防治优于治理美化环境 从我做起1.“绿色化学”是指从技术、经济上设计可行的化学反应,尽可能减少对环境的负作用。下列化学反应,不符合绿色化学概念的是( )
A.消除硫酸厂尾气排放;SO2+NH3+H2O=(NH4)2SO3
B.消除制硝酸工业尾气的氮氧化物污染
NO2+NO+NaOH =2NaNO2+H2O
C.制CuSO4;Cu+2H2SO4(浓)=CuSO4+SO2↑+2H2O
D.制CuSO4;2Cu+O2=2CuO;CuO+H2SO4(稀)=CuSO4+H2OC C中有污染物SO2放出,不符合“绿色化学”的概念。 2.保护环境是每一个公民的责任,下列做法:①推广使用无磷洗涤剂;②城市生活垃圾分类处理;③推广使用一次性木质筷子;④推广使用清洁能源;⑤过量使用化肥、农药;⑥推广使用无氟冰箱。其中有利于保护环境的是( )
A.①②④⑤ B.②③④⑥
C.①②④⑥ D.③④⑤⑥
3.绿色化学的目标是( )
A.减少对环境的污染
B.防患于未然,最终杜绝化学污染源
C.设计对人类健康和环境更安全的化合物
D.研究变换基本原料和起始化合物C B 绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。 4.空气污染下列叙述错误的是( )
A.温室效应是CO具有增高地球温度的效应造成的
B.破坏臭氧层的主要物质是氟氯烃等物质
C.CO能与血红蛋白形成稳定的化合物,降低血液输入氧的能力
D.酸雨主要是雨水与SO3或SO2反应,最终形成的H2SO4、还有少
量的NO2及CO2和水反应生成的HNO3与H2CO3造成的C 解析:A温室效应是CO2浓度增高所致。D中含硫的物质燃烧生成SO2,SO2在一些催化剂作用下生成SO3,SO3被水吸收成H2SO4或SO2与水反应生成H2SO3,H2SO3再被氧化成H2SO4。空气中NO2(汽车尾气)与H2O反应生成HNO3或NO和O2,水反应生成HNO3。