人教版高一年级化学必修二第四章第二节资源综合利用环境保护课件（共51页ppt）
文档属性
| 名称 | 人教版高一年级化学必修二第四章第二节资源综合利用环境保护课件（共51页ppt） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 10.8MB | ||
| 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 | 2020-05-17 12:28:26 | ||
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文档简介
(共51张PPT)
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
学习目标
1.了解煤、石油、天然气的加工过程及产品的用途等
2.了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料
3.认识环境污染的类型、原因及危害。了解绿色化学的内涵，提高环境保护的自觉性
工业生产需要大量的原料，消耗大量的能源，生产过程会产生大量的废水废气废渣，处理不当就会污染环境，保护自然环境已成为实现人类可持续发展的重要课题
气候变暖
赤潮
臭氧层空洞
酸雨
迄今为止，以煤、石油、天然气为主的化石能源（古生物化石沉积而来）仍是人类使用的主要能源，同时，他们也是基本化工原料的重要来源，是不可再生能源。若将其作燃料直接燃烧，不仅造成能源的浪费，燃烧过程产生的废气（SO2、CO、NO2、H2S等）和烟尘等也会严重污染环境，随着化石能源的不断消耗，人类面临着严重的资源和环境危机，因此，采用高效的洁净技术实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染是人类面临的重大挑战
一、煤、石油、天然气的综合利用
1.煤的组成及其综合利用
3.石油的组成及其综合利用
2.天然气的组成及其综合利用
化石燃料的综合利用
4.以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
1.煤的组成及其综合利用
煤
有机物：以碳元素为主，含有少量氢、氧、氮、硫等元素
少量无机物：Si、Al、Ca、Fe等元素
煤的种类 泥煤 褐煤
烟煤 无烟煤
C% 50-60 60-70
74-92 90-98
烟煤
无烟煤
泥煤
褐煤
包括： ①煤的干馏；
②煤的气化和液化；
煤的综合利用的主要途径
煤的结构模型
煤中有机质的基本结构单元是以芳香族稠环为核心，周围连有杂环及各种官能团的大分子。这种特定的分子结构使其在隔绝空气的条件下，通过加强热使之分解，能获得固体产品（如焦炭或半焦），大量的煤气，以及具有经济价值的化工原料和液体燃料。煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源
煤的干馏过是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化。它包含了复杂的化学变化和物理变化，从煤干馏产物中可获得重要的化工原料
①煤的干馏
P95表4-2
上层为澄清透明的水溶液下层为黄褐色粘稠的油状物煤焦油
煤干馏的主要产品和用途
煤炭气化是指煤在一定条件下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽或空气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为气体的过程（CO、H2、CH4、N2等），涉及的主要反应为：碳与水蒸气反应生成水煤气
C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)
高温
②煤的气化和液化
煤的气化和液化是高效.清洁地利用煤炭的重要途径，可大大提高煤炭的利用率，使用方便，减少空气污染，节约能源
煤的液化分为煤的直接液化和间接液化
直接液化是将煤与H2在催化剂作用下通过加氢裂化直接转化为液体燃料， 煤直接液化过程主要采用的是加氢手段，因此又称煤的加氢液化法。
间接液化是以煤为原料，先将煤转化为H2和CO，再在催化剂作用下通过化学合成产生液体燃料或其他化工产品的过程，如合成CH3OH、汽油、柴油、液化石油气等，如：
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(l)
催化剂
煤的气化和液化
煤间接液化前景十分诱人
2.天然气的组成及其综合利用
分布：在中国广袤的土地和管辖海域内，蕴藏着丰富的天然气资源，我国是一个天然气资源大国；天然气主要分布在中国的中西盆地。
组成：主要成分是甲烷（80-97%），含少量乙烷、丙烷和丁烷，及硫化氢、二氧化碳、氮、水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体（如氦和氖等）
用途：
①燃料：清洁的化石燃料
②化工原料：合成氨气；生产甲醇；以甲烷为原料，合成两碳或多碳有机物
使用天然气时，通常添加硫醇、四氢噻吩等添加气味便于泄漏检测
LNG公交车是以液化天然气为燃料的公共汽车
合成氨气：
3.石油的组成及其综合利用
组成：石油主要含碳氢元素，是各种烷烃、环烷烃及芳香烃组成的混合物，其中，大部分为液态烃，其中溶有少量的气态和固态烃 ，另外还含少量硫、氧、氮、磷、钒等元素。
石油的综合利用
概念 目的
分馏 利用原油中各组分沸点不同进行分离的过程 获得汽油煤油柴油等含碳原子少的轻质油
催化裂化 将含碳原子较多，沸点较高的烃断裂为含碳原子数较少沸点较低的烃的过程（温度一般小于500℃） 提高轻质液体燃料的产量，特别是汽油的产量（如裂化汽油）
裂解 深度裂化（温度一般 在700-1000℃）
乙烯、丙烯、 1，3丁二烯、甲烷等基本化工原料
催化重整 在加热和催化剂作用下，通过结构的重新调整使链状烃转化为环状烃的过程 苯的同系物及其他芳香烃等
灌装煤气：液化石油气（主要成分是丙烷，丁烷，丙烯、丁烯等，还含有少量硫化氢）经过降温和加压进入钢瓶，钢瓶内压强约为大气压强的7-8倍
原油分馏及裂化产品和用途示意图（课本P96）
在烃分子里，含碳原子数越少的沸点越低，含碳原子数越多的沸点越高。
给石油加热时，低沸点的烃先气化，经过冷凝先分离出来
继续加热和冷凝，可把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。这一操作过程叫做分馏。
分馏出来的各种成分叫馏分（仍是混合物）
1．石油的分馏
（1）温度计的位置：温度计测馏分的温度，水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处；
（2）石油为易燃易爆物，加热前检查装置气密性，防止空气进入，造成危险
(3)加入碎瓷片防止瀑沸
（4）加热前先通冷却水，再开始加热，停止加热后，继续通入一段时间冷却水，冷却水下进上出，使水充满冷凝管，水流方向与蒸汽方向相反，提高冷凝效率
C16H34
C8H18+C8H16
催化剂
加热、加压
催化剂
加热、加压
C8H18
C4H10+ C4H8
2.石油的催化裂化
3.石油的裂解
催化剂
加热、加压
CH4+ C3H6
C4H10
C4H10
催化剂
加热、加压
C2H4+ C2H2
思考：1.怎么鉴别直馏汽油和裂化汽油
来源 主要成分 能否使溴水、酸性高锰酸钾褪色
直馏汽油 原油直接分馏 C5-C11的烷烃 不能
裂化汽油 重油催化裂化 C5-C11的烷烃和烯烃 能
2.比较三馏（蒸馏、分馏、干馏）的异同
名称 蒸馏 分馏 干馏
含义 把液体加热到沸腾变为蒸汽，再使蒸汽冷却凝结成液体的操作 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 把固态混合物（如煤、木材）隔绝空气加强热使之分解的过程
适用范围 被蒸馏混合物中至少含一种组分为液体；各组分沸点差别较大 多组分沸点不同的混合物 煤、木材等固态混合物
变化类型 物理变化 物理变化 主要是化学变化
常用装置
名称 来源 主要成分 用途
高炉煤气 炼铁高炉（炼铁副产品） CO、CO2、N2 燃料(热值低)
水煤气 水煤气炉（焦炭与水蒸气反应） H2、CO 燃料、化工原料
天然气 天然气田、油田 CH4 燃料、化工原料
液化石油气 石油炼制厂 4个C及以下烷烃 燃料、化工原料
焦炉气 炼焦炉（煤的干馏） H2、CO、CH4、C2H2 燃料、化工原料
裂解气 裂解炉（重油裂解） 主要是甲烷及碳二至碳五烯烃和烷烃 化工原料
3.六气的主要成分
合成材料相对分子质量很大，属于高分子材料；根据材料来源不同
分为天然高分子材料和合成高分子材料。棉花、羊毛、天然橡胶等属于
天然高分子材料，而日常接触到的塑料、合成纤维、粘合剂、涂料
等是合成高分子材料。
4.以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
塑料、合成橡胶和合成纤维这三大合成材料，都主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。
合成高分子材料常见的方法有加聚反应和缩聚反应
塑料的主要成分是合成树脂，再添加某些具有特定用途的添加剂（如增塑剂、防老化剂等）；
常见的塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）、酚醛塑料（电木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。
聚乙烯
单体：CH2＝CH2
聚乙烯
n CH2＝ CH2
[ CH2－CH2 ]n
链节：－CH2－CH2－
聚合度：n
催化剂
无毒，化学稳定性好，适合做食品和药物的包装材料常见制品：手提袋、水管、油桶、饮料瓶（钙奶瓶）、日常用品等。
加热、加压
通过加成反应形成相对分子质量巨大的高分子化合物的反应称为加成聚合反应，简称加聚反应
聚氯乙烯（PVC）
单体: CH2=CHCl
PVC应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。另外，聚氯乙烯塑料制品在较高温度下，如50℃左右就会慢慢分解出氯化氢气体，对人体有害，因此聚氯乙烯制品不宜作为食品的包装物。
Cl
[ CH2－CH ]n
聚丙烯：
单体：
CH2＝CHCH3
CH3
[ CH2－CH ]n
。
无毒、无味，密度小，可在100度左右使用..适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件，可用于食具。常见制品：盆、桶、家具、薄膜、编织袋、瓶盖、汽车保险杠等
聚苯乙烯
单体：
CH2=CH
C6H5
聚苯乙烯（PS）包括普通聚苯乙烯，发泡聚苯乙烯（EPS)，高抗冲聚苯乙烯（HIPS）及间规聚苯乙烯（SPS）
普通聚苯乙烯树脂为无毒，无臭，无色的透明颗粒，电绝缘性能好，易着色，耐化学腐蚀性好。不足之处在于性脆，耐热性差等。
常见制品：一次性泡沫饭盒等、家电外壳、电气配件等
[ CH2－CH ]n
聚甲基丙烯酸甲酯
（有机玻璃）
单体：
CH2=C
CH3
COOCH3
透光性好，不易破裂，但耐磨性能差，能溶于多种有机溶剂，可用来制造飞机、汽车玻璃，光学仪器和许多日常生活用品。
CH3
COOCH3
[ CH2－C ]n
通用橡胶
特种橡胶
丁苯橡胶
顺丁橡胶
聚异戊二烯橡胶
合成
橡胶
天然橡胶（主要成分是聚异戊二烯）
橡胶
合成橡胶
聚硫橡胶：有耐油性
硅橡胶：有耐热、耐寒性
合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面，但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能，广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中
腈纶(合成羊毛) 、锦纶(尼龙)、涤纶(的确良)、维纶（合成棉花）、氯纶、丙纶
涤纶
腈纶
合成纤维
合成纤维具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水等优点，每一种材料还具有各自独特的性能。从日常生活到工业生产和国防科技等领域也有很多用途。
缩聚反应：单体之间通过缩合反应生成高分子化合物，同时生成小分子物质(如H2O、HX等)的反应叫缩合聚合反应，简称缩合反应
合成涤纶
加聚反应单体的判断①把高分子结构单元中两端的短线去掉
③根据碳原子的四价规则，把超过四价的地方断开，即得到对应的反应物即单体。上述结构中不合理的为②处，断开后可得单体：CH2===CH2、CH3—CH===CH2。 以上方法可概括为“单键变双键，双键变单键，碳超四价断，支链不变动。”
使用合成材料对环境的影响及治理
白色污染是指难降解的塑料垃圾污染环境的现象。是指生活中各类塑料制品使用后随意丢弃，难于降解处理，导致环境破坏，严重污染的现象。治理“白色污染”主要应从减少使用和加强回收两方面进行。从长久来看，逐步以可降解塑料取代现在普遍使用的塑料，从根本上解决“白色污染”的问题。
塑料的分类回收
环境保护与绿色化学
环境问题的含义：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。
环境问题 主要污染物 主要危害
温室效应 CO2 气候变暖，海平面上升
酸雨 SO2、NOx 水质土壤酸化、破坏建筑物等
臭氧层破坏 氟氯代烷、NOx 紫外线辐射增强
光化学烟雾 碳氢化合物和氮氧化物 损害人和动物的健康
白色污染 废弃塑料 难降解，潜在危害较多
赤潮和水华 含N、P的污水 水体污染，生态异常，威胁人类健康
环境保护、常见的环境污染问题
环境保护的任务：
①环境监测：环境监测的主要任务是对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据，以了解环境的污染情况，研究污染物的存在、分布和转化规律以及消除和控制污染
②三废的治理
废水废气废渣统称为工业三废，它们是主要的环境污染物。工业三废可以采用酸碱中合法、氧化还原法、沉淀法等来处理，还可以利用化学方法将废弃物转化为资源来利用
③寻找从源头上治理环境污染的生产工艺
从人类生产活动的角度说，污染物的排放大都是从物质的工业生产开始的，实施清洁生产既能满足人们的物质需求，又可以合理使用自然资源，同时能从根本上解决环境问题
思考与交流：
硫氧化物和氮氧化物（NOx）是形成酸雨的主要物质。工业上常利用他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
我国酸雨类型主要属于硫酸型，主要采取燃料预脱硫、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3等吸收脱硫
机动车辆尾气中的氮氧化物是光化学烟雾主要污染物，一般采用CH4、
H2、NH3等在Pt、Pd等的催化作用下使氮氧化物还原，转化为N2、CO2、
H2O等无害气体
绿色化学
(1)绿色化学的核心：利用化学原理从源头减少和消除工业生产对环境的污染
(2)原子经济
原子经济就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，使原子利用率达到100%。原子利用率=（期望产物的总质量/生成物的总质量）×100%
原子经济性反应
高选择性反应
反应过程
安全的生产工艺
无毒无害原料
可再生资源
应用无毒无害的催化剂
应用无毒无害的溶剂
环境友好产品（安全、能降解、可再利用）
提高能源的利用率
反应物
反应产物
绿色化学对化学反应的要求
思考与交流
（1）计算两种工艺的原子利用率？（2）举出原子利用率为100%的化学反应类型？（3）原子利用率和产率相同吗
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：
总反应可表示为：
现代石油化工采用银做催化剂，可以实现一步完成：
（1）①25.43%②100%
（2）化合反应；加成反应；加聚反应
（3）不相同
原子利用率=（期望产物的总质量/生成物的总质量）×100%
产率=（产品的实际产量/产品的理论产量）×100%
1.下列转化不属于煤或石油的综合利用的是( ) A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭 B．在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料 C．将煤变为煤饼作燃料 D．将石油裂解制得乙烯等化工原料 解析 煤的干馏和煤的液化属于煤的综合利用，而将煤变成煤饼作燃料是为了提高煤的利用率，不属于综合利用；石油裂解属于石油的综合利用。 答案 C
课堂检测
2.下列说法中错误的是( ) A．石油是混合物，石油分馏得到的汽油也是混合物 B．含C20以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油 C．焦炭是煤干馏的一种重要产品 D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来 答案 D 解析 石油通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料，但产量不高。通常采用裂化的方法，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃，提高汽油的产量。煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤焦油是含有多种芳香族化合物的混合物，可以生产芳香族化合物苯和甲苯。
3.化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是( ) A．CO2属于大气污染物 B．酸雨是pH小于7的雨水 C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成 D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧 解析 常见的大气污染物有：颗粒物、二氧化硫、三氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、碳氢化合物等。二氧化碳不属于大气污染物，A错误；酸雨是pH小于5.6的降雨，B错误；酸雨是由氮的氧化物和硫的氧化物引起的，二氧化碳不会引起酸雨，C错误；全球气温变暖的温室效应，城市中的热岛效应，还有海洋中的厄尔尼诺现象和拉尼娜现象等其产生都和二氧化碳的排放有关系，D正确。 答案 D
4.在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是( ) ①置换反应 ②化合反应 ③分解反应 ④取代反应 ⑤加成反应 ⑥加聚反应 ⑦酯化反应 A．②⑤⑥ B．②④⑤ C．只有⑥ D．只有⑥⑦ 答案 A 解析 据四种基本反应类型的定义即判断出只有化合反应产物唯一。在有机反应类型中，取代反应、酯化反应、水解反应的产物均不唯一，而加成产物、加聚产物唯一，反应物中的原子全部转化成期望的最终产物，即原子利用率为100%。
课堂小结
资源综合利用
环境保护
干馏
气化
液化
分馏
裂化、裂解
化工原料
燃料
催化重整
煤的综合利用
石油的综合利用
天然气的
综合利用
环境保护
绿色化学
环境监测
三废治理
核心
原则
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
学习目标
1.了解煤、石油、天然气的加工过程及产品的用途等
2.了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料
3.认识环境污染的类型、原因及危害。了解绿色化学的内涵，提高环境保护的自觉性
工业生产需要大量的原料，消耗大量的能源，生产过程会产生大量的废水废气废渣，处理不当就会污染环境，保护自然环境已成为实现人类可持续发展的重要课题
气候变暖
赤潮
臭氧层空洞
酸雨
迄今为止，以煤、石油、天然气为主的化石能源（古生物化石沉积而来）仍是人类使用的主要能源，同时，他们也是基本化工原料的重要来源，是不可再生能源。若将其作燃料直接燃烧，不仅造成能源的浪费，燃烧过程产生的废气（SO2、CO、NO2、H2S等）和烟尘等也会严重污染环境，随着化石能源的不断消耗，人类面临着严重的资源和环境危机，因此，采用高效的洁净技术实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染是人类面临的重大挑战
一、煤、石油、天然气的综合利用
1.煤的组成及其综合利用
3.石油的组成及其综合利用
2.天然气的组成及其综合利用
化石燃料的综合利用
4.以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
1.煤的组成及其综合利用
煤
有机物：以碳元素为主，含有少量氢、氧、氮、硫等元素
少量无机物：Si、Al、Ca、Fe等元素
煤的种类 泥煤 褐煤
烟煤 无烟煤
C% 50-60 60-70
74-92 90-98
烟煤
无烟煤
泥煤
褐煤
包括： ①煤的干馏；
②煤的气化和液化；
煤的综合利用的主要途径
煤的结构模型
煤中有机质的基本结构单元是以芳香族稠环为核心，周围连有杂环及各种官能团的大分子。这种特定的分子结构使其在隔绝空气的条件下，通过加强热使之分解，能获得固体产品（如焦炭或半焦），大量的煤气，以及具有经济价值的化工原料和液体燃料。煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源
煤的干馏过是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化。它包含了复杂的化学变化和物理变化，从煤干馏产物中可获得重要的化工原料
①煤的干馏
P95表4-2
上层为澄清透明的水溶液下层为黄褐色粘稠的油状物煤焦油
煤干馏的主要产品和用途
煤炭气化是指煤在一定条件下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽或空气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为气体的过程（CO、H2、CH4、N2等），涉及的主要反应为：碳与水蒸气反应生成水煤气
C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g)
高温
②煤的气化和液化
煤的气化和液化是高效.清洁地利用煤炭的重要途径，可大大提高煤炭的利用率，使用方便，减少空气污染，节约能源
煤的液化分为煤的直接液化和间接液化
直接液化是将煤与H2在催化剂作用下通过加氢裂化直接转化为液体燃料， 煤直接液化过程主要采用的是加氢手段，因此又称煤的加氢液化法。
间接液化是以煤为原料，先将煤转化为H2和CO，再在催化剂作用下通过化学合成产生液体燃料或其他化工产品的过程，如合成CH3OH、汽油、柴油、液化石油气等，如：
CO(g) + 2H2(g) CH3OH(l)
催化剂
煤的气化和液化
煤间接液化前景十分诱人
2.天然气的组成及其综合利用
分布：在中国广袤的土地和管辖海域内，蕴藏着丰富的天然气资源，我国是一个天然气资源大国；天然气主要分布在中国的中西盆地。
组成：主要成分是甲烷（80-97%），含少量乙烷、丙烷和丁烷，及硫化氢、二氧化碳、氮、水气和少量一氧化碳及微量的稀有气体（如氦和氖等）
用途：
①燃料：清洁的化石燃料
②化工原料：合成氨气；生产甲醇；以甲烷为原料，合成两碳或多碳有机物
使用天然气时，通常添加硫醇、四氢噻吩等添加气味便于泄漏检测
LNG公交车是以液化天然气为燃料的公共汽车
合成氨气：
3.石油的组成及其综合利用
组成：石油主要含碳氢元素，是各种烷烃、环烷烃及芳香烃组成的混合物，其中，大部分为液态烃，其中溶有少量的气态和固态烃 ，另外还含少量硫、氧、氮、磷、钒等元素。
石油的综合利用
概念 目的
分馏 利用原油中各组分沸点不同进行分离的过程 获得汽油煤油柴油等含碳原子少的轻质油
催化裂化 将含碳原子较多，沸点较高的烃断裂为含碳原子数较少沸点较低的烃的过程（温度一般小于500℃） 提高轻质液体燃料的产量，特别是汽油的产量（如裂化汽油）
裂解 深度裂化（温度一般 在700-1000℃）
乙烯、丙烯、 1，3丁二烯、甲烷等基本化工原料
催化重整 在加热和催化剂作用下，通过结构的重新调整使链状烃转化为环状烃的过程 苯的同系物及其他芳香烃等
灌装煤气：液化石油气（主要成分是丙烷，丁烷，丙烯、丁烯等，还含有少量硫化氢）经过降温和加压进入钢瓶，钢瓶内压强约为大气压强的7-8倍
原油分馏及裂化产品和用途示意图（课本P96）
在烃分子里，含碳原子数越少的沸点越低，含碳原子数越多的沸点越高。
给石油加热时，低沸点的烃先气化，经过冷凝先分离出来
继续加热和冷凝，可把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。这一操作过程叫做分馏。
分馏出来的各种成分叫馏分（仍是混合物）
1．石油的分馏
（1）温度计的位置：温度计测馏分的温度，水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处；
（2）石油为易燃易爆物，加热前检查装置气密性，防止空气进入，造成危险
(3)加入碎瓷片防止瀑沸
（4）加热前先通冷却水，再开始加热，停止加热后，继续通入一段时间冷却水，冷却水下进上出，使水充满冷凝管，水流方向与蒸汽方向相反，提高冷凝效率
C16H34
C8H18+C8H16
催化剂
加热、加压
催化剂
加热、加压
C8H18
C4H10+ C4H8
2.石油的催化裂化
3.石油的裂解
催化剂
加热、加压
CH4+ C3H6
C4H10
C4H10
催化剂
加热、加压
C2H4+ C2H2
思考：1.怎么鉴别直馏汽油和裂化汽油
来源 主要成分 能否使溴水、酸性高锰酸钾褪色
直馏汽油 原油直接分馏 C5-C11的烷烃 不能
裂化汽油 重油催化裂化 C5-C11的烷烃和烯烃 能
2.比较三馏（蒸馏、分馏、干馏）的异同
名称 蒸馏 分馏 干馏
含义 把液体加热到沸腾变为蒸汽，再使蒸汽冷却凝结成液体的操作 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 把固态混合物（如煤、木材）隔绝空气加强热使之分解的过程
适用范围 被蒸馏混合物中至少含一种组分为液体；各组分沸点差别较大 多组分沸点不同的混合物 煤、木材等固态混合物
变化类型 物理变化 物理变化 主要是化学变化
常用装置
名称 来源 主要成分 用途
高炉煤气 炼铁高炉（炼铁副产品） CO、CO2、N2 燃料(热值低)
水煤气 水煤气炉（焦炭与水蒸气反应） H2、CO 燃料、化工原料
天然气 天然气田、油田 CH4 燃料、化工原料
液化石油气 石油炼制厂 4个C及以下烷烃 燃料、化工原料
焦炉气 炼焦炉（煤的干馏） H2、CO、CH4、C2H2 燃料、化工原料
裂解气 裂解炉（重油裂解） 主要是甲烷及碳二至碳五烯烃和烷烃 化工原料
3.六气的主要成分
合成材料相对分子质量很大，属于高分子材料；根据材料来源不同
分为天然高分子材料和合成高分子材料。棉花、羊毛、天然橡胶等属于
天然高分子材料，而日常接触到的塑料、合成纤维、粘合剂、涂料
等是合成高分子材料。
4.以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
塑料、合成橡胶和合成纤维这三大合成材料，都主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。
合成高分子材料常见的方法有加聚反应和缩聚反应
塑料的主要成分是合成树脂，再添加某些具有特定用途的添加剂（如增塑剂、防老化剂等）；
常见的塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）、酚醛塑料（电木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。
聚乙烯
单体：CH2＝CH2
聚乙烯
n CH2＝ CH2
[ CH2－CH2 ]n
链节：－CH2－CH2－
聚合度：n
催化剂
无毒，化学稳定性好，适合做食品和药物的包装材料常见制品：手提袋、水管、油桶、饮料瓶（钙奶瓶）、日常用品等。
加热、加压
通过加成反应形成相对分子质量巨大的高分子化合物的反应称为加成聚合反应，简称加聚反应
聚氯乙烯（PVC）
单体: CH2=CHCl
PVC应用非常广泛。在建筑材料、工业制品、日用品、地板砖、人造革、管材、电线电缆、包装膜、瓶、发泡材料、密封材料、纤维等方面均有广泛应用。另外，聚氯乙烯塑料制品在较高温度下，如50℃左右就会慢慢分解出氯化氢气体，对人体有害，因此聚氯乙烯制品不宜作为食品的包装物。
Cl
[ CH2－CH ]n
聚丙烯：
单体：
CH2＝CHCH3
CH3
[ CH2－CH ]n
。
无毒、无味，密度小，可在100度左右使用..适于制作一般机械零件,耐腐蚀零件和绝缘零件，可用于食具。常见制品：盆、桶、家具、薄膜、编织袋、瓶盖、汽车保险杠等
聚苯乙烯
单体：
CH2=CH
C6H5
聚苯乙烯（PS）包括普通聚苯乙烯，发泡聚苯乙烯（EPS)，高抗冲聚苯乙烯（HIPS）及间规聚苯乙烯（SPS）
普通聚苯乙烯树脂为无毒，无臭，无色的透明颗粒，电绝缘性能好，易着色，耐化学腐蚀性好。不足之处在于性脆，耐热性差等。
常见制品：一次性泡沫饭盒等、家电外壳、电气配件等
[ CH2－CH ]n
聚甲基丙烯酸甲酯
（有机玻璃）
单体：
CH2=C
CH3
COOCH3
透光性好，不易破裂，但耐磨性能差，能溶于多种有机溶剂，可用来制造飞机、汽车玻璃，光学仪器和许多日常生活用品。
CH3
COOCH3
[ CH2－C ]n
通用橡胶
特种橡胶
丁苯橡胶
顺丁橡胶
聚异戊二烯橡胶
合成
橡胶
天然橡胶（主要成分是聚异戊二烯）
橡胶
合成橡胶
聚硫橡胶：有耐油性
硅橡胶：有耐热、耐寒性
合成橡胶一般在性能上不如天然橡胶全面，但它具有高弹性、绝缘性、气密性、耐油、耐高温或低温等性能，广泛应用于工农业、国防、交通及日常生活中
腈纶(合成羊毛) 、锦纶(尼龙)、涤纶(的确良)、维纶（合成棉花）、氯纶、丙纶
涤纶
腈纶
合成纤维
合成纤维具有强度高、弹性好、耐磨、耐化学腐蚀、不发霉、不怕虫蛀、不缩水等优点，每一种材料还具有各自独特的性能。从日常生活到工业生产和国防科技等领域也有很多用途。
缩聚反应：单体之间通过缩合反应生成高分子化合物，同时生成小分子物质(如H2O、HX等)的反应叫缩合聚合反应，简称缩合反应
合成涤纶
加聚反应单体的判断①把高分子结构单元中两端的短线去掉
③根据碳原子的四价规则，把超过四价的地方断开，即得到对应的反应物即单体。上述结构中不合理的为②处，断开后可得单体：CH2===CH2、CH3—CH===CH2。 以上方法可概括为“单键变双键，双键变单键，碳超四价断，支链不变动。”
使用合成材料对环境的影响及治理
白色污染是指难降解的塑料垃圾污染环境的现象。是指生活中各类塑料制品使用后随意丢弃，难于降解处理，导致环境破坏，严重污染的现象。治理“白色污染”主要应从减少使用和加强回收两方面进行。从长久来看，逐步以可降解塑料取代现在普遍使用的塑料，从根本上解决“白色污染”的问题。
塑料的分类回收
环境保护与绿色化学
环境问题的含义：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。
环境问题 主要污染物 主要危害
温室效应 CO2 气候变暖，海平面上升
酸雨 SO2、NOx 水质土壤酸化、破坏建筑物等
臭氧层破坏 氟氯代烷、NOx 紫外线辐射增强
光化学烟雾 碳氢化合物和氮氧化物 损害人和动物的健康
白色污染 废弃塑料 难降解，潜在危害较多
赤潮和水华 含N、P的污水 水体污染，生态异常，威胁人类健康
环境保护、常见的环境污染问题
环境保护的任务：
①环境监测：环境监测的主要任务是对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据，以了解环境的污染情况，研究污染物的存在、分布和转化规律以及消除和控制污染
②三废的治理
废水废气废渣统称为工业三废，它们是主要的环境污染物。工业三废可以采用酸碱中合法、氧化还原法、沉淀法等来处理，还可以利用化学方法将废弃物转化为资源来利用
③寻找从源头上治理环境污染的生产工艺
从人类生产活动的角度说，污染物的排放大都是从物质的工业生产开始的，实施清洁生产既能满足人们的物质需求，又可以合理使用自然资源，同时能从根本上解决环境问题
思考与交流：
硫氧化物和氮氧化物（NOx）是形成酸雨的主要物质。工业上常利用他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
我国酸雨类型主要属于硫酸型，主要采取燃料预脱硫、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3等吸收脱硫
机动车辆尾气中的氮氧化物是光化学烟雾主要污染物，一般采用CH4、
H2、NH3等在Pt、Pd等的催化作用下使氮氧化物还原，转化为N2、CO2、
H2O等无害气体
绿色化学
(1)绿色化学的核心：利用化学原理从源头减少和消除工业生产对环境的污染
(2)原子经济
原子经济就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，使原子利用率达到100%。原子利用率=（期望产物的总质量/生成物的总质量）×100%
原子经济性反应
高选择性反应
反应过程
安全的生产工艺
无毒无害原料
可再生资源
应用无毒无害的催化剂
应用无毒无害的溶剂
环境友好产品（安全、能降解、可再利用）
提高能源的利用率
反应物
反应产物
绿色化学对化学反应的要求
思考与交流
（1）计算两种工艺的原子利用率？（2）举出原子利用率为100%的化学反应类型？（3）原子利用率和产率相同吗
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：
总反应可表示为：
现代石油化工采用银做催化剂，可以实现一步完成：
（1）①25.43%②100%
（2）化合反应；加成反应；加聚反应
（3）不相同
原子利用率=（期望产物的总质量/生成物的总质量）×100%
产率=（产品的实际产量/产品的理论产量）×100%
1.下列转化不属于煤或石油的综合利用的是( ) A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭 B．在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料 C．将煤变为煤饼作燃料 D．将石油裂解制得乙烯等化工原料 解析 煤的干馏和煤的液化属于煤的综合利用，而将煤变成煤饼作燃料是为了提高煤的利用率，不属于综合利用；石油裂解属于石油的综合利用。 答案 C
课堂检测
2.下列说法中错误的是( ) A．石油是混合物，石油分馏得到的汽油也是混合物 B．含C20以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油 C．焦炭是煤干馏的一种重要产品 D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来 答案 D 解析 石油通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料，但产量不高。通常采用裂化的方法，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃，提高汽油的产量。煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤焦油是含有多种芳香族化合物的混合物，可以生产芳香族化合物苯和甲苯。
3.化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是( ) A．CO2属于大气污染物 B．酸雨是pH小于7的雨水 C．CO2、NO2或SO2都会导致酸雨的形成 D．大气中CO2含量的增加会导致温室效应加剧 解析 常见的大气污染物有：颗粒物、二氧化硫、三氧化硫、一氧化碳、一氧化氮、二氧化氮、碳氢化合物等。二氧化碳不属于大气污染物，A错误；酸雨是pH小于5.6的降雨，B错误；酸雨是由氮的氧化物和硫的氧化物引起的，二氧化碳不会引起酸雨，C错误；全球气温变暖的温室效应，城市中的热岛效应，还有海洋中的厄尔尼诺现象和拉尼娜现象等其产生都和二氧化碳的排放有关系，D正确。 答案 D
4.在“绿色化学工艺”中，理想状态是反应物中的原子全部转化为期望的最终产物，即原子利用率为100%。下列反应类型能体现“原子经济性”原则的是( ) ①置换反应 ②化合反应 ③分解反应 ④取代反应 ⑤加成反应 ⑥加聚反应 ⑦酯化反应 A．②⑤⑥ B．②④⑤ C．只有⑥ D．只有⑥⑦ 答案 A 解析 据四种基本反应类型的定义即判断出只有化合反应产物唯一。在有机反应类型中，取代反应、酯化反应、水解反应的产物均不唯一，而加成产物、加聚产物唯一，反应物中的原子全部转化成期望的最终产物，即原子利用率为100%。
课堂小结
资源综合利用
环境保护
干馏
气化
液化
分馏
裂化、裂解
化工原料
燃料
催化重整
煤的综合利用
石油的综合利用
天然气的
综合利用
环境保护
绿色化学
环境监测
三废治理
核心
原则