1、第四章第四章 化学与自然资源的开发利用化学与自然资源的开发利用第二节第二节 资源综合利用资源综合利用 环境保护环境保护第第1 1课时课时新课标人教版高中化学课件系列新课标人教版高中化学课件系列化学化学 必修必修2 21当前地球正面临的严重问题：当前地球正面临的严重问题：化石能源越来越少化石能源越来越少环境问题越来越严重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保护环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题展的重要课题从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-52 煤、石油和天然气煤、石油和天然气仍然是人类仍然是人类使用的使用的主要能源主要能
2、源，也是三种重要的，也是三种重要的化石燃料化石燃料优点优点:提供能量、化工原料提供能量、化工原料缺点缺点:不可再生、环境污染不可再生、环境污染从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-53一、煤的综合利用一、煤的综合利用1、煤的组成、煤的组成 组成元素组成元素:主要是碳元素；（还有少主要是碳元素；（还有少量的量的H、O、N、P、S、卤素等）、卤素等）组成成分：是由多种有机物、无机组成成分：是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物。物组成的复杂混合物。煤的结构模型煤的结构模型从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023
3、-5-54污染环境污染环境COx、NOx、SO2 烟尘烟尘煤的组成煤的组成1 1、煤的组成、煤的组成从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-55煤的综合利用煤的综合利用煤的干馏煤的干馏煤的气化煤的气化煤的液化煤的液化获得洁净的燃料和获得洁净的燃料和多种化工原料多种化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-56煤的干馏实验装置图煤的干馏实验装置图实验装置实验装置1实验装置实验装置22 2、煤的综合利用、煤的综合利用（1 1）煤的干馏）煤的干馏煤的干馏原理：煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过
4、程。把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-57煤干馏的产物有哪些？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，将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，叫做叫做煤的干馏。煤的干馏。焦炉煤气、煤焦油、焦炭焦炉煤气、煤焦油、焦炭从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-58表表4-2 4-2 煤干馏的主要产品和用途煤干馏的主要产品和用途从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-59从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和
5、天然气中获得基本化工原料2023-5-510（2）煤的气化：）煤的气化：将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)高温高温水水 煤煤 气气从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-511 在一定条件下在一定条件下将煤转化液体燃料的过程。将煤转化液体燃料的过程。分为直接液化和间接液化。分为直接液化和间接液化。（3）煤的液化：）煤的液化：C(sC(s)+H)+H2 2O O CO(gCO(g)+H)+H2 2(g)(g)高温如：如：直接液化直接液化间接液化间接液化煤与氢气作
6、用生成液体燃料煤与氢气作用生成液体燃料 先转化为先转化为COCO和和H2，再在催化剂作用下，再在催化剂作用下 合成甲醇合成甲醇CO+2H2 CH3OH催化剂催化剂从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-512从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-513从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-514二、石油的综合利用二、石油的综合利用1、石油的组成元素、石油的组成元素:主要是碳、氢元素主要是碳、氢元素是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合是由各种烷烃、环烷烃
7、和芳香烃组成的混合物。（还有水分、盐分等杂质）物。（还有水分、盐分等杂质）石油的主要成分：石油的主要成分：2、石油的炼制、石油的炼制(除水脱盐后除水脱盐后)从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-515结合结合P96图图46思考：思考：石油分石油分馏的产馏的产品有哪品有哪些及其些及其用途？用途？从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-516从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-517石油分馏示意图石油分馏示意图从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油
8、和天然气中获得基本化工原料2023-5-518从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-519你了解直馏汽油吗？你了解直馏汽油吗？从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-520从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-521从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-522从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-523 你了解裂化汽油吗？你了解裂化汽油吗？裂化的目的：裂化的目
9、的：提高轻质液体燃料的产量。提高轻质液体燃料的产量。从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-524从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-525 从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-526裂解的目的：裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料获得乙烯、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乙烯的产量是一个国家石化水平的标志从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-527从煤、石
10、油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-528从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-529从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-530过程过程原理原理原料原料产品及用途产品及用途脱水脱水脱盐脱盐分馏分馏催化裂催化裂化化裂解裂解催化重催化重整整除去原油中的盐和水，减少能耗除去原油中的盐和水，减少能耗及对设备的腐蚀。及对设备的腐蚀。利用加热和冷凝，把石油分成利用加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物。不同沸点范围的产物。石油气，石油气，汽油，煤油，汽油，煤油，柴油
11、柴油，石蜡油、润滑，石蜡油、润滑油、重油等。油、重油等。轻质液体燃料轻质液体燃料（裂化汽油）（裂化汽油）在一定条件下使用催化剂并加热，把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大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。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、丙烯等小分子长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子乙烯、丙烯、丁乙烯、丙烯、丁二烯等（有机化二烯等（有机化工的原料）工的原料）重油重油原油原油原油原油燃料油、燃料油、润滑油润滑油石油炼制在加热和催化剂作用下，对直链在加热和催化剂作用下
12、，对直链烷烃的结构进行重新调整，使其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。转化成带支链的烷烃或环状烃。燃料油、燃料油、润滑油润滑油注：注：石油的分馏是物石油的分馏是物理变化，催化裂理变化，催化裂化、裂解、催化化、裂解、催化重整是化学变化。重整是化学变化。从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-531阅读教材阅读教材P96资料卡片资料卡片甲烷水合物。甲烷水合物。用途：用途：（1）化石燃料）化石燃料（2）化工原料：合成氨、生产甲）化工原料：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物醇、合成多个碳原子的有机化合物（3）可燃冰可燃冰CH
13、4nH2OCH4H2O CO 3H2催化剂催化剂高温高温三、天然气的综合利用三、天然气的综合利用从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-532天然气灶天然气灶液化天然液化天然气公交车气公交车从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-533俄天然气俄天然气管道通向管道通向中国中国德国天然气汽车德国天然气汽车从煤、石油和天然气中获得基本化工原料从煤、石油和天然气中获得基本化工原料2023-5-534四、合成材料四、合成材料1、原料：、原料：。2、合成材料基本特征：、合成材料基本特征：。3、合成材料的合成原理：
14、、合成材料的合成原理：。例如：乙烯合成聚乙烯例如：乙烯合成聚乙烯 ，丙烯合成聚丙烯丙烯合成聚丙烯 。石油、煤、天然气石油、煤、天然气相对分子质量很大，属于高分子化合物相对分子质量很大，属于高分子化合物加聚、缩聚加聚、缩聚以煤、石油和天然气为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-5354 4、聚乙烯与高分子化合物、聚乙烯与高分子化合物（1 1）聚乙烯的生成）聚乙烯的生成CH2=CH2CH2=CH2CH2=CH2+CH2CH2 nnCH2=CH2 催化剂 CH2CH2 n聚乙烯聚乙烯（2 2）高分子化合物及其特征）高分子化合物及其特征 催化剂 以煤、石油和天然气为原料生
15、产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-536CHCH2 2=CHCH2 2 CHCH2 2CHCH2 2 以煤、石油和天然气为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-537l 聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子聚合反应：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。互相结合成相对分子质量大的高分子的反应。l 此反应属于乙烯的加成反应，所以这种聚合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。反应又叫加成聚合反应，简称加聚反应。塑料、合成橡胶、合成纤维塑料、合成橡胶、合成纤维以煤、石油和天然气为
16、原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-538聚丙烯：聚丙烯：单体：单体：CH2CHCH3以煤、石油和天然气为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-539聚苯乙烯聚苯乙烯单体：单体：CH2CHC6H5以煤、石油和天然气为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-540聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃）（有机玻璃）单体：单体：CH2CCH3COOCH3以煤、石油和天然气为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-541酚醛塑料酚醛塑料单体：单体：苯酚、甲醛苯酚、甲醛以煤、石油和天然气
17、为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-542聚四氟乙烯聚四氟乙烯单体：单体：CF2CF2以煤、石油和天然气为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-543思考与交流：思考与交流：1、目前，回收利用废旧合成材料有很多途、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。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、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？请用必要资料料快餐盒，还是回收利用？请用必要资料和
18、数据作为论据。和数据作为论据。以煤、石油和天然气为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-5441、回收利用废旧合成材料主要有三种途径：一是通、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。工原料；三是将废旧合成材料作为燃料使用。以煤、石油和天然气为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-545科学视野：壁虎的脚与胶黏剂科学视野：壁虎
19、的脚与胶黏剂以煤、石油和天然气为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-546正方观点举例：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、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；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、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；便、经济和实用；3、用合成材料替代木材、棉花、天然橡胶等，有、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。利于生态环境的保护。以煤、石油和天然气为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-547反方观点举例：反方观点
20、举例：1、生产和使用合成材料等自然界原本没有的物质，、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，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。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、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。上考虑根本不合算。3、天然的东西是最好的，我们应该提倡、天然的东西是最好的，我们应该提倡“回归自回归自然然”的绿色生活方式，拒绝生产和使用合成材料。的绿色生活方式，拒绝生产和使用合成材料。以煤、石油和天然气为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-548以煤、石油和天然气为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-549D以煤、石油和天然气为原料生产合成材料以煤、石油和天然气为原料生产合成材料2023-5-550
