1、第二節(jié) 化學(xué)與資源綜合利用、環(huán)境保護(hù),第四章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展,當(dāng)前地球正面臨的嚴(yán)重問題：,化石能源越來越少 環(huán)境問題越來越嚴(yán)重 保護(hù)環(huán)境已成為實(shí)現(xiàn)人類社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的重要課題,三廢:,廢氣、廢水、廢渣,煤、石油和天然氣仍然是人類使用的主要能源，也是三種重要的化石燃料,優(yōu)點(diǎn): 提供能量、化工原料,缺點(diǎn): 不可再生、環(huán)境污染,無機(jī)物(少量),有機(jī)物,C 元素大量,H、O、N、S 等元素 少量,無機(jī)鹽等,污染環(huán)境,COx、NOx、 SO2 煙塵,煤的組成,(一)、煤的組成及其綜合利用,一、煤、石油和天然氣的綜合利用,無煙煤,泥煤,褐煤,煤的種類,煤的綜合利用,煤的干餾,煤的氣化,煤的液化,獲得潔凈

2、的燃料和多種化工原料物盡其用，保護(hù)環(huán)境,煤直接作燃料利用率低并污染環(huán)境,煤干餾的產(chǎn)物有哪些？,將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過程，叫做煤的干餾。,焦?fàn)t煤氣、煤焦油、焦炭,1、煤的干餾,表4-2 煤干餾的主要產(chǎn)品和用途,在一定條件下把煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。,2、煤的氣化,在一定條件下將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料,直接液化,間接液化,煤與氫氣作用生成液體燃料,先轉(zhuǎn)化為CO和H2，再在催化劑作用下合成甲醇,3、煤的液化,2、天然氣的組成及其綜合利用,天然氣的主要成分是甲烷。,我國的天然氣資源很豐富,但分布很不均勻,為了改善我國東部的能源結(jié)構(gòu),制定了什么計(jì)劃？,綜合利用： A、燃料清潔能源 B、化工

3、原料：合成氨、生產(chǎn)甲醇、合成兩碳或多碳有機(jī)物,3、石油的組成及其綜合利用,石油主要是多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物。(黑色或深棕色粘稠液體，比水稍輕，不溶于水，有特殊氣味，無固定沸點(diǎn)。),按元素：碳、氫含量為 97% 98% 按物質(zhì)：烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的混合物。 （一般石油不含烯烴） 按組成狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。大部分是液態(tài)烴，同時(shí)在液態(tài)烴里溶有氣態(tài)烴和固態(tài)烴。,除去原油中的鹽和水，減少能耗及對(duì)設(shè)備的腐蝕。,利用加熱和冷凝，把石油分成不同沸點(diǎn)范圍的產(chǎn)物。,石油氣，汽油，煤油，柴油，石蠟油、潤(rùn)滑油、重油等。,輕質(zhì)液體燃料（裂化汽油）,在一定條件下使用催化劑并加熱，把相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂

4、為相對(duì)分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴。,采用比裂化更高的溫度，使其中的長(zhǎng)鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等小分子,乙烯、丙烯、丁二烯等（有機(jī)化工的原料）,重油,原油,原油,燃料油、潤(rùn)滑油,石油煉制,在加熱和催化劑作用下，對(duì)直鏈烷烴的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重新調(diào)整，使其轉(zhuǎn)化成帶支鏈的烷烴或環(huán)狀烴。,燃料油、潤(rùn)滑油,苯的同系物及其它芳香烴,注： 石油的分餾是物理變化，催化裂化、裂解、催化重整是化學(xué)變化。,石油的分餾： 利用原油中各組分沸點(diǎn)的不同，將復(fù)雜的混合物分離成較簡(jiǎn)單和更有用的混合物的過程。,石油的常壓蒸餾產(chǎn)品：,重油的減壓蒸餾產(chǎn)品：,燃料油、柴油、潤(rùn)滑油、石蠟、瀝青,石油的催化裂化,在催化劑作用下，將含碳原子較多、沸點(diǎn)較

5、高的烴斷裂為含碳原子較少、沸點(diǎn)較低的汽油等。,石油的裂解,用比裂化更高的溫度使長(zhǎng)鏈的烴分子斷裂成碳原子數(shù)較少的氣態(tài)烴分子和少量的液態(tài)，獲取有機(jī)化工原料，如乙烯等,石油的催化重整：,在加熱和催化劑的作用下，可以通過結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，如苯,比較蒸餾、分餾、干餾,4、聚乙烯與高分子化合物,1、聚乙烯的生成,2、高分子化合物及其特征,相對(duì)分子質(zhì)量很大,是混合物, 無固定的熔沸點(diǎn)。,CH2=CH2 + CH2=CH2 + CH2=CH2 + ,加聚反應(yīng),聚合反應(yīng)：由相對(duì)分子質(zhì)量小的化合物分子互相結(jié)合成相對(duì)分子質(zhì)量大的高分子的反應(yīng)。 此反應(yīng)屬于乙烯的加成反應(yīng)，所以這種聚合反應(yīng)又叫加成聚

6、合反應(yīng)，簡(jiǎn)稱加聚反應(yīng)。,三大合成材料:,塑料、合成橡膠、合成纖維,綜合利用的意義：物盡其用、保護(hù)資源， 創(chuàng)造出更多產(chǎn)品,二、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué),1、環(huán)境問題的含義 2、保護(hù)環(huán)境工作者當(dāng)前的任務(wù)： （1）對(duì)環(huán)境情況的監(jiān)測(cè) （2）三廢的治理 （3）尋找源頭治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝 要較好地完成這些任務(wù)，都離不開化學(xué)知識(shí)。,生態(tài)環(huán)境破壞,環(huán)境污染,廢氣（化學(xué)燃料燃燒及工廠廢氣）,廢水（工業(yè)廢水、生活廢水等）,廢渣（工業(yè)垃圾、生活垃圾等）,綠色化學(xué),核心：利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染，實(shí)施清潔生產(chǎn)。 1、滿足人們的物質(zhì)需要生產(chǎn)出優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品 2、合理使用自然資源，能物盡其用，原料盡可能

7、100%成為產(chǎn)品。 3、生產(chǎn)整個(gè)過程不污染環(huán)境，盡可能使用過的產(chǎn)品可回收利用。,按照綠色化學(xué)的原則，最理想的“原子經(jīng)濟(jì)”就是反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物，這時(shí)原子利用率為100%。,原子經(jīng)濟(jì)性 反應(yīng)高選擇 性反應(yīng),反應(yīng)物,反應(yīng)產(chǎn)物,綠色化學(xué)示意圖,反應(yīng)過程,保護(hù)環(huán)境, 摻入氧化鈣, 合理處理并重復(fù)利用各種產(chǎn)物, 濕化,大量燃燒煤燃料，會(huì)造成CO2、SO2等污染,煤在運(yùn)輸和使用過程中的煤灰,煤作為化工原料又會(huì)引出“三廢”廢水、廢氣、廢渣,環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué),將下列環(huán)境問題所對(duì)應(yīng)的原因(AF)填在相應(yīng)的空格中) 環(huán)境問題 產(chǎn)生原因 (1)酸雨 A.CO2濃度不斷上升 (2)水土流失 B.大

8、量使用塑料包裝帶 (3)溫室效應(yīng) C.工業(yè)上大量排放SO2 (4)臭氧層被破壞 D.大量使用農(nóng)藥和化肥 (5)白色污染 E.亂砍亂伐森林 (6)土壤污染 F.大量使用氟里昂制品,C,E,A,F,B,D,常見的環(huán)境污染及危害,1.酸雨: 起因:空氣中的SO2、NO2轉(zhuǎn)化為H2SO4,HNO3 危害:陸地、水域、建筑物和植物等帶來嚴(yán)重的危害,2.光化學(xué)煙霧:,起因:氮氧化物和碳?xì)浠衔镌诖髿猸h(huán)境中受到強(qiáng)烈的太陽紫外線照射后,生成新的二次污染物. 來源:汽車行駛排出的廢氣 危害:光化學(xué)煙霧氧化性很強(qiáng),能使橡膠開裂,并刺激眼睛和黏膜,使呼吸困難并誘發(fā)其他的病癥.,3.臭氧空洞,起因:氮的氧化物、氯氟烴

9、(CF2Cl2)排,放到空氣中,使平流層的臭氧層變薄 危害:使地面紫外線輻射增強(qiáng)的危害,皮膚病(癌)和其他疾病的發(fā)病率將急劇上升.,4.白色污染,起因:廢棄塑料制品垃圾難于被生物降解,如一次性使用聚苯乙烯杯、盒等所帶來的污染. 危害:此材料可破壞土壤結(jié)構(gòu),影響市容衛(wèi)生,且焚燒時(shí)產(chǎn)生一級(jí)致癌物二堊英. 目前一次性塑料制品逐步被”綠色制品” 聚乳酸代替,這種物質(zhì)可60天自行降解為CO2和H2O,5.水體富營(yíng)養(yǎng)化,起因:大量使用氮肥、磷肥、含磷洗滌劑,生活污水中常含有過量的N、P等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì).這些物質(zhì)流入湖泊、海灣,使海水中富集N、P等植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì). 危害:引起藻類及其他浮游生物迅速繁殖.這些生物集中

10、在水層表面進(jìn)行光合作用釋放O2,使表層海水溶解氧達(dá)飽和,從而阻止了大氣中的O2溶入海水,而大量死亡的海藻在分解時(shí)卻要消耗水中的O2,使水中含氧量急劇減少,使魚類死亡,2月02日：國際濕地日 3月22日：世界水日 4月22日：地球日 5月31日：世界無煙日 6月05日：世界環(huán)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：國際保護(hù)臭氧層日 10月4日：世界動(dòng)物日 10月16日：世界糧食日 12月29日：國際生物多樣性日,世界環(huán)境日,把保護(hù)生態(tài)環(huán)境看成自己的神圣使命，正成為世界上越來越多人的共識(shí)。請(qǐng)看 -,1、汽油燃燒產(chǎn)生的汽車尾氣中，所含的大氣污染物主要是 ( ) A、碳的氧化物 B、硫的氧化物 C、氮的氧化物 D、磷的氧化物,練 習(xí),C,2、1moL 某直鏈烷烴A可以直接裂解成1moL 氣態(tài)烷烴 B 和 1mo