资源综合利用环境保护.docx

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1、第二节资源综合利用环境保护 学习目标定位1.能够认识化石燃料综合利用的意义。2.以酸雨的防治和无磷洗涤剂的使用为例，认识化学对环境保护的意义。 3.了解合成新物质对人类生活的影响，知道在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。一、化石燃料的综合作用1.煤的综合利用(1) 煤的组成物质组成：有机物和少量无机物煤元素组成：主要含碳元素、还含少量氢、氧、氮、硫等元素(2) 综合利用概念：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程干馏主要产品：焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦炉气概念：将煤转化为可燃性气体的过程气化高温主要反应： C s H 2O g CO g H2 g液化直接液化：煤 H 2液体燃料气化催化剂间

2、接液化：煤 CO H 2 甲醇2.天然气的综合利用天然气的主要成分是甲烷，它是一种清洁的化石燃料，主要用于合成氨和生产甲醇等。3.石油的综合利用(1) 石油的组成：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等，没有固定的沸点。(2) 石油的精炼分馏概念：利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程成分：分馏可得到汽油、煤油、柴油等轻质油，此时得到的汽油叫直馏汽油。目的：为了获得轻质油，特别是汽油的产量，此时得到的汽油叫裂化汽油。裂化催化剂原理： C12H 26C6H14 C6H 12加热、加压目的：为了获得乙烯、丙烯、甲烷等化工基本原料催化剂裂解原理： C4H 10CH 4

3、 C3H 6加热、加压催化剂C4H10加热、加压 C2H4 C2H6重新调整： 石油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。4.以煤、石油和天然气为原料生产合成材料(1) 三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。(2) 加聚反应：由相对分子质量小的化合物生成相对分子质量很大的化合物(高分子化合物 )的反应叫聚合反应。 由不饱和的小分子相互加成的聚合反应，叫加成聚合反应， 简称加聚反应。例如，乙烯可发生加聚反应生成聚乙烯。聚合反应中的单体、链节和聚合度：(3) 缩聚反应：相对分子质量小的化合物在生成高分子化合物的同时有小分子化合物生成的反应，如聚酯纤维的合成：(2n

4、1)H 2O1.判断正误，正确的打“”，错误的打“”(1) 煤、石油和天然气是不可再生能源，也是新型清洁能源()(2) 把煤加强热使之分解的过程叫煤的干馏()(3) 化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一()(4) 天然气的主要用途就是作燃料()(5) 不能用裂化汽油萃取溴水中的溴()答案(1)(2) (3)(4) (5) 2.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答案C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

5、用；石油裂解属于石油的综合利用。二、环境保护和绿色化学1.环境保护(1) 环境问题：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。(2) 环境保护的科学理念：从源头上减少和消除污染。2.绿色化学(1) “绿色化学”可以诠释为环境友好化学，它的核心内涵是在反应过程和化工生产中，尽量减少或彻底消除使用和产生有害物质。它研究对环境没有任何副作用的化学试剂、化学制品和化学工艺。(2) 绿色化学的核心就是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。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(即没

6、有副反应，不生成副产物，更不能产生废弃物)，这时原子利用率为100%。3.下列有关“绿色化学”及“绿色食品”的描述均正确的组合是()“绿色化学”是指绝对无污染的化学过程“绿色化学”是指依靠绿色植物来完成的化学过程“绿色化学”是没有或尽可能少污染的化学过程“绿色化学”是人们理想中的化学过程，无法实现治理工业“三废”属于“绿色化学”范畴合理施用农药属于“绿色化学”加强环境监测属于“绿色化学”过程开发利用氢能源属于“绿色化学”富含叶绿素的食品属于“绿色食品”新鲜的蔬菜属于“绿色食品”? 无污染的安全、优质、营养类食品属于“绿色食品”? 贴有“绿色”防伪标志的食品属于“绿色食品”A. ?B.C.D.答

7、案A解析 是对绿色化学的叙述。绿色化学的核心是从源头上减少或消除工业生产对环境的污染， 强调最理想的原料经济性原则和污染物的零排放。所以 中的 “ 绝对无污染 ” 、中的 “ 依靠绿色植物 ” 、 中的 “ 无法实现 ” 、 中的 “治理三废 ” 、 中的合理施用农药、中的 “ 加强环境监测 ” 等内容都是错误的或不属于绿色化学范畴， 正确。 ? 是对绿色食品的描述，只有 ? 正确。1.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

8、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，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、但产量不高。 通常采用沸点低的烃，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。2.下列属于物理变化的是()石油的分馏煤的干馏石油的裂化铝热反应由乙烯制备聚乙烯将氧气转化为臭氧乙烯催熟果实将苯加入溴水中海水蒸馏制取淡水A. B.C.D. 答案C解析蒸馏和分馏的原理相同，都是利用沸点

9、不同分离物质，将苯加入溴水中不发生化学反应，而是苯萃取溴水中的溴，故 均属于物理变化，其余各项均发生了化学变化。3.化学与环境密切相关，下列有关说法正确的是()A.CO 2 属于大气污染物B.酸雨是 pH 小于 7 的雨水C.CO2、 NO 2 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答案D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，

10、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的产生都和二氧化碳的排放有关系，D 正确。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()置换反应化合反应分解反应取代反应加成反应加聚反应酯化反应A. B. C.只有D. 只有答案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%。5.20 世纪 90 年代初，国际上提出了“预防污染

11、”这一新概念。绿色化学是“预防污染”的根本手段， 它的目标是研究和寻找能充分利用的无毒害原材料，最大限度地节约能源，在化工生产各个环节中都实现净化和无污染。(1) 下列各项属于“绿色化学”要求的是_(填字母，下同 )。A. 处理废弃物B. 治理污染点C.减少有毒物D. 杜绝污染源(2) 在我国西部大开发中，某省为筹建一大型化工基地，征集到下列方案，其中你认为可行的是 _。A. 建在西部干旱区可以脱贫致富B.应建在水资源丰富和交通方便且远离城市的郊区C.企业有权自主选择厂址D.不宜建在人口稠密的居民区(3) 某化工厂排放的污水中含有 Mg 2、 Fe3 、 Cu2 、Hg 2 四种离子。甲、乙、

12、丙三位学生分别设计了从该污染水中回收纯净的金属铜的方案。在能制得纯铜的方案中，哪一步操作会导致环境污染？_。应增加哪些措施防止污染？ _。答案(1)D(2)BD(3) 丙方案的第步增加冷凝回收装置解析(1)根据题干描述，绿色化学是“ 预防污染 ” 的根本手段，因此应从“源头 ” 上杜绝。(3) 丙方案第 步中，由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此会造成环境污染。 基础过关 题组一煤的组成及应用1.将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，这样处理的目的是()使煤充分燃烧， 提高煤的利用率减少 SO2 的产生，避免造成“酸雨”减少有毒的CO 产生，避免污染空气减少CO2 的产生，避免“温室效

13、应”A. B. C.D. 答案A解析煤中含有碳、氢、氧、氮、硫等元素，直接燃烧时燃烧不充分会造成资源浪费，还会产生SO2、CO、氮氧化物等有毒气体污染环境，但将煤块粉碎、经脱硫处理、在适当过量的空气中燃烧，就会减少SO2 产生，减少CO 的产生，使煤燃烧更充分。2.下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置，下列有关叙述错误的是()A. 图示实验中发生了化学变化B.实验后水溶液的pH7 ，溶液C.气体 Z 易燃，可以还原氧化铜D.液体 Y 是一种纯净物Y 是黑色黏稠的煤焦油，上层X 是粗苯等答案D解析煤的干馏是化学变化，A 项正确；所得产物有焦炉气(含有CH 4、H 2、C2H4、CO等 )、煤焦油(

14、不溶于水的一种多成分混合物)、粗氨水、焦炭等，焦炉气中的H2、CO可还原氧化铜，且易燃， C 项正确；氨水的pH7 ，煤焦油居于水层以下，粗苯密度小于水，在上层，故 B 项正确；煤焦油中含有多种物质，属混合物，D 项错误。题组二石油化学工业3.下列关于石油的说法不正确的是()A. 石油主要含C、 H 两种元素B.石油通过催化重整可得到环状烃C.石油裂化是物理变化D.石油分馏得到的汽油是混合物答案C解析石油裂化是化学变化。4.石油裂解的目的主要是()A. 提高轻质液体燃料的产量B.提高汽油的产量C.改善汽油的质量D.获得短链不饱和烃答案D解析石油裂解的主要目的是获得乙烯、丙烯等工业原料。5.含有

15、 6 个碳原子的烷烃，经催化裂化可生成的烷烃最多有()A.3 种B.4 种C.5 种D.6 种答案C解析C6 H14 裂解的方式可能有下列四种：催化剂C6H 14加热、加压 CH4 C5H 10催化剂C6H 14加热、加压 C2H 6 C4H8催化剂C6H 14加热、加压 C3H 8 C3H6催化剂C6H 14加热、加压 C4H 10 C2H4其中 CH 4、 C26、 C3H8 分别为甲烷、乙烷、丙烷，没有同分异构体，而C4H10 有 2 种同分H异构体 CH 3 CH 2 CH 2CH 3、，因此考虑 C4 H10 的同分异构体， 最终生成的烷烃最多有5 种。题组三绿色化学与环境保护6.下

16、列有关环境问题的说法正确的是()A. 燃煤中加入适量石灰石，可减少废气中SO2 的量 4B.臭氧的体积分数超过10%的空气有利于人体健康C.pH 在 5.67.0 之间的降水通常称为酸雨D.含磷合成洗涤剂易于被细菌分解，故不会导致水体污染答案A解析石灰石在煤燃烧过程中分解为CaO，CaO 和 SO2 结合为CaSO3，进一步转化为CaSO4，可减少SO2 污染，A 正确； B 项，当空气中臭氧的含量超过10 5%(体积分数)时，就会对人体、动植物及暴露在空气中的物质造成危害；含磷合成洗涤剂易造成水体富营养化，形成C 项， pH 小于 5.6 的雨水称为酸雨； “ 水华 ”“ 赤潮 ” 等水体污

17、染。D 项，7.下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是()A.CO 2、 CH4、 N2 等均是造成温室效应的气体B.使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一C.节能减排符合低碳经济的要求D.合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助于缓解能源紧缺答案A解析N2 不是造成温室效应的气体。8.下列说法不正确的是()A. 采用原煤脱硫技术，可减少燃煤燃烧时产生的SO2B.自来水可用氯气来杀菌消毒，说明氯气无毒C.氮氧化物可以破坏臭氧层，也能形成酸雨D.化石燃料燃烧产生大量CO2，会导致温室效应答案B解析氯气有毒， 自来水可用氯气来杀菌消毒是因为Cl 2 与 H2O 反应生成了HClO ，B 项错。

18、9.以节能减排为基础的低碳经济是保持社会可持续发展的战略举措。下列做法违背发展低碳经济的是 ()A. 发展氢能和太阳能B.限制塑料制品的使用C.提高原子利用率，发展绿色化学D.尽量用纯液态有机物代替水作溶剂答案D解析所谓低碳经济， 是指在可持续发展理念指导下，通过技术创新、 制度创新、 产业转型、新能源开发等多种手段，尽可能地减少煤炭、石油等高碳能源消耗，减少温室气体排放，达到社会经济发展与生态环境保护双赢的一种经济发展形态。发展氢能和太阳能、限制塑料的使用和发展绿色化学，都符合低碳经济。题组四高分子材料及其合成10.下列对合成材料的认识不正确的是()A. 有机高分子化合物称为聚合物或高聚物，

19、是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得的B.的单体是C.聚乙烯 (CH 2CH 2)是由乙烯加聚生成的纯净物D.高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类答案C解析有机高分子化合物分为天然高分子化合物和合成高分子化合物两大类，合成高分子化合物主要由加聚、缩聚两类反应制备，加聚和缩聚是聚合反应的两种类型。对于高分子化合物来说，尽管相对分子质量很大，却没有一个准确的相对分子质量，只有一个范围，但它们的结构均是由若干链节组成的。11.人造象牙的主要成分结构是CH2 O，它是通过加聚反应制得的，则合成人造象牙的单体是 ()A.(CH 3)2OB.HCHOC.CH 3CHOD.答案B解析

20、题目中给出的高聚物是由单体经加聚反应制得的，由高聚物的链节组成和单体组成相同可知，单体应为CH2 O。 能力提升 12.石油裂化和裂解过程得到的CH2=CH 2，在一定条件下可以聚合成高分子化合物。含有结构的化合物与CH 2=CH 2 一样，可在一定条件下聚合成高分子化合物。(1) 广泛用作农用薄膜的聚氯乙烯塑料，是由聚合成的，其化学方程式是_ 。(2) 电器包装中大量使用的泡沫塑料的主要成分是聚苯乙烯() ，它是由_( 写结构简式) 聚合而成的。答案(1)(2)解析加聚反应方程式的书写：a.反应物分子前面要写上n，表示n 个分子参加反应；b.生成物就是把反应物分子中的双键打开一个，在双键两端

21、的碳原子上各伸出一条短线，然后用 括起来，最后在右下角写上n； c.一定要注意加聚时只是双键碳反应，写聚合物时原来的主链不一定是链节上的主链。13.下图是实验室干馏煤的装置图：(1) 指出图中仪器名称： a._， d._。(2) 仪器 d 的作用是 _ ，c 中液体有 _和_，其中无机物里溶有_，可用 _检验出来。有机物可以通过 _的方法使其中的重要成分分离出来。(3)e处点燃的气体主要成分有_( 填化学式 )，火焰的颜色是 _。答案(1)酒精喷灯烧杯(2) 盛装冷水对蒸气进行冷却粗氨水煤焦油氨 酚酞溶液分馏(3)H2 、CH 4、 CH 2=CH 2、CO 淡蓝色解析本题是关于煤干馏的实验，

22、根据煤干馏的主要产品，b 中得到的应是焦炭，c 中得到的应是粗氨水和煤焦油，e 处点燃的应是焦炉气。其中粗氨水中溶有氨，呈碱性，可用酚酞溶液等检验；煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物，应用分馏的方法分离；焦炉气的主要成分有 CH 4、 CO、 H 2、CH 2=CH 2，燃烧时呈淡蓝色火焰。14.酸雨形成的原理之一可简示如下：O2O2H2O含硫燃料 A B 硫酸反应反应反应请回答下列问题：(1)A 物质的化学式为_ ，B 物质的化学式为_ 。(2) 三个反应中，不属于氧化还原反应的是_( 填序号 )。(3)SO2 中硫元素显 4 价，它可以降低到0 价，利用这一性质可在工厂的烟道气中通入合适

23、的_( 填“氧化剂”或“还原剂”)除去 SO2，达到减少污染的目的。(4) 雨水的 pH5.6 时，就判断为酸雨。已知 pH lg c(H )，经测定某雨水中只含硫酸，且其浓度为 5 10 5 1)酸雨。mol L ，则这次降雨 _( 填“是”或“不是”(5) 火力发电厂燃烧的煤中含有大量的硫，其排出的废气中往往含有SO2、 O2、 N2、 CO2 等。为了除去有害的SO2 气体，在英国已进行了一个研究， 结果表明： 高烟囱可以有效降低地面SO2 的浓度， 在 20 世纪 60 年代到 70 年代的 10 年间，由发电厂排放的SO2 增加了 35%，但由于高烟囱的建造，地面SO2 浓度降低了3

24、0%之多。你认为减少酸雨产生的途径可采取的措施是_ 。A. 少用煤作燃料B.把工厂的烟囱造高C.燃料脱硫D.把工厂迁移到农村E.开发新能源请从全球环境保护的角度，分析这种建高烟囱的方法是否可取？_ ，理由是_ 。答案(1)SO2 SO3(2)(3) 还原剂(4)是(5) ACE 不可取没有减少 SO2 排放量解析O2O2H2 O(1)S SO2SO3 H2SO4。(2)SO3 H2O=H2SO4 为非氧化还原反应。(3)SO2 中硫元素从 4 价变成 0 价，因此必须加入还原剂。(4) 因为 c(H) 2 5 1051 41，则 pH lg(1 104，故mol L 1 10mol L) 45.6是酸雨。(5) 减少酸雨产生的本质途径是减少SO2 的排放量。