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- 2021-08-06 发布
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第
2
节
资源的综合利用 环境保护
沉鱼
落雁
闭月
羞花
美人已远去,现代版的“沉鱼落雁闭月羞花”让我们看到了现实中环境的不堪,甚至重重地敲响了环境保护的警钟!
背景知识回顾
一、煤 、石油、天然气的综合利用
1.
化石燃料:煤、石油和天然气都是古代
经过一系列复杂变化而成的,它们是人们生活中经常使用的主要燃料,因此人们常称它们为
燃料,是
资源。
动植物遗骸
不可再生
化石
背景知识回顾
一、煤 、石油、天然气的综合利用
2.
煤、石油燃烧对环境的影响
(
1
)煤的燃烧对空气的影响
煤燃烧时会排放出
等气体和一些烟尘,它们都是大气的污染物。
(
2
)用石油作燃料,直接燃烧的是石油的加工产品
——
汽油、煤油、柴油等,它们燃烧时会排放出
、
、含
化合物、未燃烧的
化合物和烟尘等,它们都是大气的污染物。
SO
2
、NO
2
CO
氮的氧化物
铅
碳氢
煤的组成及其综合利用
一、煤 、石油、天然气的综合利用
(
1
)煤的组成:煤是由
和
组成的复杂混合物,主要含
元素,还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素。
(
2
)煤综合利用的途径:
___________
、
__________
、
__________
。
有机物
少量无机物
碳
煤的干馏
煤的气化
煤的液化
煤的干馏
一、煤 、石油、天然气的综合利用
原理:
将煤隔绝空气加强热使它分解的过程
,也叫煤的焦化。
煤干馏得到
焦炭、煤焦油、出炉煤气
等,属于
化学变化
。
煤干馏的主要产品和用途
煤的气化
一、煤 、石油、天然气的综合利用
原理:
将其中的有机物转化为可燃性气体的过程。
C(s) + H
2
O CO(g) + H
2
(g)
高温
水煤气
煤的液化
直接液化:使煤与
氢气
作用生成液体燃料。
间接液化:使煤先汽化为
一氧化碳
和
氢气
,再催化合成
甲醇
等
CO + 2H
2
CH
3
OH
(甲醇)
一定条件
天然气的综合利用
一、煤 、石油、天然气的综合利用
天然气是一种清洁的
化石
燃料,更是一种重要的化工原料,主要用于合成
氨
和生产
甲醇
等。
还可以利用甲烷合成
含有两个或多个碳原子的其他有机物
。
石油的综合利用
一、煤 、石油、天然气的综合利用
石油主要是由多种
碳氢化合物
组成的混合物。
(
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简单和更有用的混合物的过程叫做分馏,该过程是
物理变化
。石油的分馏产物如汽油、煤油、柴油等仍然是
混合物
。
一、煤 、石油、天然气的综合利用
石油的综合利用
石油的综合利用
一、煤 、石油、天然气的综合利用
(
2
)石油的裂化和裂解:石油的裂化和裂解都是将
碳原子数
较多、
沸点
较高的烃断裂为
碳原子数
较少、
沸点
较低的汽油的过程。
裂化的目的
:
裂解
(
深度裂化
)
的目的
:
提高轻质液体燃料的产量
获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料
C
16
H
34
→C
8
H
18
+C
8
H
16
C
4
H
10
→C
2
H
4
+C
2
H
6
C
4
H
10
→CH
4
+C
3
H
6
分馏汽油:饱和烷烃
裂化汽油:含有不饱和烃
(
2
)聚乙烯
:
乙烯在一定条件下发生反应,形成高分子化合物。
方程式为:
。
在聚乙烯中,
n
称为
聚合度
,表示高分子化合物中的数目,
n
有的相同,有的不同,所以它是
混合
物。单体为:
,
链节为
。
合成材料
一、煤 、石油、天然气的综合利用
(
1
)三大合成材料:
塑料
、
合成橡胶
和
合成纤维
是三大合成材料,都主要是以
石油
、
煤
和
天然气
为原料生产的。
n CH
2
=
CH
2
→ -[
CH
2
=
CH
2
]-n
催化剂
—CH
2
—CH
2
—
CH
2
=
CH
2
聚丙烯:
单体:
CH
2
=
CHCH
3
聚苯乙烯
单体:
CH
2
=
CH
C
6
H
5
聚甲基丙烯酸甲酯
(有机玻璃)
单体:
CH
2
=
C
CH
3
COOCH
3
︱
酚醛塑料
单体:
苯酚、甲醛
聚四氟乙烯
单体:
CF
2
=
CF
2
合成纤维
纤维
天然纤维
化学纤维
棉花
羊毛
木材
草类
合成纤维
:用石油、天然气等为原料制成的单体,再经聚合制成的纤维(如:“六大纶”、碳纤维、光导纤维等)
人造纤维
:用木材、草类的纤维经化学加工制成。如黏胶纤维等
合成橡胶
橡 胶
天然橡胶
合成橡胶
通用橡胶
特种橡胶
丁苯橡胶
顺丁橡胶
氯丁橡胶
聚硫橡胶
硅橡胶
“
三废
”
污染及其防治(废气废水废渣)
二、环境保护与绿色化学
大气污染物主要来自
化石燃料燃烧
和工业生产过程中产生的
废气
及其携带的
颗粒物
。工业生产中的废水往往含有复杂的成分,任意排放会导致土壤、水源的污染,需要经过多步处理才能达到排放标准。废渣等固体废弃物的处理兼有
减少环境污染
和
资源回收利用
两个重要目的。
绿色食品是指
无污染、无公害
的食品,
白色污染是指
塑料垃圾
。
大气污染的来源、危害、治理:
1.
主要污染物:二氧化硫、碳氧化物、氮氧化物、碳氢化物、飘尘、煤尘、放射性物质等。
2.
来源:煤、石油的燃烧;矿石的冶炼、汽车尾气、工业废气等。
3.
危害:危害人体健康,影响植物生长、破坏建筑材料,改变地球气候等
①酸雨:
2SO
2
+O
2
+2H
2
O 2H
2
SO
4
飘尘
NO
x
→HNO
3
②光化学烟雾
:
汽车尾气产生的
NO
2
在日光的照射下,分解成
NO
和氧原子,即开始了光化学烟雾的循环,不断地产生臭氧。
总反应:
3O
2
= 2O
3
NO
2
NO +O
2NO +O
2
= 2NO
2
O +O
2
= O
3
光
光化学烟雾危害人体健康,农作物的生长也受到损害。
③温室效应
:
是由于大气里温室气体(二氧化碳、甲烷等)含量增大而形成的,它的后果使全球的气温升高,引发自然灾害。
④臭氧层破坏:
主要是氟氯烃(如氟里昂等)和氮氧化物破坏了大气中的臭氧层。
Cl + O
3
= ClO + O
2
ClO + O = Cl + O
2
O
3
+ NO = O
2
+ NO
2
NO
2
+ O = NO + O
2
4.
治理:
调整能源结构,开发新能源(太阳能、风能、氢能、核能、水能、地热等);减少使用煤、石油等化石燃料,减少工业废气的排放,对废气进行回收、净化等;大力植树造林,政府部门合理规划,制定标准,加强监测。
空气质量预报的主要三项指标:
总悬浮颗粒物:这是大气降尘的主要污染指标。
二氧化硫含量:主要由燃煤引起的。
氮氧化物:主要是
NO
和
NO
2
,由机动车尾
气引起的
二、水污染的来源、危害和防治:
1.
主要污染物:无机物、重金属盐、植物营养物质、石油、难降解有机物,还有氰化物、酚类、病原体等
。
2.
来源:石油炼制、工业废水的排放、生活污水的排放、使用过农药、化肥的农田排水,降雨淋洗大气污染物等。
3.
危害:
①
赤潮
:海洋近海岸海区发生富营养化现象,使腰鞭毛藻类等大量繁殖,使海水呈粉红色。对渔业生产危害极大。
②水华:过多的氮、磷等营养物质进入水体而使得水域中的浮游生物如蓝藻、硅藻以及水草大量繁殖覆盖水面,形成水华。
③水俣病:由于含汞的工业废水的排放引起的。
④骨痛病:由于含镉的工业废水的排放引起的。
4.
治理:
控制污水的任意排放,对污水进行净化处理,改善用水制度,研究无污染新工艺;合理科学地施用化肥、农药等。
绿色化学
二、环境保护与绿色化学
绿色化学的核心就是利用
化学原理
从
源头上减少和消除
工业生产对环境的污染。
原子经济:反应物的原子
全部
转化为期望的最终产物,也就是原子利用率为
100%
。
原子利用率=(预期产物的分子量/全部生成物的分子量总和)
×100
%
绿色化学特点
二、环境保护与绿色化学
1
.充分利用资源和能源,采用无毒、无害的原料;
2
.在无毒、无害的条件下进行反应,以减少向环境排放废物;
3
.提高原子的利用率,力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳,实现
“
零排放
”
;
4
.生产出有利于环境保护、社区安全和人体健康的环境友好的产品。