2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第4章化學(xué)與自然資源的開發(fā)利用第2節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護(hù)學(xué)案新人教版必修2

PAGEPAGE1其次節(jié)資源綜合利用環(huán)境愛護(hù)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解煤、石油、自然氣的組成及其綜合利用。2.了解以煤、石油、自然氣為原料生產(chǎn)合成材料。(重點(diǎn))3.了解節(jié)約能源和防止污染的重要性。4.了解綠色化學(xué)的含義并體會(huì)綠色化學(xué)在化工生產(chǎn)中的重要性。(重點(diǎn))5.以聚乙烯為例，了解高分子材料合成反應(yīng)——聚合反應(yīng)。[自主預(yù)習(xí)·探新知]1．煤、自然氣、石油中獲得基本化工原料(1)煤的組成與加工利用①煤的組成②煤的綜合利用(2)自然氣的組成與綜合利用①組成：自然氣的主要成分是甲烷。②綜合應(yīng)用a．自然氣是一種清潔的化石燃料。b．作為一種化工原料，主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等。(3)石油的組成與綜合利用①組成：石油是由多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物。②綜合利用2．以煤、石油和自然氣為原料生產(chǎn)合成材料(1)三大合成材料：塑料、合成橡膠、合成纖維。(2)加聚反應(yīng)：在適當(dāng)溫度、壓強(qiáng)和催化劑存在的條件下，不飽和化合物發(fā)生自身加成反應(yīng)，形成相對(duì)分子質(zhì)量巨大的高分子化合物的反應(yīng)。(3)實(shí)例：制取聚乙烯反應(yīng)的化學(xué)方程式為。(4)四個(gè)概念3．環(huán)境愛護(hù)(1)環(huán)境問題：指由于人類不合理地開發(fā)和利用自然資源而造成的生態(tài)環(huán)境破壞，以及工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人類生活所造成的環(huán)境污染。(2)環(huán)境污染的來源：主要來自化石燃料的燃燒和工業(yè)三廢，即：廢水、廢氣、廢渣的隨意排放。(3)化學(xué)工作者面臨的重要任務(wù)：對(duì)環(huán)境狀況的監(jiān)測(cè)、三廢的治理、找尋源頭治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝等。(4)常見的環(huán)境污染①形成酸雨的主要污染物有硫氧化物和氮氧化物(NOx)。②造成水污染水華和赤潮的主要污染物有含氮、磷的大量污水。4．綠色化學(xué)[基礎(chǔ)自測(cè)]1．推斷對(duì)錯(cuò)(對(duì)的打“√”，錯(cuò)的打“×”)。(1)煤、石油和自然氣是不行再生能源，也是新型清潔能源()(2)煤的干餾與石油的分餾均為化學(xué)改變()(3)煤的液化、氣化與石油的裂化、裂解均為化學(xué)改變()(4)pH＜7的雨水均稱為酸雨()(5)綠色化學(xué)的核心就是如何對(duì)被污染的環(huán)境進(jìn)行無毒無害的治理()(6)水華、赤潮等水體污染主要是由含氮、磷的生活污水隨意排放造成的()(7)裂化得到的裂化汽油可用萃取溴水中的溴()【答案】(1)×(2)×(3)√(4)×(5)×(6)√(7)×2．寫出下列相應(yīng)的鏈節(jié)、單體和高分子的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式(1)CHCH3CH2的加聚產(chǎn)物聚丙烯的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式為________?！緦?dǎo)學(xué)號(hào)：43722232】(2)的鏈節(jié)為________。(3)CH2—CHCl的單體為________?！敬鸢浮?1)(2)(3)[合作探究·攻重難]煤、石油、自然氣的綜合利用(1)“三餾”比較干餾蒸餾分餾原理隔絕空氣加強(qiáng)熱使物質(zhì)分解依據(jù)液態(tài)混合物中各組分沸點(diǎn)不同進(jìn)行分別與蒸餾原理相同產(chǎn)物產(chǎn)物為混合物產(chǎn)物為單一組分的純凈物產(chǎn)物為沸點(diǎn)不同的各組分組成的混合物反應(yīng)類型化學(xué)改變物理改變物理改變(2)化學(xué)中“兩裂”的比較名稱定義目的裂化在肯定條件下，把相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量小、沸點(diǎn)低的烴提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量，特殊是提高汽油的產(chǎn)量裂解在高溫下，使具有長(zhǎng)鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴獲得短鏈不飽和烴(3)化學(xué)“六氣”的主要成分高爐煤氣水煤氣自然氣液化石油氣焦?fàn)t氣裂解氣主要成分CO、CO2H2、COCH4C3H8、C4H10H2、CH4、C2H4、COC2H4、C3H6、C4H8、CH4【留意】汽油分為直餾汽油和裂化汽油，二者成分不同，直餾汽油一般為飽和烴而裂化汽油含有烯烴，具有乙烯的性質(zhì)。[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1．下列屬于物理改變的是()①石油的分餾②煤的干餾③石油的裂化④鋁熱反應(yīng)⑤由乙烯制備聚乙?、迣⒀鯕廪D(zhuǎn)化為臭氧⑦乙烯催熟果實(shí)⑧將苯加入溴水中⑨海水蒸餾制取淡水A．①②③④ B．①②⑤⑦C．①⑧⑨ D．①②⑥⑨C[蒸餾和分餾的原理相同，都是利用沸點(diǎn)不同分別物質(zhì)，將苯加入溴水中不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，而是苯萃取溴水中的溴，故①⑧⑨均屬于物理改變，其余各項(xiàng)均發(fā)生了化學(xué)改變。]2．下列說法中錯(cuò)誤的是()A．石油是混合物，石油分餾得到的汽油也是混合物B．含C20以上的烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C．焦炭是煤干餾的一種重要產(chǎn)品D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干餾后分餾的方法把它們分別出來D[石油通過分餾的方法獲得汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)液體燃料，但產(chǎn)量不高。通常采納裂化的方法，把相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量小、沸點(diǎn)低的烴，提高汽油的產(chǎn)量。煤是由有機(jī)物和少量無機(jī)物組成的困難混合物，主要含碳元素，還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干餾得到焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣等。煤焦油是含有多種芳香族化合物的混合物，可以生產(chǎn)芳香族化合物苯和甲苯。]3．下列關(guān)于乙烯和聚乙烯的敘述正確的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：43722233】A．二者都能使溴水褪色，性質(zhì)相像B．二者互為同系物C．二者最簡(jiǎn)式相同D．二者相對(duì)分子質(zhì)量相同C[單體CH2=CH2與鏈節(jié)—CH2—CH2—的組成元素相同，二者的區(qū)分是CH2=CH2分子中有，而CH2—CH2分子中有無，結(jié)構(gòu)上不相像，所以性質(zhì)不同，不是同系物，故正確答案為C。]環(huán)境愛護(hù)與綠色化學(xué)[問題思索](1)以乙烯合成環(huán)氧乙烷有以下兩種方法：方法一：CH2=CH2＋Cl2＋Ca(OH)2→＋CaCl2＋H2O方法二：2CH2=CH2＋O2eq\o(→,\s\up8(Ag))2①方法一的原子利用率為多少？寫出計(jì)算式。②方法二的原子利用率為多少？【提示】原子利用率＝eq\f(12×2＋1×4＋16,28＋71＋74)×100%≈25.4%?！咎崾尽?00%。(2)寫出工業(yè)制取乙醇，原子利用率為100%的反應(yīng)方程式。【提示】CH2=CH2＋H2Oeq\o(→,\s\up8(催化劑),\s\do8(△))CH3CH2OH。(3)在反應(yīng)類型中，原子利用率為100%的有哪些？【提示】化合反應(yīng)、加成反應(yīng)、加聚反應(yīng)等。(1)“六大”環(huán)境問題環(huán)境問題主要污染物主要危害溫室效應(yīng)CO2造成全球氣候變暖，水位上升，陸地面積減小等酸雨SO2、NOx土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蝕等臭氧層破壞氟氯代烷、NOx到達(dá)地球表面的紫外線明顯增多，給人類健康及生態(tài)環(huán)境帶來多方面危害光化學(xué)煙霧碳?xì)浠衔?、NOx刺激人體器官，特殊是人的呼吸系統(tǒng)，使人生病甚至死亡白色污染廢棄塑料制品①在土壤中影響農(nóng)作物汲取水分和養(yǎng)分，導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)②混入生活垃圾中難處理、難回收③易被動(dòng)物當(dāng)作食物吞入，導(dǎo)致動(dòng)物死亡赤潮和水華廢水中含N、P元素的養(yǎng)分物質(zhì)使水體富養(yǎng)分化，導(dǎo)致水中藻類瘋長(zhǎng)，消耗水中溶解的氧，使水體變成渾濁綠色，水質(zhì)惡化(2)綠色化學(xué)的“三角度”理解①核心利用化學(xué)原理從源頭上削減和消退工業(yè)生產(chǎn)和日常生活對(duì)環(huán)境的污染。②從環(huán)境上強(qiáng)調(diào)從源頭上消退污染，從一起先就避開污染物的產(chǎn)生。③從經(jīng)濟(jì)上提倡合理利用資源和能源，降低生產(chǎn)成本，盡可能提高原子利用率，最高目標(biāo)是原子利用率為100%，即反應(yīng)物原子全部轉(zhuǎn)化為期望產(chǎn)物。如無機(jī)化合反應(yīng)、有機(jī)加成和加聚反應(yīng)、原子利用率為100%?！咎厥饬粢狻吭永寐剩絜q\f(期望產(chǎn)物的式量,期望產(chǎn)物的式量＋廢棄副產(chǎn)物的式量)×100%[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]4．化學(xué)與環(huán)境愛護(hù)、工業(yè)生產(chǎn)、生活等親密相關(guān)。下列說法不正確的是()A．PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物。PM2.5比膠體粒子小，因其比表面積大，故可吸附含有鉛、鎘、鉻、釩、砷等對(duì)人體有害的元素，入肺后對(duì)人體產(chǎn)生很大的危害B．富含氮、磷的生活污水不能排放到河中，但能干脆用于農(nóng)田的澆灌C．大力實(shí)施礦物燃料“脫硫、脫硝技術(shù)”，可以削減硫的氧化物和氮的氧化物對(duì)環(huán)境的污染D．大氣中CO2的含量增加會(huì)導(dǎo)致溫室效應(yīng)加劇B[富含氮、磷的生活污水簡(jiǎn)單形成赤潮或水華，所以不能排放到河中，也不能干脆用于農(nóng)田的澆灌，B不正確。]5．“綠色化學(xué)”又稱環(huán)境無公害化學(xué)。下列敘述符合“綠色化學(xué)”原則的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：43722234】A．綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理對(duì)工業(yè)生產(chǎn)造成的環(huán)境污染進(jìn)行治理B．用聚苯乙烯等塑料代替木材生產(chǎn)包裝盒、快餐盒等，以削減木材運(yùn)用C．研制新型殺蟲劑，使它只對(duì)目標(biāo)昆蟲有毒殺作用而對(duì)其他昆蟲無害D．現(xiàn)代石油化工采納銀作催化劑，將乙烯干脆氧化生產(chǎn)環(huán)氧乙烷符合“原子經(jīng)濟(jì)”D[綠色化學(xué)的核心是利用化學(xué)原理從源頭上削減和消退工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染，A項(xiàng)錯(cuò)誤；用聚苯乙烯等塑料代替木材生產(chǎn)包裝盒、快餐盒等會(huì)造成白色污染，B項(xiàng)錯(cuò)誤；新型殺蟲劑的運(yùn)用仍舊會(huì)造成食品、水等污染，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D項(xiàng)反應(yīng)原子利用率為100%，符合“綠色化學(xué)”原則，正確。]6．“綠色化學(xué)”是指從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上設(shè)計(jì)出可行的化學(xué)反應(yīng)，盡可能削減對(duì)環(huán)境的副作用。下列化學(xué)反應(yīng)中不符合綠色化學(xué)理念的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：43722235】A．除硫酸廠尾氣：SO2＋2NH3＋H2O=(NH4)2SO3B．消退硝酸工業(yè)尾氣氮氧化物的污染：NO＋NO2＋2NaOH=2NaNO2＋H2OC．制CuSO4：Cu＋2H2SO4(濃)eq\o(=,\s\up8(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2OD．制CuSO4：2Cu＋O2eq\o(=,\s\up8(△))2CuO，CuO＋H2SO4(稀)=CuSO4＋H2OC[C項(xiàng)產(chǎn)物中有SO2生成，SO2是大氣污染物，可導(dǎo)致酸雨等現(xiàn)象。][當(dāng)堂達(dá)標(biāo)·固雙基]1．空氣是人類生存所必需的重要資源。為改善空氣質(zhì)量而啟動(dòng)的“藍(lán)天工程”得到了全民的支持，下列措施不利于“藍(lán)天工程”建設(shè)的是()A．推廣運(yùn)用燃煤脫硫技術(shù)，防治污染B．實(shí)施綠化工程，防治揚(yáng)塵污染C．研制開發(fā)燃料電池汽車，消退機(jī)動(dòng)車尾氣污染D．加大石油、煤炭的開采速度，增加化石燃料的供應(yīng)速度D[以環(huán)保為主題，是一道融合多個(gè)考點(diǎn)的綜合題。聯(lián)系題給的信息“藍(lán)天工程”，再結(jié)合選項(xiàng)中的“污染物質(zhì)”，很簡(jiǎn)單得出正確結(jié)論。須要留意的是，學(xué)生往往忽視“不利于”三個(gè)字，而選錯(cuò)答案。]2．下列轉(zhuǎn)化不屬于煤或石油的綜合利用的是()A．將煤干餾制得煤焦油和焦炭B．在肯定條件下將煤與氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料C．將煤變?yōu)槊猴炞魅剂螪．將石油裂解制得乙烯等化工原料C[煤的干餾和煤的液化屬于煤的綜合利用，而將煤變成煤餅作燃料是為了提高煤的利用率，不屬于綜合利用；石油裂解屬于石油的綜合利用。]3.對(duì)如圖所示的改變敘述錯(cuò)誤的是()A．右圖所示試驗(yàn)中發(fā)生了化學(xué)改變B．液體X的pH>7，Y是一種黑色黏稠狀液體C．氣體Z易燃，可還原CuO，也可使溴的四氯化碳溶液褪色D．液體Y是一種純凈物D[煤的干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱的過程，它發(fā)生了困難的物理、化學(xué)改變，A項(xiàng)正確；煤的干餾產(chǎn)物中有氣體(焦?fàn)t氣)、液體(煤焦油、粗氨水)、固體(焦炭)，B項(xiàng)正確；焦?fàn)t氣的主要成分有氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳等氣體，C項(xiàng)正確；煤焦油是含有很多芳香族化合物的困難混合物，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]4．下列反應(yīng)最符合綠色化學(xué)原子經(jīng)濟(jì)性要求的是()【導(dǎo)學(xué)號(hào)：43722236】①乙烷與氯氣制備一氯乙烷②乙烯聚合為聚乙烯高分子材料③苯和硝酸反應(yīng)制備硝基苯A．①④B．②④C．①③D．②③B[②④的產(chǎn)物均為一種，原子利用率為100%，最符合綠色化學(xué)原子經(jīng)濟(jì)要求。]5．目前生產(chǎn)聚氯乙烯的方法是先將乙烯與氯氣和氧氣在肯定條件下反應(yīng)生成氯乙烯和水，再進(jìn)一步合成聚氯乙烯。請(qǐng)回答：【導(dǎo)學(xué)號(hào)：43722237】(1)請(qǐng)寫出上述兩個(gè)過程的化學(xué)反應(yīng)方程式：____________________________________________________________，____________________________________________________________。(2)聚氯乙烯是一種可燃物，火災(zāi)中聚氯乙烯產(chǎn)生有害氣體，其主要成分可能是________；若在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)，為了防止氣體中毒，應(yīng)實(shí)行的防護(hù)措施是________________________________________________________________________________________________________________________。(3)請(qǐng)分析說明聚氯乙烯________(填“是”或“不”)可以用作食品包裝袋，緣由是__________________________________________________________________________________________________________________?！窘馕觥?1)由元素守恒可知，乙烯、Cl2、O2生成氯乙烯的同時(shí)必定生成水，然后配平即可得到：4CH2=CH