1、第二节资源综合利用环境保护学习目标核心素养1.了解煤、石油和天然气的组成及综合利用。2以聚乙烯为例，了解高分子材料在生活等领域中的应用及可能带来的环境问题，认识聚合反应。3了解环境保护的重要意义，了解绿色化学的含义并认识绿色化学在化工生产中的重要性。科学态度与社会责任：通过高分子材料的合成等赞赏化学对社会发展的重大贡献；通过煤、石油和天然气的综合利用建立可持续发展意识和绿色化学观念，并能对与此有关的社会热点问题做出正确的价值判断。一、煤、石油和天然气的综合利用1从煤、石油和天然气中获得基本化工原料(1)煤的组成和加工煤的组成煤的加工方法及产品 (2)天然气的组成和利用 (3)石油的组成和加工2
2、以煤、石油、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，这三大合成材料，主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。(2)合成高分子化合物的反应加聚反应加聚反应：由相对分子质量小的化合物通过加成反应相互结合成相对分子质量很大的高分子化合物的反应。如。三个相关概念二、环境保护与绿色化学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。根治污染的最有效途径是控制污染源。2“三废”污染“三废”主要指废气、废水和废渣，大气污染物主要来自化石燃料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
3、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。3当今化学工作者面临的重要任务(1)环境监测(2)三废治理4绿色化学绿色化学的核心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”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。1正误判断(1)煤是由有机物和少量无机物组成的化合物()(2)煤的干馏可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品，该过程属于物理变化()(3)煤里主要含碳及少量的其他元素，但绝大多数都含硫，工业上大量燃烧含硫燃料会形成“酸雨”()(4)石油是多种烃的混合
4、物()(5)石油的分馏、裂化、裂解都属于化学变化()答案(1)(2)(3)(4)(5)2化学与人类生活、社会可持续发展密切相关。下列措施有利于节能减排、保护环境的是()加快化石燃料的开采与使用研发易降解的生物农药应用高效洁净的能源转化技术田间焚烧秸秆推广使用节能环保材料A BC D解析加快化石燃料的开采与使用不利于节能减排，田间焚烧秸秆会污染环境，故选B。答案B3下列反应最符合绿色化学原子经济性要求的是()乙烷与氯气制备一氯乙烷乙烯聚合为聚乙烯高分子材料苯和硝酸反应制备硝基苯2CH2=CH2O2A B C D答案B4聚丙烯是一种合成塑料，由丙烯制备聚丙烯的化学方程式为_，聚丙烯单体的结构简式为
5、_，链节为_。知识点一 煤、石油和天然气的综合利用1.“三馏”比较2.化学中“两裂”的比较3.化学“六气”的主要成分【典例1】下列说法中正确的是()A煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来B将煤在空气中加强热使之分解的过程，称为煤的干馏，也叫煤的焦化C将石油分馏得到大量的乙烯、丙烯等重要化工原料D用溴的四氯化碳溶液可鉴别分馏获得的汽油和裂化获得的汽油思路启迪解决煤、石油的综合利用的相关题目时，首先要明确煤、石油的成分，其次要准确区分分馏与干馏两种工艺的不同之处。解析煤中不含苯和甲苯，煤干馏后从煤焦油或出炉煤气中能分离出来苯和甲苯；煤在隔绝空气加强热的情况下分解的过程称为煤的干
6、馏，而不是在空气中；石油分馏主要得到汽油、煤油等，乙烯、丙烯等可通过石油裂化、裂解获得；分馏获得的汽油主要成分是饱和烃，裂化获得的汽油中含有不饱和烃，二者可用溴的四氯化碳溶液鉴别。答案D(1)煤的干馏发生复杂的物理和化学变化，煤的气化、液化都发生化学变化。(2)石油分馏为物理变化，石油裂化、裂解都是化学变化。(3)直馏汽油和裂化汽油的成分不同，性质有明显的区别，直馏汽油的成分为饱和烃，裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物，故裂化汽油可以发生加成反应，可使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。 针对训练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
7、可以得到汽油C焦炭是煤干馏的一种重要产品D煤的气化是将其通过物理变化转化为气态的过程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，但产量不高。通常采用裂化的方法，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、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。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤的气化为化学反应。答案D知识点二 环境保护与绿色化学1.环境问题及治理环境问题污染物治理办法酸雨SO2(主要)和NO2开发清洁能源；倡导清洁生产光化学烟雾汽车尾气(碳氢化合物、氮氧化合物)控制运行的汽车数量，保持道路通畅；使用清洁能源等臭氧层空洞氟氯烃及NOx减少并逐步
8、禁止氟氯烃等消耗臭氧层的物质的排放；积极研制新型的制冷系统水体富营养化生活污水、工业废水等排放大量含氮、磷的物质控制污水排放量；实施污水处理达标后排放；使用无磷洗涤用品废旧电池污染废旧电池中的汞、镉、铅等重金属离子回收利用；积极研制新型电池温室效应CO2，另外甲烷等气体也能加剧温室效应使用清洁能源；提高能源利用率；进行清洁生产；植树造林；绿化环境白色污染废弃的塑料制品回收利用；使用可降解的塑料制品2.绿色化学(1)绿色化学的核心：利用化学原理从源头上减少或消除工业生产对环境的污染，即防治优于治理。(2)绿色化学对化学反应的要求【典例2】“绿色化学”要求从经济、环保和技术上设计可行的化学反应。据
9、此，由单质镁制硝酸镁的下列4个方案中，你认为可行而且符合“绿色化学”要求的方案是() 思路启迪首先要明确绿色化学的核心概念，其次要理解从原子利用率100%的角度确定反应类型时，尽量选取化合反应、加成反应、加聚反应，最后整合题干信息和各物质的转化关系做出准确判断。解析A方案虽然步骤少，但反应过程中会产生大量氮氧化合物，污染空气，另外消耗原料也多，不符合“绿色化学”的要求；B方案步骤繁琐，原料种类多，不符合“绿色化学”的要求；C方案步骤较少，节约原料，无污染，符合“绿色化学”的要求；D方案消耗原料较多，在第一步还会产生大量的SO2气体，污染空气，不符合“绿色化学”的要求。答案C针对训练2在“绿色化
10、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 BC只有 D只有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%。答案A知识脉络核心要点1煤的干馏、气化和液化，石油的裂化和裂解均为化学变化，石油的分馏属于物理变化。2石油裂化的目的是提高轻质油的产量，石油裂解的目的是获得气态短链不饱和烃作化工原料。
11、3绿色化学的核心是：杜绝污染源，实现零排放。原子利用率为100%的反应类型有：化合反应、加成反应、加聚反应。1合理利用燃料、减少污染符合绿色化学的理念。下列关于燃料的说法中正确的是()A“可燃冰”是将水变为油的新型燃料B氢气作为燃料具有热值高、无污染等优点C乙醇是比汽油更环保、不可再生的燃料D石油和煤是工厂经常使用的可再生的化石燃料解析可燃冰的主要成分是甲烷，A错；氢气燃烧的产物只有水，B正确；乙醇是可再生燃料而化石燃料不能再生，C、D错。答案B2“环境问题”是当今全球共同关注的焦点，在哥本哈根气候大会上中国发挥了重要的作用。下列对环境造成危害的一组首要污染物是()ACO2、SO2、O2BSO
12、2、NO2、可吸入颗粒物CCO2、N2、O2DNO2、N2、可吸入颗粒物解析凡是属于空气成分的均不属于大气污染物。A项，CO2和O2不属于污染物，错误；B项，SO2、NO2、可吸入颗粒物均为大气污染物，正确；C项，CO2、N2、O2均不属于大气污染物，错误；D项，N2不属于大气污染物，错误。答案B3绿色化学的核心是反应过程的绿色化，即要求原料物质中的所有原子完全被利用且全部转入期望的产品中，下列过程不符合这一思想的是() 解析A项，甲烷与氯气反应制得氯仿的同时还有氯化氢生成，不符合绿色化学思想，错误；烯烃与水煤发生的羰基合成反应中，生成物只有一种；甲烷、CO合成乙酸乙酯的反应中，生成物只有一种
13、；乙烯合成聚乙烯的反应中，生成物只有一种，均符合绿色化学思想，B、C、D正确。答案A4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)下列各项符合“绿色化学”要求的是_。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，某地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Mg2、Fe3、Cu2、Hg2四种离子。
14、某同学设计了从该污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_。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。(2)化工基地的筹建首先不宜建在人口稠密的居民区，同时要考虑水资源和交通问题。(3)第步由于汞的沸点低、易挥发、有毒，因此会造成环境污染。答案(1)D(2)BD(3)第步增加冷凝回收装置课后作业(二十二) 基础巩固一、煤、石油、天然气的综合利用1有关煤的叙述中不正确的是()A煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质B煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分C煤除了含有C元素
15、外，还含有少量的N、H、S、O等元素D煤等化石燃料的储量有限，节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键解析该题主要考查煤的成分及利用，煤是有机物和少量无机物组成的混合物，煤焦油是煤干馏的产物之一，不属于煤本身的成分，故选B项。答案B2下列有关说法正确的是()石油中含有C5C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油石油的分馏是化学变化石油的分馏实验中，温度计水银球插入液面以下，因为它测的是混合液的温度石油分馏得到的汽油仍是混合物A B C D解析石油的分馏是依据各物质的沸点不同经加热气化和冷凝而分离的操作，故为物理变化，错误；石油分馏实验中，温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处，以测量馏出蒸气的温
16、度，错误。答案C3天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下列是有关天然气的几种叙述，天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；等质量CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一；CH4作为化工原料中用于合成氨、生产甲醇。其中正确的是()A B C D解析天然气与煤、柴油相比，氢元素的质量分数高，氢燃烧产物无污染，是相对清洁的能源；CH4的摩尔质量为16 g/mol，CO2的摩尔质量为44 g/mol，则等质量时，CH4产生的温室效应大于CO2；天然气燃烧不产生硫、氮的氧化物，不会形成酸雨；由CH4的用途知正确。
17、答案B4下列关于煤气、液化气和天然气的说法正确的是()A煤气主要成分是氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳B液化石油气是将甲烷压缩后成为液态的燃料C家用打火机所用燃料为丙烷，它是液化石油气的成分之一D家用液化石油气与天然气成分相同，但纯度不同解析焦炉气的主要成分为氢气、甲烷、乙烯和一氧化碳，而煤气的主要成分则为氢气和一氧化碳，A错误；液化石油气的主要成分为丙烷和丁烷，B、D错误。答案C5下列变化不属于化学变化的是()A煤的干馏 B石油分馏C由乙烯制聚乙烯 D重油裂化解析石油的分馏是利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程，属于物理变化。答案B6石油催化裂化和裂解的目的
18、是()A使长链烃分子断裂为短链烃分子B使直链烃转化为芳香烃C除去石油中的杂质D前者是提高汽油的产量和质量，后者是得到短链的不饱和气态烃，提供有机化工原料解析石油催化裂化的目的是提高汽油的产量和质量，石油裂解的目的是获得短链的不饱和烃，作化工原料，D项正确。答案D二、环境保护与绿色化学7下列有关环境保护与绿色化学的叙述不正确的是()A形成酸雨的主要物质是硫的氧化物和氮的氧化物B大气污染物主要来自化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气C绿色化学的核心就是如何对被污染的环境进行无毒无害的治理D水华、赤潮等水体污染主要是由含氮、磷的生活污水任意排放造成的解析C项，绿色化学的核心是利用化学原理从源头上减
19、少和消除工业生产对环境的影响，错误。答案C8入冬以来，雾霾天气已经严重影响了我国多数人的正常出行和生活节奏。为改善空气质量而启动“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是()A加高工厂的烟囱，使烟尘和废气远离地表B推广使用燃煤脱硫技术，防止SO2污染C研制新型高效可充电电池，发展纯电动汽车D开发利用绿色能源(例如太阳能)替代化石燃料解析A项，加高工厂的烟囱，并不能减少有害气体的排放，也不可能使烟尘和废气远离地表，错误；推广使用燃煤脱硫技术，防止SO2污染；研制新型高效可充电电池，发展纯电动汽车，可以减少化石燃料的使用；开发利用绿色能源(例如太阳能)替代化石燃料，可以减少化
20、石燃料的使用，均有利于“蓝天工程”建设，B、C、D正确。答案A92015年11月29日至30日，国家主席习近平出席了气候变化巴黎大会，各国就如何应对气候变化、提升经济绿色水平，实现人类可持续发展进行商讨。为达成“同呼吸，共奋斗”全国各地为治理雾霾广泛开展了一系列活动。下列活动不符合这一主题的是()A机动车实行限行措施是减少雾霾的途径之一B积极推广风能、太阳能、氢能等新型能源的使用C通过吸收空气中CO2并利用廉价能源合成汽油可推广“绿色自由”计划D将秸秆焚烧可得富含钾肥的草木灰，焚烧是一种较为理想的秸秆处理办法解析机动车实行限行措施可以减少雾霾，符合，A错误；推广风能、太阳能、氢能等新型能源的使
21、用，可以降低污染，B错误；通过吸收空气中CO2并利用廉价能源合成汽油可推广“绿色自由”计划，符合，C错误；焚烧秸秆会增加雾霾的产生，不符合，D正确。答案D10“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向，“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，并使原子利用率为100%。下列符合“绿色化学”的是()用甲烷、一氧化碳合成乙酸乙酯：2CH42COCH3COOC2H5氢氧燃料电池在通风橱进行有毒气体的实验对工业生产硝酸产生的废气、废水进行严格处理生产环氧乙烷：CH2=CH2Cl2Ca(OH)2CaCl2H2O2MN=2P2Q,2PM=Q(M、N为原料，Q为期望产品)A B
22、C D解析只是将有毒气体排到室外，不是从源头上减少或消除污染，反应物没有全部转化为生成物，中两个反应相加得3MN=3Q，反应物全部转化为生成物。故均不符合绿色化学。答案D能力提升11可用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的试剂是()A乙醇 B溴的四氯化碳溶液CNaOH溶液 D盐酸解析裂化汽油由饱和烃和不饱和烃组成，直馏汽油仅含饱和烃，故可利用不饱和烃的性质来选择试剂。答案B12下列化学工艺属于最理想的绿色化学工艺的是()氯乙烯在一定条件下制聚氯乙烯塑料铜在空气中灼烧生成氧化铜，氧化铜溶于稀硫酸制硫酸铜乙烯与溴反应制1,2二溴乙烷乙烷在光照条件下与氯气反应制1,2二氯乙烷工业煅烧石灰石制CaO工业利用氢气
23、在氯气中燃烧制盐酸A BC D解析最理想的绿色化学工艺，是指原子利用率为100%的化学工艺。产物只有一种，原子利用率为100%；产物有硫酸铜和水，是比较好的方法，但是原子利用率小于100%；产物只有一种，原子利用率为100%；副产物有氯化氢、一氯代物或三氯代物等，原子利用率小于100%；有副产物二氧化碳；产物只有一种，原子利用率为100%。答案D13“碳捕捉技术”是指通过一定的方法将工业生产中产生的CO2分离出来并利用。如可利用NaOH溶液来“捕捉”CO2，其基本过程如图所示(部分条件及物质未标出)。下列有关该方法的叙述中正确的是()能耗小是该方法的一大优点整个过程中，有两种物质可以循环利用“
24、反应分离”环节中，分离物质的基本操作是过滤、蒸发、结晶该方法可减少碳排放，捕捉到的CO2还可用来制备甲醇等产品A B C D解析根据题中信息可知，基本过程中有两个反应：二氧化碳与氢氧化钠反应，碳酸钙的高温分解，循环利用的应该有CaO和NaOH两种物质，捕捉室中的反应为二氧化碳与氢氧化钠反应，得到的Na2CO3和CaO在溶液中反应得到NaOH和CaCO3，由此可分析判断。碳酸钙高温分解需要消耗大量的能源，不正确；氧化钙与氢氧化钠可以循环使用，正确；碳酸钙不溶于水，所以“反应分离”环节中，分离物质的基本操作是过滤，不正确；工业上可以用CO2合成甲醇，正确。答案B14如图是实验室模拟煤的干馏的实验装
25、置。下列叙述错误的是()A如图实验中发生了化学变化B液体X的pH7，液体Y是黑色黏稠状的煤焦油C气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色D液体Y是一种纯净物解析煤的干馏产物有NH3，易溶于水而呈碱性，pH7，同时还生成了煤焦油，它的主要化学成分为芳香族化合物，是难溶于水的黏稠液体。煤干馏的气体产物中的氢气、一氧化碳具有还原性，可以还原CuO，气体产物中的C2H4可使溴水褪色。答案D15请回答实验室分馏石油的有关问题：(1)实验室分馏石油的正确操作顺序是E_A_G。A连接接液管B装入碎瓷片和石油，塞上带温度计的塞子C检查装置气密性D连接冷凝管及进出水管E在铁架台上放酒精灯，固定好铁圈，放上石棉网
26、F固定好蒸馏烧瓶G加热(2)以下是石油分馏的装置图，试指出有关仪器的名称：A_；B_。(3)分馏石油得到的各个馏分都是_(填“混合物”或“纯净物”)。解析(1)按组装仪器的顺序从下到上，从左到右，连接好装置后，先检验装置气密性，再装入碎瓷片和石油并加热，即顺序为EFDACBG。(2)A为蒸馏烧瓶，B为冷凝管。(3)石油分馏得到的各个馏分为烃类物质的混合物。答案(1)FDCB(2)蒸馏烧瓶冷凝管(3)混合物16酸雨形成的原理之一可简示如下：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
27、价，利用这一性质可在工厂的烟道气中通入合适的_(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pH1gc(H)，经测定某雨水中只含硫酸，且其浓度为5105 molL1，则这次降雨_(填“是”或“不是”)酸雨。(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30%之多。你认为减少酸雨产生的途
28、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_。解析(1)SSO2SO3H2SO4。(2)SO3H2O=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)25105 molL11104 molL1，则pHlg(1104)45.6，故是酸雨。(5)减少酸雨产生的本质途径是减少SO2的量。答案(1)SO2SO3(2)(3)还原剂(4)是(5)ACE不可取没有减少SO2排放量拓展拔高17我国城市为了减少燃煤造成的大气污染，对作民用燃
29、料的煤作了多方面的改进。(1)为了除去煤中的含硫化合物，采用FeCl3脱硫，即用FeCl3溶液浸洗煤粉，发生如下反应：FeS214FeCl38H2O=2FeSO413FeCl216HCl。该反应中的氧化剂是_，若有1 mol FeS2被除去，则发生转移的电子的物质的量是_。为了充分利用Fe2并减少HCl污染，本方法中可利用工业废铁屑和氯气让废液重新利用生成FeCl3。请写出这一过程中有关的离子方程式：_、_。(2)另一种方法是采用“固硫法”，即在燃料中加入生石灰，使含硫煤在燃烧时生成的SO2不能逸出而进入炉渣中，试用化学方程式表示这一“固硫”过程：_、_。(3)某城市采用了以油制气代替煤作民用
30、燃料的做法。油制气的主要成分是丙烷，请写出其燃烧的化学方程式：_。(4)绿色能源是人类的理想能源，不会造成环境污染。下列能源属于绿色能源的是_。A氢能源 B太阳能C风能 D石油解析(1)反应中FeS2中S由1价升高至6价，每1 mol FeS2被氧化，转移14 mol电子，FeCl3中Fe由3价降至2价，FeCl3作氧化剂。加入废铁屑是消耗H，减少污染，而通入Cl2是氧化Fe2。(2)“固硫法”是利用生石灰将SO2转化为CaSO3，在高温时被氧化为CaSO4。(3)C3H8燃烧的化学方程式为C3H85O23CO24H2O。(4)氢能源、太阳能、风能属于绿色能源。答案(1)FeCl314 molFe2H=Fe2H22Fe2Cl2=2Fe32Cl(2)SO2CaOCaSO32CaSO3O22CaSO4(3)C3H85O23CO24H2O(4)ABC
