第二节　资源综合利用　环境保护
煤、石油和天然气的综合利用
1.煤的综合利用
(1)煤的组成
煤是由______和少量______组成的复杂混合物,主
要含______,还含有少量_______________等元素。
有机物
无机物
碳元素
氢、氧、氮、硫
(2)煤的综合利用
1.(1)若从煤焦油中分离出芳香烃,应采用什么方法？
(2)煤的气化、液化同水的汽化、液化一样,均属于物理变化,对吗？
[提示]　(1)煤焦油是由各种芳香烃组成的液态混合物。可根据各种芳香烃的沸点不同,利用分馏法进行分离。
(2)不对,煤的气化、液化均发生了化学变化。
2.天然气的综合利用
(1)组成:天然气的主要成分是______。
(2)综合应用:①天然气是一种清洁的化石燃料。
②作为一种化工原料,主要用于______和_________等。
3.石油的综合利用
(1)石油的组成
石油是由多种____________组成的混合物。
甲烷
合成氨
生产甲醇
碳氢化合物
(2)石油的综合利用
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:_________________________。
(2)实例:制取聚乙烯反应的化学方程式为:
___________________________。
塑料、合成橡胶和合成纤维
(3)三个概念
2.加成反应和加聚反应有何区别？
[提示]　加成反应和加聚反应是两种不同的有机反应类型,加聚反应是利用加成反应的原理,将相对分子质量较小的小分子化合物聚合成相对分子质量很大的高分子化合物的反应。
环境保护与绿色化学
1.环境问题
是指由于人类_______地开发和利用自然资源而造成的______环境破坏,以及工农业生产和人类生活
所造成的______污染。
2.环境污染的来源
主要来自___________的燃烧和工业三废即:____、
___________的任意排放。
3.绿色化学
核心是利用化学原理从_____上减少和____工业生产对环境的污染,最理想的“原子经济”就是反应物的原子_____转化为期望的最终产物,原子的利用率为______。
不合理
生态
化石燃料
环境
废水
废气、废渣
源头
消除
全部
100%
3.处理污染物符合绿色化学的概念吗？
[提示]　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,因此处理污染物是被动的治理环境污染,不符合绿色化学的概念。
1.空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“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.推广使用燃煤脱硫技术,防治SO2污染
B.实施绿化工程,防治扬尘污染
C.研制燃料电池汽车,消除机动车尾气污染
D.加大石油、煤炭的开采速度,增加化石燃料的供应量
解析:　D中,化石燃料的使用过程中,特别是煤和石油的燃烧,会产生大量的废气(如SO2)等,对大气造成污染。
答案:　D
2.下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是 (　　)
A.石油裂解得到的汽油是纯净物
B.石油产品都可用于聚合反应
C.天然气是一种清洁的化石燃料
D.水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料
解析:　汽油是C5～C11的各种烃的混合物;石油产品有多种,并非都可用于聚合反应,如烷烃;水煤气是通过焦炭与水蒸气反应生成的。
答案:　C
3.乙烯是石油裂解的主要产物之一。将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,观察到的现象是____________,其化学方程式为______________。
乙烯在一定条件下发生加聚反应的化学方程式是__________________________________。产物的名称是________,乙烯对水果有________功能。
化学上的“三馏”、“两裂”和“六气”
1.化学“三馏”的比较
2.化学“两裂”
3.化学“六气”的主要成分
焦炉气及裂解气中均含有烯烃,若通入溴水或酸性KMnO4溶液中能使其褪色。
下列说法错误的是(　　)
①石油中含有C5～C11的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油
②含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
③石油裂解是为了获得更多的汽油
④汽油是烃的混合物,煤油、柴油是由烃构成的纯净物
A.①②　　　　 B.②④
C.①③ D.③④
名师解析:　本题考查的知识点是石油的炼制。
①石油是由烷烃、环烷烃、芳香烃组成的混合物。石油主要由液态烃构成,也溶有少量气态烃和固态烃。石油中肯定含有C5～C11的烷烃,因此通过石油的分馏就可以得到汽油、煤油等分馏产品。
②含C18以上的固态烃利用率低,交通运输业需要更多的燃料油。使重油长链烃分子断裂就可以得到汽油。使长链烃分子断裂为C5～C11烷烃的过程采用催化裂化的方法。
③石油裂解属于深度裂化,采用的温度比裂化高,长链烃分子断裂程度大。裂解的目的不是为了生产更多的汽油,而是为了获得大量的石油化工产品,主要是乙烯、丙烯等。
④石油是多种烃的混合物,石油分馏产品汽油、煤油、柴油等仍是多种烃的混合物。所不同的只是这些分馏产品沸点范围小,是含碳原子数相近的烃的混合物。
答案:　D
(1)煤的气化、液化的目的是把煤转变为清洁能源,提高煤的燃烧效率。
(2)石油分馏的目的是为了得到汽油、煤油、柴油等轻质油;
(3)石油裂化的目的是为了提高轻质油,特别是汽油的产量和质量;
(4)石油裂解的目的是为了得到乙烯、丙烯等短链不饱和烃作为化工原料。
答案:　B
六大环境问题
(1)空气质量日报报导的空气污染物主要有CO、SO2、NOx及可吸入性固体颗粒。
(2)酸雨、臭氧层破坏、光化学烟雾均与NOx有
关。
广州在2010年10月成功举办了第16届亚运会。下列措施有利于节能减排、改善环境质量的有(　　)
①在大亚湾核电站已安全运行多年的基础上,广东将继续发展核电,以减少火力发电带来的二氧化硫和二氧化碳排放问题　②积极推行“限塑令”,加快研发利用二氧化碳合成的聚碳酸酯类可降解塑料　③加速建设地铁、轻轨等轨道交通,促进珠三角城市一体化发展,减少汽车尾气排放　④发展低碳经济、循环经济,推广可利用太阳能、风能的城市照明系统　⑤使用生物酶降解生活废水中的有机物,使用填埋法处理未经分类的生活垃圾
A.①②③④　　　 B.①②⑤
C.①②④⑤ D.③④⑤
思路点拨:　解答本题应注意以下两点:
(1)明确环境污染带来的危害;
(2)对污染的处理及防治措施。
自主解答:　为了控制环境污染,国家出台了一系列相关政策,也采取了一些切实可行、行之有效的措施,在平时的学习中,我们要善于捕捉相关信息,丰富自己的头脑。填埋法不能达到改善环境的最终目的,⑤不合理,所以本题选A。
答案:　A
2.环境污染已成为人类社会面临的重大威胁,各种污染数不胜数。下列各词与环境污染无关的是(　　)
①温室效应　②赤潮　 ③酸雨　④光化学烟雾　⑤臭氧层空洞　⑥潮汐　⑦大脖子病　⑧水华
A.⑦⑧ B.⑥⑦
C.⑥⑦⑧ D.②⑤⑦
解析:　　②赤潮与⑧水华均属于水体富营养化而引起的水体污染现象;①温室效应指大量CO2的排放引起的大气变暖现象;④光化学烟雾则是由汽车尾气大量排放有害气体所导致的一种空气污染现象;③酸雨是化石燃料的燃烧等引起的污染现象;⑦大脖子病是缺碘引起的症状,与环境污染无关;⑤臭氧层空洞的形成,则是由释放的氟氯烃等物质导致臭氧层被破坏的大气污染现象;⑥潮汐是一种自然现象。
答案:　B
某工业原料气中SO2含量的测定
某化学兴趣小组选用下列实验装置,测定工业原料气(含SO2、N2、O2)中SO2的含量。
(1)原料气进出口顺序
________→________→________→________→________(填字母)。
(2)装置②中发生反应的离子方程式为____________________________;当装置②中出现________的现象时,立即停止通气。
(3)你认为下列试剂中,可以用来代替试管中的碘的淀粉溶液的是________(填字母)。
A.酸性KMnO4溶液 B.NaOH溶液
C.溴水 D.氨水
解析:　(1)长管进气先通过②二氧化硫被碘氧化,再用排水法测定氮气和氧气的体积,应该短管b进气,c→d→b→a→e。
(2)由反应:SO2＋I2＋2H2O===H2SO4＋2HI知,利用②中溶液的蓝色变化来确定反应的进程。(3)因SO2具有还原性,可利用酸性KMnO4溶液、溴水来代替碘的淀粉溶液。
答案:　(1)c　d　b　a　e
(2)I2＋SO2＋2H2O===4H＋＋SO＋2I－　蓝色褪去
(3)A、C
1.(2011·福建高考)下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是(　　)
A.CO2、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)有助于缓解能源紧张
解析:　造成温室效应的气体主要是CO2及CH4等。N2是空气的组成部分,不是造成温室效应的气体。
答案:　A
2.环境污染问题越来越受到人们的关注,造成环境污染的主要原因大多是人类生产活动中过度排放有关物质引起的。下列问题与所对应的物质不相关的是(　　)
A.温室效应——二氧化碳
B.光化学污染——二氧化氮
C.酸雨——二氧化碳
D.白色污染——一次性塑料制品的使用
解析:　酸雨是指pH<5.6的雨水,主要指硝酸酸雨和硫酸酸雨。由于空气中的CO2能溶于雨水中,故正常雨水的pH均小于7,但不是酸雨。
答案:　C
3.美国墨西哥湾原油泄漏事件引起了国际社会的高度关注。大面积的漏油污染将给受灾地区带来巨大的环境和经济损失。下列关于石油的说法正确的是 (　　)
A.石油属于可再生化石能源
B.石油主要含有碳、氢两种元素
C.石油的裂化是物理变化
D.石油分馏后得到的馏分是纯净物
解析:　石油是不可再生的化石能源;石油中主要含C、H两种元素;石油的裂化是化学变化,石油分馏的馏分仍是多种烃的混合物。
答案:　B
4.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
解析:　煤的干馏、气化及液化是实现煤综合利用的主要途径;将煤转变为煤饼,成分不变,不属于煤的综合利用;石油的裂化和裂解均得到许多化工原料,属于石油的综合利用。
答案:　C
5.把下列各物质的制取方法或反应类型填写在各题后的括号中。
(1)煤―→焦炭(　　)
(2)煤焦油―→苯(　　)
(3)重油―→汽油(　　)
(4)乙烯―→聚乙烯(　　)
(5)甲烷―→四氯化碳(　　)
解析:　煤焦油是成分复杂的黏稠液体,要得到苯,需经过分馏。
答案:　(1)干馏　(2)分馏　(3)裂化　(4)加聚反应
(5)取代反应