化学与资源综合利用
四章化学与自然资源开发利用
（）
（1）CH2＝CH2 + H2O→CH3CH2OH （2）CH3COOC2H5 + H2O→CH3COOH + CH3CH2OH （3）CH3CH2Br + H2O→CH3CH2OH + HBr
91页
1、安全的生产工艺
4、提高能源的利用率
原子利用
率100%
无毒无害 原料
可再生资源
原子经济 性反应
高选择性 反应
环境友好产品 （安全、能降解 可再生利用）
2、应用无毒无害的催化剂 3、应用无毒无害的溶剂
理想的化学生产方式（原子经济）： 使反应物的原子完全转化为期望的最终产物
课堂 练习
原子利用率=
• 又因此反应属于乙烯的加成反应，所以 这种聚合反应又叫加成聚合反应，简称 加聚反应。
（2）高分子化合物及其特征
相对分子质量很大,是混合物,无固定的熔沸点。
知识扩展
涤纶、锦纶、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂等 合成高分子化合物都是由缩聚反应制得
O
O
n HO
C
C OH + n HO H2C CH2 OH
在加热和催化剂作用下，石油可通过结构的重新调整， 使链状烃转化为环状烃
目前，绝大部分石油作为燃料使用
比较分馏、蒸馏、干馏
操作 过程 原理
目的
蒸馏 加热和冷 凝 物理变化
分离
分馏 加热和冷 凝 物理变化
精炼
干馏 隔绝空气加强热
复杂的物理变化和 化学变化 加工煤
2、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
SO2、NO、NO2、H2S、CxHy、颗粒物、 氟化物（F）、铅及其化合物（Pb）、
来源:
酸雨是指PH≤5.6的酸性降水
化学原理在资源综合利用中的应用
化学原理在资源综合利用中的应用一、课程目标知识目标：1. 理解化学原理在资源综合利用中的重要性，掌握资源综合利用的基本概念和分类。
2. 学习并掌握典型资源如金属、矿物、能源等在综合利用过程中的化学原理和关键技术。
3. 了解我国资源综合利用的现状和发展趋势，认识到化学在实现资源可持续利用中的作用。
技能目标：1. 能够运用化学知识分析资源综合利用过程中存在的问题，并提出合理的解决方案。
2. 学会运用文献资料、网络资源等工具，搜集并整理有关资源综合利用的信息，提高信息处理能力。
3. 能够通过小组合作、实验探究等形式，培养观察、思考、分析和解决问题的能力。
情感态度价值观目标：1. 培养学生对资源综合利用的兴趣，激发他们学习化学原理的积极性，形成主动学习的态度。
2. 增强学生的环保意识，使他们认识到资源综合利用在保护环境、促进可持续发展中的重要性。
3. 培养学生的团队合作精神，提高他们的沟通与协作能力，形成尊重他人、包容合作的价值观。
课程性质：本课程为应用性课程，结合化学原理和实际案例，以培养学生解决实际问题的能力为主要目标。
学生特点：高年级学生已具备一定的化学基础知识，具有较强的求知欲和独立思考能力，需要培养他们的实际应用能力和综合素质。
教学要求：注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，引导他们通过自主、合作、探究等方式学习，提高综合运用化学知识解决实际问题的能力。
同时，关注学生的情感态度价值观的培养，使他们在学习过程中形成正确的价值观和积极的态度。
通过分解课程目标为具体的学习成果，为后续教学设计和评估提供依据。
二、教学内容1. 引言：介绍资源综合利用的基本概念、意义及其在国民经济和社会发展中的重要性。
参考教材章节：第三章“资源综合利用概述”2. 化学原理在金属资源综合利用中的应用：- 金属资源的种类、性质及提取方法。
- 典型金属资源的综合利用案例，如铝土矿、铜矿、铁矿等。
参考教材章节：第四章“金属资源的综合利用”3. 化学原理在矿物资源综合利用中的应用：- 矿物资源的种类、性质及利用方法。
化学《化学与资源综合利用》教案
化学《化学与资源综合利用》教案一、教学目标1. 让学生了解化学在资源综合利用中的重要作用，认识化学在环境保护、能源开发、材料科学等方面的应用。
2. 培养学生运用化学知识解决实际问题的能力，提高学生的科学素养。
3. 帮助学生掌握化学与资源综合利用的基本概念、原理和方法，形成系统的知识结构。
4. 引导学生关注化学与资源综合利用领域的最新动态，培养学生的创新意识。
二、教学内容1. 化学与资源综合利用的基本概念2. 化学在环境保护中的应用3. 化学在能源开发中的应用4. 化学在材料科学中的应用5. 化学与资源综合利用的方法与技术三、教学方法1. 采用问题驱动的教学模式，引导学生主动探究化学与资源综合利用的相关问题。
2. 运用案例分析法，让学生通过分析实际案例，掌握化学与资源综合利用的方法与技术。
3. 采用讨论法，鼓励学生积极参与课堂讨论，培养学生的团队协作能力和口头表达能力。
4. 利用多媒体教学手段，展示化学与资源综合利用的实物图片、视频等，增强学生的直观感受。
四、教学安排1. 课时：本章节共4课时。
2. 教学方式：课堂讲解、案例分析、小组讨论、多媒体展示。
3. 教学过程：第1课时：化学与资源综合利用的基本概念第2课时：化学在环境保护中的应用第3课时：化学在能源开发中的应用第4课时：化学在材料科学中的应用、总结与展望五、教学评价1. 课堂参与度：观察学生在课堂讨论、提问等方面的积极性。
2. 知识掌握程度：通过课后作业、课堂测试等方式检验学生对化学与资源综合利用知识的掌握。
3. 实践能力：评估学生在案例分析、小组讨论等环节中的应用能力。
4. 创新意识：鼓励学生在课堂讨论中提出新观点、新思路，评价其创新意识。
六、教学内容6. 化学在农业中的应用学生将学习化学肥料、农药的合理使用，以及它们对生态系统的影响。
7. 化学在医药领域的应用学生将了解化学在药物研发、疾病治疗以及健康保障中的作用。
8. 化学在日常生活用品中的应用学生将探讨化学在食品、化妆品、日用品等领域的应用及其安全性。
新人教版《化学与资源综合利用、环境保护》1金属矿物的开发利用
第二课时
。
合成材料概况： 合成材料概况：
随着人类不断的文明和进步， 随着人类不断的文明和进步，人对天 然材料的利用已不能满足很多方面的需要， 然材料的利用已不能满足很多方面的需要， 于是就发生了一场材料的革命－－ －－人工合 于是就发生了一场材料的革命－－人工合 成材料； 成材料； 合成材料的原料丰富、制造加工简单， 合成材料的原料丰富、制造加工简单， 性能千变万化； 性能千变万化； 塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大 塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大 合成材料； 合成材料； 黏合剂、涂料也属于合成材料。 黏合剂、涂料也属于合成材料。
我国煤的分布图
上京煤矿
宁夏优质无煤 — 太西煤露天采区
求知课堂互动 一、煤的综合利用 1、煤的组成 、
组成元素:主要是碳元素；（还有少 组成元素 主要是碳元素；（还有少 主要是碳元素；（ 量的H、 、 、 、 、卤素等） 量的 、O、N、P、S、卤素等） 组成成分：是由多种有机物、 组成成分：是由多种有机物、无机 物组成的复杂混合物。 物组成的复杂混合物。
石 油 分 馏 示 意 图
3、石油的裂化和裂解 、 （1）裂化的目的： 提高轻质液体燃料的产量。 ）裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量。 （2）裂化的原理： ）裂化的原理： 石油的裂化是 在催化剂的作用下将含碳原子多的重 断裂成碳原子较少的烃的过程。 油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。 。 (3)裂解 深度的裂化。 裂解: 深度的裂化。 裂解 裂解的目的： 裂解的目的： 获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。 获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。
煤的结构模型
一、煤的综合利用： 煤的综合利用： 腐植煤 2、煤的分类 、 腐泥煤
按C%
无烟煤95%以上 以上 烟 煤 70%以上 褐 煤 60%~70% 泥 煤 50%~60%
必修高中化学化学与资源综合利用 _
诚西郊市崇武区沿街学校化学与资源综合利用、环境保护第二课时[复习]煤的干馏及石油的炼制原理[图片导学][板书]二、环境保护与绿色化学[讲解]环境问题是指由于人类不合理开发和利用自然资源而造成对生态环境破坏，以及工农业和人类生活造成的环境污染。
对环境情况的监测、三废治理、寻找源头治理环境污染的消费工艺等，都是当今化学工作者的首要任务。
[板书]1、环境问题：化学工作者的首要任务：[交流1]自己掌握的有关环境监测的一些内容。
[讲解]要理解环境污染情况，消除和控制污染以及研究污染物的形态、含量等进展分析鉴定，提供可靠的分析数据。
化学工作者正承担着繁重的环境监测工作。
[交流2]导致环境污染的主要因素有那些？[讲解]除了自然因素外，大气污染物主要来自化石燃料和工业消费过程中产生的废气及携带的颗粒物；工业消费中的废水〔废液〕往往含有复杂成分，任意排放会导致土壤水源污染，需经过多步处理才能到达排放标准。
废渣等固体废弃物的处理兼有减少环境污染及资源回收两个重要目的。
化学在治理三废方面发挥着重要作用。
[板书]2、大气污染物、工业消费中的废水、废渣等固体废弃物。
[考虑与交流]1.硫氧化物〔SOX〕和氮氧化物〔NOX〕是酸雨形成的主要元凶，工业上常利用一些廉价易得的化学物质反响加以控制、消除或者者回收利用。
请举例说明这些方法的原理和类型。
[学生汇报]利用化学方法可以控制硫和氮氧化物，进而控制酸雨等危害。
例如，针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点，主要采取燃料预脱硫、炉内脱硫和烟囱排气除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3水等吸收脱硫。
CaO(s)+SO2(g)CaSO3(s)2CaSO3(s)+O2(g)2CaSO4(s)SO2+2NH3+H2O===(NH4)2SO3[板书]3、酸雨控制：生石灰脱硫[考虑与交流]2.含有大量氮、磷的污水排向湖泊、水库和近海海域，造成了水体的富营养化，出现藻类大量繁殖形成赤潮、水华等严重污染问题。
人教版高一化学必修二课件：4.2资源综合利用 环境保护
（2）煤的气化
高温
C(s) + H2O(g) → CO(g) + H2(g)
水煤气
煤的气化是___化___学__变___化_______的过程。
（3）煤的液化
煤 煤可也可___以_直___接间_____液接____化液_____化_，__使__，煤与先转H2化作为用_生_C_成O__液__和体_燃__H料_2_；_ ，再在催化剂作 用下生成___甲__醇_____。
4.绿色化学核心是 _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___。 5.“原子经济” 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_，这时原子的利用率 为______1_0_0__%______。
1.通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平的
标志是（ B ）
A.石油的年产量 B.乙烯的年产量 C.合成纤维的年产量 D.硫酸的年产量
2.下列过程属于物理变化的是（ B ）
A.煤的干馏 C.石油裂化
B.石油分馏 D.乙烯聚合
3.（双选）石油裂化的目的是（ AD）
A.使长链烃分子断裂为短链烃分子 B.除去石油中的杂质 C.使直链烃转化为芳香烃 D.提高汽油的产量和质量
场景记忆法小妙招
超级记忆法--身 体法
1. 头--神经系统 2. 眼睛--循环系统 3. 鼻子--呼吸系统 4. 嘴巴--内分泌系统 5. 手--运动系统 6. 胸口--消化系统 7. 肚子--泌尿系统 8. 腿--生殖系统
人教版高中化学必修二课件第四章第二节化学与资源综合利用环境保护
第二节 化学与资源综合利用、 环境保护
实验中学化学科组：王均华
•
ห้องสมุดไป่ตู้
第二课时
•
思考：石油裂解气的主要成分是什 么？它有什么重要用途？
•
P.93思考与交流
•
二、环境保护与绿色化学 目前, 全球有三大块酸雨地区：西欧, 北美和 光化学烟雾 1、环境：主要是指人类的生存环境。 东南亚。我国长江以南也存在连片的酸雨区 大气污染物一氧化氮、二氧化氮和某 域。在酸雨区域内 , 湖泊酸化 , 渔业减产 , 森 2 、环境问题：主要是指由于人类不合理开 些碳氢化合物在太阳光紫外线的照射下， 林衰退, 土壤贫脊, 粮菜减产, 建筑物腐蚀, 文 发和利用自然资源而造成生态环境的破坏， 在低空大气中发生复杂的光化学反应（大 物面目皆非。 以及工农业生产和人类生活所造成的环境 气中的氧气也参加了反应），形成白色或 污染问题。 浅兰色有特殊气味的光化学烟雾。 3、环境污染：人类排放的污染物质超过了 光化学烟雾中主要含二次污染物如醛 环境的自净能力，引起环境质量发生不良 类、酮类、臭氧、过氧硝酸、乙酰酯等。 变化从而危害人类健康和生存的现象。 光化学烟雾严重危害人体健康，损害植物 及橡胶制品等。 因此，要随时进行环境监测！！！ 如：水华、赤潮、酸雨、光化学烟雾……
•
4、环境污染的分类： • 按环境要素：分大气污染、水体污染、 土壤污染 • 按人类活动分：工业环境污染、城市环 境污染、农业环境污染 • 按造成污染的性质、来源分：化学污染、 生物污染、物理污染（噪声、放射性、 热、电磁波等）、固体废物污染、能源 污染 分析P.95 [思考与交流]中的污染各属 于哪些类型。（增强环保意识）
•
5、绿色化学理念（预防优于治理）
必修二第四章第二节 化学与资源综合利用
第二节化学与资源综合利用、环境保护第1课时第一课时煤、石油和天然气的综合利用1.煤的综合利用：煤是由和组成的复杂混合物，主要含元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。
（1）煤的干馏煤干馏是指，得到焦炭、煤焦油、煤气。
煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应，从煤干馏产物中可获得重要的化工原料，如氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳、苯、甲苯、二甲苯、萘、酚类等。
（2）煤的气化将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程，主要反应为：。
（3）煤的液化煤的直接液化：。
煤的间接液化：。
知识点二：天然气的综合利用：天然气是一种的化石燃料；同时也是一种重要的，主要用于合成和生产。
[课堂练习]1、煤在干馏时得到气态产物是（）A．天然气B．水煤气C．焦炉气D．高炉煤气2、下列变化属于物理变化的是（）A. 煤的干馏B. 裂解C.从煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等D.古代植物变质成煤知识点三、石油的组成及其综合利用1、石油性质和成分：○1组成元素：＿＿＿元素为主，占97～98％，还含少量S、N、O等元素。
○2组成物质：主要是由各种烃组成的混和物，大多数是液态烃，同时溶有气态烃和固态烃（故＿＿＿固定的熔沸点）。
练一练：确定汽油为混合物的一种方法是（）A、闻其气味B、将它燃烧C、测量密度D、测量沸点２、炼制：蒸馏：通过加热、冷凝，把液态混和物中＿＿＿＿的成分先分离出来的操作。
⑪分馏：根据液态混和物中各成分＿＿＿的不同，通过多次加热、冷凝，把它们分成＿＿＿＿不同的蒸馏产物。
故分馏又叫多次蒸馏。
分馏产物叫馏分。
(它属__________物)。
实验室分馏装置：温度计水银球放在_____________ 处；加几粒_____________，以防_____________。
冷凝水流向是__________由_____________。
⑫裂化：在一定条件下，把＿＿＿＿＿的烃断裂为____________的烃的过程。
反应式:____________________ _______________________________________________ ___________________________⑬裂解:采用比裂化更高的温度,把石油产品中具有＿＿＿＿的烃断裂成＿＿＿＿和少量＿＿＿＿。
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2．下列说法不正确的是( A ) A．煤的干馏、石油的分馏和裂化都是物理变化 B．石油主要是由多种烃组成的混合物 C．石油分馏得到的汽油是混合物 D．石油主要含有C、H两种元素
5．(2011年保定模似)四氟乙烯的分子式为CF2===CF2， 它的加聚反应的产物聚四氟乙烯可以作为不粘锅的内衬，其 结构可表示为( A )
CH2===CHCl―引―发→剂
________________________________________________
加成聚合反应（加聚反应）
CH2 =CH2 +
CH2 =CH2 + CH2 =CH2 + ……
[ CH2—CH2 ]n
（聚乙烯）
nCH2=CH2 催化剂
[ CH2—CH2 ]n
36.22 10.05-10.87
思考2：化石燃料的缺点是什么?
缺点１：不可再生
解决方法：１．提高燃料使用率达 到节约的目的 ２．开发新能源 缺点２：污染环境
解决方法：１．利用新技术，尽量 降低对环境的污染 ２．积极开发 洁净的新能源
煤、石油、天然气的综合利用
1．煤
无机物少量 (1)煤的组成 有机物主要元素：碳元素
（单体）
（链节） (n 为聚合度)
nCH2=CHCH3 催化剂 [ CH2—CH ]n
丙烯
聚丙烯 CH3
应用思考：1.煤的干馏是物理变化还是化学变化？煤的 气化和液化同水的汽化、液化一样，均属于物理变化吗？
提示：煤的成分复杂，煤在干馏时发生的变化肯定也复 杂，可以说发生了复杂的物理变化和化学变化！煤的气化和 液化是化学变化，不是物理变化。
三、六大环境问题
环境问题 主要污染物
主要危害
温室效应
造成全球气候变暖，水位上升，
CO2
陆地面积减小
酸雨
SO2、NOx
土壤酸化、水源污染、建筑物 被腐蚀等
到达地球表面的紫外线明显增 臭氧层破坏 氟氯代烷、NOx 多，给人类健康及生态环境带
来多方面危害
（续上表）
环境 问题
主要污染物
主要危害
光化学 碳氢化合物、 刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，
石油的裂化和裂解：将大分子的 重油断裂再分解为小分子的轻油
石油的催化重整：将石油中链状 烃重新调整结构转化为环状烃
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__和__合__成__纤__维_______。 (2)实例：制取聚氯乙烯反应的化学方程式为：
2.石油的分馏、裂化、裂解是物理变化还是化学变化？
提示：石油的分馏是利用沸点不同，将石油分离成不同 沸点范围的产物的过程，所以是物理变化。而石油的裂化和 裂解中烃发生了化学反应，所以是化学变化。
3.石油的裂化和裂解有何区别和联系？
提示：裂化和裂解的原理相同，只是裂解选用的温度比 裂化温度更高，因此裂解又称之为深度裂化。
１．石油的分馏： 利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混
合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。
石油的常压分馏产品：
石油气C4以下 汽油C5－C8 煤油C11－C16
柴油C15－C18 重油C20以上
轻质油
不同
汽煤柴
较低 轻质液体 汽油
较高
裂化 乙烯 丙烯
２．石油的催化裂化
C16H34 C8H18
少量元素： 氢、氧 、氮、硫等元素
(2)煤的利用。
隔绝空气加强热使之分解 煤气 煤焦油 焦炭
C(s)＋H2O(g)―高―温→CO(g)＋H2(g)
液体
CO
H2
甲醇
2．从天然气中获得基本化工原料 CH4 燃料
氨 甲醇
天然气灶
液化天然气公交车
三、石油的综合利用
石油主要由多种碳氢化合物组成的混合物。
烟雾 NOx
使人生病甚至死亡
在土壤中影响农作物吸收水分和养分，
白色 污染
废弃塑料制品
导致农作物减产；混入生活垃圾中难 处理、难回收；易被动物当作食物吞
入，导致动物死亡
赤潮和 水华
废水中含N、 P的营养物质
使水体富营养化，导致水中藻类疯长， 消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、 水质恶化
尝试应用
1．下列说法中正确的是( A ) A．通过煤的气化和液化可以获得更优质的燃烧 B．煤的干馏和石油的分馏原理相同，都是化学变化 C．煤是由有机物组成的复杂混合物 D．煤干馏得到的煤焦油，其主要用途就是再经蒸馏得 到高品质燃油
如何合理利用资源？如何保护好我们的生活环境？
形成：古代动植物经过上一万年的复杂变化形成的，属 不可再生资源
思考1：化石燃料的优点是什么?
物品 焦炭 褐煤 原油 汽油 物品 天然气 水煤气
热值（ＭJ/kg ）
25.12-29.33-45.22
43.11 热值（ＭJ/ m3 ）
◆化学•必修2•(人教版)◆
化学与自然资源的开发利用
第二节 资源综合利用 环境保护
金品质•高追求 我们让你更放心 ！
稀土元素是元素周期表中第ⅢB族中的钪、 钇及镧系17种元素的统称。当今世界每6项新 技术的发明就有一项与稀土元素有关。稀土是 21世纪重要的战略资源，中国稀土储量最 多，出口量世界第一，且出口的近80%被日、韩、美囤积。 我国稀土产量曾占全世界的96%，按照目前的开发速度，再 过二三十年，我们就会成为稀土小国甚至是无稀土的国家， 而且以前对稀土滥挖滥采，造成了严重的水土流失和生态环 境破坏，如白云鄂成为污染最为严重的地方。
变式应用 3．聚苯乙烯的结构为
，试回答下
列问题：
(1)聚苯乙烯重复出现的结构单元是________，单体是 ________。
3．石油加工的各种处理过程中，属于裂化过程的是 ( C)
A．分离出汽油和煤油 B．原油脱盐、脱水 C．十六烷变为辛烷和辛烯 D．将直链烃变为芳香烃
一、煤的综合利用 煤的干馏和石油的分馏，两种变化在本质上的差
别是( D ) A．加热的温度不同 B．得到的产品不同 C．前者要隔绝空气，后者不必 D．干馏是化学变化，分馏是物理变化
催0化剂
加热、加压 C8H18+C8H16
催化剂
加热、加压 C4H10+ C4H8
３．石油的裂解
催化剂
C４H１０ 加热、加压 CH４+ C３H６
催化剂
C４H１０ 加热、加压 CH４+ C３H６
注： 石油的分馏是 （3物）理石变油的化综，合裂利用 化、裂解、催 化重整是化学
变化。
石油的分馏：将化合物按沸点不 同经分馏塔分离