化学:4.2《化学与资源综合利用、环境保护》阅读素材(新人教版必修2)
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化学与资源综合利用、环境保护(2)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生产工艺等,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]要了解环境污染情况,消除和控制污染以及研究污染物的形态、含量等进行分析鉴定,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生产过程中产生的废气及携带的颗粒物;工业生产中的废水(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、工业生产中的废水、废渣等固体废弃物。
[思考与交流]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应加以控制、消除或回收利用。
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[思考与交流]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。
化学与资源综合利用、环境保护备课资料:(一)环境污染(一)什么是环境?在环境科学中,一般认为环境是指围绕人群的空间及其中可以直接或间接影响人类生活和发展的各种自然因素和社会因素的总称。
在世界各国的一些环境保护法规中,往往把环境中应当保护的环境要素或对象称为环境,例如《中华人民共和国环境保护法》所规定的环境是指:“大气、水、土地、矿藏、森林、草原、野生动物、水生生物、名胜古迹、风景游览区、温泉、疗养区、自然保护区、生活居住区等。
”尽管环境所包含的范围并不仅限于上述法定范畴,然而环境保护法所指明的环境范畴,则是环境管理的法律依据。
(二)什么是环境问题?环境问题通常是指:“由于人类活动作用于人们周围的环境所引起的环境质量变化,以及这种变化反过来对人类的生产、生活和健康产生影响的问题。
”环境问题按其产生原因可以归纳为原生环境问题和次生环境问题两类:原生环境问题是指一些非人类能力所能控制的,而由自然因素(活动)引起的环境变化。
如:由太阳辐射变化引起的台风、干旱、暴雨;由地球热力和动力作用产生的火山爆发、地震等。
次生环境问题是指由人类的社会经济活动造成的对自然环境的破坏。
如:由于人类生产、生活引起的大气污染、水体污染、生态破坏、资源枯竭、水土流失、沙漠化、气候异常、地面沉降、诱发地震等。
(三)环境污染分类1.按环境要素分:大气污染、水体污染、土壤污染2.按人类活动分:工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染3.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、能源污染目前,人类活动对环境损害所造成的后果和环境污染对社会发展的反作用已日渐被人们所感受,并逐渐形成共识。
保护环境,保护我们人类共同的家园--地球,是全人类共同的责任。
(四)人类面临的全球环境问题主要有那些?到目前为止已经威胁人类生存并已被人类认识到的环境问题主要有:全球变暖、臭氧层破坏、酸雨、淡水资源危机、能源短缺、森林资源锐减、土地荒漠化、物种加速灭绝、垃圾成灾、有毒化学品污染等众多方面。
高中化学学习材料金戈铁骑整理制作[精练精析]4.2资源综合利用环境保护(人教版必修2)【典例导悟】【典例1】煤的气化所得气体可用于城市家用燃气。
下列选项中的气体均属于家用燃气有效成分的是A CO、H2、N2B CO、CH4、H2C CO、CH4、CO2D CH4、H2、O2【规范解答】选B。
CO和H2为煤气的主要成分;CH4是天然气的主要成分,故选B。
【互动探究】(1)煤气化的化学方程式如何书写?(2)家用液化石油气的主要成分是什么?为什么冬天温度很低时,会出现气流不畅的情况?提示:(1)煤气化的化学方程式为:C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)。
(2)液化石油气的主要成分是低级的烷烃,当冬天温度很低时,其中的丁烷等会变成液体,而使气流不畅。
【规律方法】煤的干馏、气化和液化,石油的裂化、裂解均为化学变化,石油的分馏属于物理变化。
煤的气化和液化的目的是把煤变成清洁能源,提高煤的燃烧效率;石油的分馏目的是得到汽油、煤油、柴油等轻质油,石油的裂化与裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等化工基本原料。
【变式训练】1.(2010·徐州高一检测)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】选C。
A项煤的干馏和B项煤的液化属于煤的综合利用,而将煤变成煤饼作燃料是为了提高煤的利用率,不属于综合利用,D项石油裂解属石油的综合利用,故选C。
2.如图是实验室模拟煤的干馏的实验装置,下列有关叙述错误的是()A.图示实验中发生了化学变化B.实验后水溶液的pH>7,溶液Y是黑色黏稠的煤焦油,上层X是粗苯等C.气体Z易燃,可以还原氧化铜D.液体Y是一种纯净物【解析】选D。
煤的干馏发生了化学变化,产物有粗氨水(使水溶液pH>7),粗苯(包括苯、甲苯、二甲苯)密度小于水的密度,在上层,煤焦油(包括苯、酚类、沥青等物质)为液体Y,焦炉气(包括H2、CH4、CO、C2H4)易燃,能还原CuO,故选D。
第四章与自然资源的开发利用第2节资源综合利用环境保护(第1课时)知识与技能1、知道化石燃料是重要的自然资源。
2、了解化石燃料燃烧对环境的影响,懂得选择对环境污染较小的燃料。
3、认识化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。
过程与方法1、课前学生对学习内容进行社会调查和查阅相关资料。
2、课堂中,通过观看放录像,了解化石燃料的存在和利用。
3、自主学习,培养学生自学能力。
4、通过设计对化石燃料燃烧产物成分分析的定性定量实验,使学生学会解决物质(气体)检验的一般方法。
情感态度与价值观1、培养学生对社会的关注意识;2、知道学好化学等科学知识,为保护环境,解决能源危机作出贡献。
教学重点化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。
教学难点化石燃料的综合利用教具准备多媒体、投影仪、焦炭、氨水、苯、甲苯课时安排1 课时教学过程【资料卡片】原油煤炭天然气水电核能全世界36.8% 27.2% 23.7% 6.2% 6.1%中国22.3% 69.0% 2.5% 5.4% 0.8%【引入课题】从表中可以看出,煤、石油、天然气是当今人类使用的主要能源,同时也是重要的化工原料,如乙烯和苯就是从石油和煤中提取出来的。
化石燃料是不可再生能源,其综合利用越来越受人们的重视。
这节课我们要学习探讨如何实现化石燃料的综合利用,提高利用率减少化石燃料燃烧所造成的环境污染,一.煤、石油、天然气的综合利用:从煤、石油、天然气获得基本化工原料。
1. 煤的综合利用:(1)煤的成分:煤是又有机物和少量的无机物组成的复杂混合物。
其组成以碳元素为主,还含有H 、O 、N 、S 等元素。
(2)煤的综合利用途径:通过煤的干馏、煤的气化和液化获得洁净的燃料和多种化工原料。
,①煤的干馏:将煤隔绝空气加强热使之分解的过程叫做没得干馏,也叫煤的焦化。
气体:焦炉气:H 2、CH 4、C 2H 4、CO (燃料、化工原料) :氨、铵盐 (化肥)液体 粗 苯 :苯、甲苯、二甲苯 (炸药、染料、合成材料)煤干馏的主要产品 酚类、奈 (染料、农药、合成材料)沥青 (筑路材料、制碳素电极)固体 :焦炭 (冶金、合成氨造气、电石、燃料)②煤的气化:将煤转化为可燃性气体 过程。
课外阅读:
1.大气污染
对大气造成污染的污染物有:SO2、NO、NO2、H2S、CxHy、粒子状污染物、氟化物(F)、铅及其化合物(Pb)、挥发性有机物和放射性元素等。
SO2、NO、NO2等物质主要来源于用煤、硝酸工业、硫酸工业、汽车尾气等。
它们可以形成酸雨(酸雨是指pH≤5.6的酸性降水,其主要成分是硫酸和硝酸,属于严重的大气污染现象),使湖泊水质酸化,毒害水生物、植物,以及使土壤酸化,破坏农作物、森林等;氟化物(F)、氮氧化物可以破坏臭氧层。
CO、NO能与人体血红蛋白结合,使动物因缺氧而死亡。
NO、NO2、CO、CxHy等还参与光化学烟雾的形成。
大气污染物主要通过呼吸道进入人体,也有少量通过接触和刺激体表进入人体。
人体吸入的空气经过鼻腔、咽部、喉头、气管、支气管后进入肺泡,并在肺泡上进行气体交换。
当血液通过肺泡毛细管时,放出二氧化碳,吸收氧气。
含氧的血液被输送到人体各部分,供人体组织和细胞新陈代谢用。
如果生活在烟雾迷漫的环境中,空气中的有毒、有害污染物就会溶于体液或沉积在肺泡上,轻者会使上呼吸道受到刺激而有不适感,重者会引起疾病,使呼吸道和肺功能损害,引起病变。
大气污染对人体健康的危害大致可分为急性中毒、慢性中毒和致畸致癌作用等三种。
震惊世界的伦敦烟雾事件就是典型的急性中毒事件。
1952年12月5日至8日,英国首都伦敦市上空烟雾弥漫,煤烟粉尘积蓄不散,造成了震惊一时的烟雾事件。
这起事件使4000名健康市民因此死亡。
在毒雾事件之后的两个月内,8000名患肺部疾病的人也因吸入过多的有毒物质而停止呼吸。
据调查.英国伦敦从1873年一1962年共发生过6次重大的烟雾公害事件,每次都造成成千上万的人发病,甚至死亡。
直至1965年以后,伦敦由于采取了排烟脱硫等治理措施,才没再出现烟雾杀人的事件。
治理:调整资源结构,开发新能源(太阳能、氢能、风能、地热等),减少使用煤、石油、天然气等化石燃料(或对燃料进行脱硫使用),减少工业废气排放,对废气进行回收净化再利用等。
大力植树造林严禁乱砍滥伐。
政府部门合理规划、制定标准、加强监测。
2.水体污染
水污染的来源:
水体污染主要来自工业废水、农业用水、生活污水。
水污染的危害:
水体污染影响工业生产、增大设备腐蚀、影响产品质量,甚至使生产不能进行下去。
水的污染,又影响人民生活,破坏生态,直接危害人的健康,损害很大。
水体被污染必将影响整个地球的环境,对人类产生严重的危害。
(1)危害人的健康:水污染后,通过饮水或食物链,污染物进入人体,使人急性或慢性中毒。
砷、铬、铵类、苯并芘等,可诱发癌症。
(2)对工农业生产的危害
水质污染后,工业用水必须投入更多的处理费用,造成资源、能源的浪费,食品工业用水要求更为严格,水质不合格,会使生产停顿。
农业使用污水,使作物减产,品质降低,甚至使人畜受害,大片农田遭受污染,降低土壤质量。
海洋污染的后果也十分严重,如石油污染,造成海鸟和海洋生物死亡。
(3)水的富营养化的危害
在正常情况下,氧在水中有一定溶解度。
溶解氧不仅是水生生物得以生存的条件,而且氧参加水中的各种氧化还原反应,促进污染物转化降解,是天然水体具有自净能力的重要原因。
含有大量氮、磷、钾的生活污水的排放,大量有机物在水中降解放出营养元素,促进水中藻类丛生,植物疯长,使水体通气不良,溶解氧下降,甚至出现无氧层。
以致使水生植物大量死亡,水面发黑,水体发臭形成“死湖”、“死河”、“死海”,进而变成沼泽。
这种现象称为水的富营养化。
富营养化的水臭味大、颜色深、细菌多,这种水的水质差,不能直接利用,水中断鱼大量死亡。
水华是淡水中的一种自然生态现象,是由于水的富营养化引起藻类(如蓝藻、绿藻、硅藻等)的迅猛生长,水一般呈蓝色或绿色。
淡水中“水华”造成的最大危害是:饮用水源受到威胁,藻毒素通过食物链影响人类的健康,蓝藻“水华”的次生代谢产物MCRST能损害肝脏,具有促癌效应,直接威胁人类的健康和生存。
赤潮是由于海水中浮游藻类、原生动物或细菌异常增殖或聚集而引起海水变色的现象。
实际上,赤潮并不一定都是红色的,它可因引发赤潮的生物种类和数量不同而呈现出不同颜色。
赤潮发生必须具备以下条件:
①海域水体高营养化;
②某些特殊物质参与作为诱发因素,如:维生素B1、B12、铁、锰、脱氧核糖核酸;
③环境条件,如水温、盐度等也决定着发生赤潮的生物类型。
赤潮不仅给海洋环境、海洋渔业和海水养殖业造成严重危害,而且对人类健康甚至生命都有影响。
主要包括两个方面:
①引起海洋异变,局部中断海洋食物链,使海域一度成为死海;
②有些赤潮生物分泌毒素,这些毒素被食物链中的某些生物摄入,如果人类再食用这些生物,则会导致中毒甚至死亡。
3.固体废弃物污染及其治理
(1)固体废弃物污染
固体废弃物是指人类在生产和生活中丢弃的固体和泥状物,如采矿业的废石、尾矿、煤矸石;工业生产中的高炉渣、钢渣;农业生产中的秸秆、人畜粪便;核工业及某些医疗单位的放射性废料;城市垃圾等等。
若不及时清除,必然会对大气、土壤、水体造成严重污染,导致蚊蝇孳生、细菌繁殖,使疾病迅速传播,
危害人体健康。
(2)处理固体废弃物的方法:
目前世界上生活垃圾处理主要是卫生填埋、堆肥和回收利用三种方式。
回收利用废旧合成材料主要有三种途径,一是通过熔融再生重新做成多种有用的材料;二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解,用于制备多种化工原料;三是将废旧合成材料作为燃料使用。
绿色化学与清洁生产
绿色化学的核心是要利用化学原理从源头消除污染。
绿色化学是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则,即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子,实现“零排放”。
不仅充分利用资源,而且不产生污染;并采用无毒、无害的溶剂、助剂和催化剂,生产有利于环境保护、社区安全和人身健康的环境友好产品。
绿色化学化工的目标是寻找充分利用原材料和能源,且在各个环节都洁净和元污染的反应途径和工艺。
对生产过程来说,绿色化学包括:节约原材料和能源,淘汰有毒原材料,在生产过程排放废物之前减降废物的数量和毒性;对产品来说,绿色化学旨在减少从原料的加工到产品的最终处置的全周期的不利影响。