第四章第2節(jié) 化學(xué)與資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)導(dǎo)學(xué)案

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第二節(jié) 化學(xué)與資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)（第一課時） 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 一、預(yù)習(xí)目標(biāo) 通過閱讀課文，初步了解煤、石油和天然氣等化石燃料綜合利用的意義。 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 1、煤的綜合利用 （1）煤成分：復(fù)雜的混合物；含有：_________________________-等元素。 (2）煤的綜合利用：干餾、液化和汽化。 煤的干餾：_____________________________________的過程。產(chǎn)品：焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣。 2、天然氣 （1）化石燃料 （2）化工原料：合成氨、生產(chǎn)甲醇、合成多個碳原子的有機(jī)化合物。 3、石油 （1）石油的成分：_________________________________________________等。 （2）石油的煉制： 分餾---______________________________________________________________的過程。 裂化--___________________________________________________________的過程。 規(guī)律：生成等量的烷烴與烯烴，目的：提高汽油的產(chǎn)量。 裂解：_________________________________________________________氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴，以提供有機(jī)化工原料。 重整：在加熱和催化劑作用下，鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴。 課內(nèi)探究學(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．了解煤、石油、天然氣作為能源及化工原料的綜合利用。 　 2．掌握煤的干餾、液化、氣化的原理及利用?！? 3．掌握石油的裂化、裂解反應(yīng)及聚合反應(yīng)的定義及應(yīng)用。 二、學(xué)習(xí)過程 (一)煤 探究一：煤的組成元素及如何綜合利用 1． 現(xiàn)實生活中煤的用途 2． 煤的組成元素 3． 為了節(jié)約能源，保護(hù)環(huán)境，應(yīng)如何對煤進(jìn)行綜合利用？ （二）天然氣 探究二天然氣的組成及如何綜合利用 1、 天然氣的存在 2、 天然氣的主要成分 3、 如何綜合利用天然氣 （三）石油 探究三 石油的組成及如何綜合利用？ 1、石油性質(zhì)和成分： 從組成元素和組成物質(zhì)兩方面探究 ２、煉制： 蒸餾：通過加熱、冷凝，把液態(tài)混和物中＿＿＿＿的成分先分離出來的操作。 ?、欧逐s：根據(jù)液態(tài)混和物中各成分＿＿＿的不同，通過多次加熱、冷凝，把它們分成＿＿＿＿不同的蒸餾產(chǎn)物。故分餾又叫多次蒸餾。分餾產(chǎn)物叫餾分。 (它屬__________物)。 實驗室分餾裝置： 溫度計水銀球放在_____________ 處；加幾粒_____________，以防_____________。冷凝水流向是__________由_____________。 [思考]：1、實驗室中制取乙烯、硝基苯的溫度計水銀球在什么位置？ 2、石油的減壓分餾的目的是什么？ 3、干餾、分餾和蒸餾的區(qū)別： ⑵裂化：在一定條件下，把＿＿＿＿＿的烴斷裂為____________的烴的過程。 反應(yīng)式:____________________ ___________________________ ____________________ ___________________________ 3．其它的石油加工 （四）反思總結(jié) 思考 煤、石油、天然氣如何才能更好綜合利用？ (五)當(dāng)堂檢測 1、煤在干餾時得到氣態(tài)產(chǎn)物是（ ） A．天然氣 B．水煤氣 C．焦?fàn)t氣 D．高爐煤氣 2、 下列變化屬于物理變化的是（ ） A. 煤的干餾 B. 裂解 C.從煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等 D.古代植物變質(zhì)成煤 3、確定汽油為混合物的一種方法是（ ） A、聞其氣味 B、將它燃燒 C、測量密度 D、測量沸點(diǎn) 4、C8 H18 在一定條件下受熱裂化可生成CH4 、C2 H6 、C2 H4 、C3 H6 、 C4 H8 五者的混和氣體,此混合氣體的平均分子量為( ) A. 14 B. 57 C. 38 D. 無定值 課后練習(xí)與提高 1、 地球大氣中因二氧化碳含量增加而引起“溫室效應(yīng)”，下面關(guān)于大氣中二氧化碳增加的主要來源的說法中，最不合理的一種是（ ） A．人和動物呼出的二氧化碳 B．石油產(chǎn)品大量燃燒 C．森林大面積縮小，吸收二氧化碳的能力減少 D．煤的燃燒 2、下列物質(zhì)屬于純凈物的是（ ） ①酒精②天然氣③煤焦油④甲醇⑤煤⑥石油⑦冰醋酸⑧工業(yè)酒精⑨焦?fàn)t氣⑩汽車廢氣 A．①③④⑨ B．②⑤⑦⑧ C．①②④⑦⑨ D．①④⑦ 3、丁烷裂解時可有兩種方式斷裂，生成兩種烷烴和兩種烯烴。如果丁烷裂解率為90%，又知裂解生成的兩種烯烴的質(zhì)量相等，那么裂解后所得到的混合氣體中，分子量最小的氣體占有的體積為分?jǐn)?shù)為（ ） A．19%　　　　 B．25%　　　　 C．36%　　　　　 D．40% **4、中學(xué)化學(xué)實驗中常見的溫度計使用有如下三種情形：①溫度計的液泡浸沒在液體反應(yīng)物液面以下并接近容器的底部；②溫度計的液泡置于水浴中；③溫度計的液泡置于蒸餾燒瓶的支管處。下列實驗使用溫度計正確的是( )。 (A)苯的硝化反應(yīng)① (B)酒精和濃硫酸混合加熱制乙烯① (C)測定硝酸鉀在水中的溶解度③ (D)分離苯和硝基苯的混合物② 5、關(guān)于石油的組成的敘述中，正確的是（ ） A、石油一些不飽和烴的混合物 B、石油是各種烷烴和烯烴的混合物 C、石油是各種飽和烴的混合物 D、石油是各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴的混合物 6、可用來鑒別裂化汽油和直餾汽油的試劑是（ ） A、乙醇 B、溴的四氯化碳溶液 C、NaOH溶液 D、鹽酸 7、在人們的印象中，塑料是常見的絕緣材料，但2000年3名諾貝爾化學(xué)獎得主的研究成果表明，塑料經(jīng)改造后能像金屬一樣具有導(dǎo)電性。要使塑料聚合物導(dǎo)電，其內(nèi)部的碳原子之間必須交替地以單鍵和雙鍵結(jié)合(再經(jīng)摻雜處理)。目前導(dǎo)電聚合物已成為物理學(xué)家和化學(xué)家研究的重要領(lǐng)域。由上述分析，下列聚合物經(jīng)摻雜處理后可以制成“導(dǎo)電塑料”的是 （ ） 8、汽油燃燒產(chǎn)生的汽車尾氣中，所含的大氣污染物主要是 A、碳的氧化物 B、硫的氧化物 C、氮的氧化物 D、磷的氧化物 9、聚四氟乙烯塑料在耐熱性和化學(xué)穩(wěn)定性上都超過了其他塑料，號稱“塑料王”。聚四氟乙烯塑料在工業(yè)上有廣泛的用途，其合成路線如下圖所示： 氯仿 二氟一氯甲烷 四氟乙烯 聚四氟乙烯 → → → → A B C D （1）在上圖方框中填入合適的有機(jī)物的結(jié)構(gòu)簡式。 （2）寫出下列反應(yīng)的化學(xué)方程式： BC： CD： 10、由于我國煤的儲藏比石油和天然氣相對較為豐富，所以迄今能源消費(fèi)仍 以煤為主。將原煤作為燃料燃燒，既嚴(yán)重污染環(huán)境，又效率不高，國家大力提倡煤 的綜合利用。例如在內(nèi)蒙鄂爾多斯等地建設(shè)煤液化項目便是實施“煤變油”戰(zhàn)略的 重要內(nèi)容，其原理之一是先將煤與水蒸氣制得水煤氣（CO和H2），再催化合成甲醇 或烴類等液態(tài)能源。 （1）用CO和H2合成甲醇的化學(xué)方程式是： 。 （2）用CO和H2合成烴（CnHm）的化學(xué)方程式是： 。 （3）氣化和液化的優(yōu)點(diǎn)是 。 第二節(jié) 化學(xué)與資源綜合利用、環(huán)境保護(hù)（第二課時） 課前預(yù)習(xí)學(xué)案 一、預(yù)習(xí)目標(biāo) 通過閱讀課文，初步了解環(huán)境污染及其治理、綠色化學(xué)的含義。 二、預(yù)習(xí)內(nèi)容 （一）環(huán)境污染的分類 1．按環(huán)境要素分：＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿； 2．按人類活動分：＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿； 3．按造成污染的性質(zhì)、來源分：化學(xué)污染、生物污染、物理污染（噪聲、放射性、熱、電磁波等）、固體廢物污染、能源污染 （二）介紹幾類環(huán)境污染及其防治 （三）綠色化學(xué)的含義： 課內(nèi)探究學(xué)案 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．了解環(huán)境污染及其治理、綠色化學(xué)的含義。 2．認(rèn)識到關(guān)心科學(xué)、研究科學(xué)和探索科學(xué)的精神。 二、學(xué)習(xí)過程 （一）環(huán)境保護(hù) 探究一 當(dāng)今環(huán)境問題 1、大氣污染物、工業(yè)生產(chǎn)中的廢水、廢渣等固體廢棄物 2、酸雨控制：生石灰脫硫 （二）綠色化學(xué) 探究二 綠色化學(xué)對化學(xué)、化工提出了那些挑戰(zhàn)？ 1．對環(huán)境情況進(jìn)行監(jiān)測：對污染物的存在形態(tài)、含量進(jìn)行分析和鑒定。 2．治理三廢：對生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢氣、廢水和廢渣進(jìn)行處理，減少環(huán)境污染，實現(xiàn)資源的回收利用。 3．尋找源頭治理環(huán)境污染的生產(chǎn)工藝，實施清潔生產(chǎn)——綠色化學(xué) （三）反思總結(jié) 資源的開發(fā)利用和保護(hù)環(huán)境關(guān)系到人類的可持續(xù)發(fā)展，需要全社會努力。我們只有一個地球，環(huán)境問題已成為全球性問題，需要各國政府和人民共同努力，創(chuàng)造一個清潔、美麗的生活環(huán)境，也為我們子孫后代留下一個良好的生存空間和更加美好的未來。 (四)當(dāng)堂檢測 1、綠色化學(xué)對于化學(xué)反應(yīng)提出了“原子經(jīng)濟(jì)性”（原子節(jié)約）的新概念及要求。理想的原子經(jīng)濟(jì)性反應(yīng)是原料分子中的原子全部轉(zhuǎn)變成所需產(chǎn)物，不產(chǎn)生副產(chǎn)物，實現(xiàn)零排放。下列幾種生產(chǎn)乙苯的方法中，原子經(jīng)濟(jì)性最好的是（反應(yīng)均在一定條件下進(jìn)行）：（ ） A ＋C2H5Cl→＋HCl B ＋C2H5OH→＋H2O C ＋CH2＝CH2→ D →＋HBr； ＋H2→ 2、為了降低硫氧化物造成的污染，一種方法是在含硫燃料（如煤）中加入生石灰，這種方法稱作“鈣基固硫”．采用這種方法“固硫”的反應(yīng)為（　　?。? A.2CaO+2S==2CaS+O2 B.S+O2===SO2 C.CaO+SO2===CaSO3 D.2CaSO3+O2===2CaSO4 3、“綠色化學(xué)”是當(dāng)今社會提出的一個新概念。在“綠色化學(xué)工藝”中，理想狀態(tài)是反應(yīng)物中原子全部轉(zhuǎn)化為欲制得的產(chǎn)物，即原子利用率為100%。在用CH3CH＝CH2合成CH2＝C(CH 3)COOCH3的過程中，欲使原子利用率達(dá)到最高，還需要其他的反應(yīng)物有 　　A、CO和CH3OH　B、CO2和H2O C、H2和CO2　　　　 課后練習(xí)與提高 1、工、農(nóng)業(yè)及城市生活污水中含磷，家用洗滌劑是污水中磷的一個重要來源(洗滌劑中含有磷酸鈉)，對于處理污水時要不要除去磷，下列說法中正確的是( ) A.磷是生物的營養(yǎng)元素，不必除去 B.含磷的污水是很好的肥料，不必除去 C.含磷污水引起藻類增殖，使水變質(zhì)，必須除去 D.磷對人無毒，除去與否都無關(guān)緊要 2、“綠色商品”是對環(huán)境無污染的商品，下列商品不能稱為“綠色商品”的是：（ ） A．無鉛汽油 B．無磷洗滌劑 C．無氟冰箱 D．無碘食鹽 3、發(fā)展綠色食品，提高人類生存質(zhì)量，綠色食品是指： （ ） A．綠顏色的營養(yǎng)食品 B．有葉綠素的營養(yǎng)食品 C．經(jīng)濟(jì)附加值高的營養(yǎng)食品 D．安全、無公害的營養(yǎng)食品 4、“綠色化學(xué)”是人們最近提出的一個新概念，主要內(nèi)容之一是指從技術(shù)、經(jīng)濟(jì)上設(shè)計可行的化學(xué)反應(yīng)，盡可能減少對環(huán)境的負(fù)作用，下列化學(xué)反應(yīng)符合綠色化學(xué)概念的是：（ ） A．制CuSO4: Cu+2H2SO4(濃)=====CuSO4+SO2↑+2H2O B．制CuSO4: 2Cu+O2=====2CuO CuO+H2SO4(稀)====CuSO4+H2O C．制Cu(NO3)2: 3Cu+8HNO3(稀)===3Cu(NO3)2+2NO+4H2O D．制Cu(NO3)2: Cu+4HNO3(濃)====Cu(NO3)2+2NO2↑+2H2O 5、大氣或飲用水被污染時，可能引起人的牙齒骨骼變酥，引起這一污染的元素是( )。 A．碘 B．氟 C．氯 D．硫 6、導(dǎo)致下列現(xiàn)象的主要原因與排放SO2有關(guān)的是( )。 A．酸雨 B．光化學(xué)煙霧 C．臭氧空洞 D．溫室效應(yīng) 7、近年來，建筑裝潢裝飾材料進(jìn)入家庭，調(diào)進(jìn)發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過裝修的居室以中由裝潢裝飾材料緩慢釋放出來的化學(xué)污染物濃度過高，影響健康。這些污染物中最常見的是( )。 A．CO B．SO2 C．甲醛、甲苯等有機(jī)物 D．臭氧 8、人們把儀器分為綠色食品、藍(lán)色食品、白色食品等。綠色植物通過光合作用轉(zhuǎn)化的食品叫綠色食品，海洋提供的食品叫藍(lán)色食品，通過微生物發(fā)酵制得的食品叫白色食品。下面屬于白色食品的是( )。 A．食醋 B．面粉 C．海帶 D．菜油 9、特大洪水過后，受災(zāi)地區(qū)的水源常被嚴(yán)重污染。下列物質(zhì)中，能對被污染的飲用水起消毒消菌作用的是( )。 A．生石灰 B．漂白粉 C．明礬 D．綠礬 10、由于人類向大氣中排放有毒氣體，形成南極臭氧層空洞，下列氣體中，形成南極臭氧層空洞的罪魁是( )。 A．Cl2 B．HCl C．NO2 D．CCl2F2 11、我國城市環(huán)境中的大氣污染物主要是( )。 A．CO2、Cl2、N2、酸雨 B．SO2、NO2、CO、可吸入顆粒物 C．NH3、CO2、NO2、霧 D．HCl、SO2、N2、可吸入顆粒物 12、甲基丙烯酸甲酯是世界上年產(chǎn)量超過100萬的高分子單體，舊法合成的反應(yīng)是：（ ） (CH3)2CO+HCN→(CH3)2C(OH)CN (CH3)2C(OH)CN+CH3OH+H2SO4→CH2=C(CH3)COOCH3+NH4HSO4 20世紀(jì)90年代新法的反應(yīng)是： CH3C≡CH+CO+CH3OH→CH2=C(CH3)COOCH3與舊法比較，新法的優(yōu)點(diǎn)是 A．原料無爆炸危險 B．原料都是無毒物質(zhì) C．沒有副產(chǎn)物，原料利用率高 D．對設(shè)備腐蝕性較小 13、根據(jù)以下敘述，回答下列問題： 某化工廠按如下步驟進(jìn)行生產(chǎn)：①以煤為燃料煅燒石灰石；②用飽和碳酸鈉溶液充分吸收步驟①中產(chǎn)生的二氧化碳；③使步驟①中產(chǎn)生的氧化鈣跟水反應(yīng)；④消石灰跟碳酸鈉反應(yīng)。 （1）該廠生產(chǎn)過程中涉及的物質(zhì)有：①石灰石；②純堿；③小蘇打；④燒堿；⑤二氧化碳； ⑥消石灰。下列敘述正確的是： A．起始原料是①② B．起始原料是②⑤ C．最終產(chǎn)品是④⑤ D．最終產(chǎn)品是③④ （2）該廠生產(chǎn)過程的優(yōu)點(diǎn)可能有：①排放的氣體對大氣無污染；②生產(chǎn)過程中的部分產(chǎn)品可作為起始原料使用；③無高溫作業(yè)。其中正確的是： A．只有① B．只有② C．①和③ D．②和③ （3）生產(chǎn)過程中沒有涉及的化學(xué)反應(yīng)類型是： A．分解反應(yīng) B．化合反應(yīng) C．置換反應(yīng) D．復(fù)分解反應(yīng) 14、某河道兩旁有甲、乙兩家工廠，它們排放的工業(yè)廢水中，共含K+、Ag+、Fe3+、Cl－、OH－、 NO3－六種離子。 （1）甲廠的廢水明顯呈堿性，故甲廠廢水中所含有的三種離子是_________________。 （2）乙廠的廢水中含有另外三種離子。如果加一定量___________(選填：活性炭、硫酸亞鐵、鐵粉)可以回收其中的金屬______________(填寫元素符號)。 （3）另一種設(shè)想是將甲廠和乙廠的廢水按適當(dāng)?shù)谋壤旌?，可以使廢水中的________（填寫離子符號）轉(zhuǎn)化為沉淀，經(jīng)過濾后的廢水主要含有________，可用來澆灌農(nóng)田。 15、 20世紀(jì)90年代初，國際上提出了“預(yù)防污染”這一新概念。綠色化學(xué)是“預(yù)防污染”的根本手段，它的目標(biāo)是研究和尋找能充分利用的無毒害原材料，最大限度地節(jié)約能源，在化工生產(chǎn)各環(huán)節(jié)都實現(xiàn)凈化和無污染的反應(yīng)途徑。下列各項屬于“綠色化學(xué)”的是（ ）A．處理廢棄物 B．治理污染點(diǎn) C．減少有毒物 D．杜絕污染源 16、綠色化學(xué)的最大特點(diǎn)在于從開始生產(chǎn)時就采取了污染防治的科學(xué)手段，實現(xiàn)生產(chǎn)過程的零污染和生產(chǎn)終端的零污染排放，要實現(xiàn)這種生產(chǎn)方式，就必須充分利用資源中的每一個原子，這種理想的生產(chǎn)方式又被稱為“原子經(jīng)濟(jì)性”。 現(xiàn)有甲、乙、丙3個化肥廠生產(chǎn)尿素，所用的原料不同，但生產(chǎn)的流程相同： 甲廠：以焦炭、空氣和水為原料 乙廠：以天然氣、空氣和水為原料 丙廠：以石腦油（主要成分C5H12）、空氣和水為原料，試回答下列問題： （1）用化學(xué)方程式表示乙廠合成尿素的生產(chǎn)過程。 （2）3個化肥廠的原料利用率各不相同，試判斷化肥廠對原料的利用率最高的是________，簡述原因_______________________________________ 8