高中化学必修二化学与自然资源的开发利用

高中化学必修二化学与自然资源的开发利用

【总结】海水资源的开发利用:

①从海水中提取淡水——海水淡化

②海水制盐

海水资源的开发利用 ③从海水中提取镁、钾、溴、碘等化工产品 ④从海水中获取铀与重水作为核能开发的重要原料 ⑤从海水中获取其她物质与能量

※海水综合利用联合工业体系一例(如下图)

三、化学与资源综合利用、环境保护

3、1 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:煤就是又有机物与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、煤的气化与液化获得洁净的燃料与多种化工原料。 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:H2、CH4、C2H4、CO(燃料、化工原料) 粗氨水: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) 第6页 高中化学必修二化学与自然资源的开发利用

煤焦油

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。(主要反应就是碳与水蒸气反应生成水煤气等)

高温

主要反应: C(s) ＋ H2O(g) CO(g) ＋ H2(g)

水煤气

直接液化:煤 + H2 液体燃料

③煤的液化 催化剂

间接液化:煤 H2 ＋ CO 甲醇(CH3OH)

3、2 天然气的综合利用

(1)气体燃料的优点:气体燃料与空气混合充分,容易完全燃烧,与固体燃料相比有较高的利用率。气体燃料便于管

道运输,使用方便(易点燃,易熄灭),且清洁卫生。

(2)天然气就是一种高效、清洁的燃料:随着我国“西气东输”管线全面贯通,越来越多的地区将使用天然气。 (3)天然气就是一种重要的化工原料,主要用于合成氨与生产甲醇以及合成分子内含两个或多个碳原子的其她有

机化合物。 3、3 石油的综合利用

石油炼制后的产品绝大多数用作燃料使用,不到10%的石油转化为化工原料。

I、石油的成分:石油就是由多种碳氢化合物(烷烃、环烷烃及少量的芳香烃)组成的混合物。(没有固定的沸

点)

原油:未经加工的石油叫原油,就是一种棕黑色粘稠液体,不能直接使用。 Ⅱ、石油的炼制

(1)石油的分馏(物理加工过程):

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A、石油分馏的原理:利用各种烃的沸点不同,将石油不断的加热--汽化--冷凝--液化,把石油分离成不

同沸点范围的蒸馏产物(叫做馏分,仍然就是混合物)的过程叫做石油的分馏。

B、实验室蒸馏石油的装置(如下图):

仪器名称:① 温度计 ;② 蒸馏烧瓶 ;③ 冷凝器 ;④ 接收器 ;

⑤ 冷 水进口;⑥就是 热 水出口。装置②中要加 碎

瓷片 ,以防止 暴沸 。

石油气 液化石油气。 C、石油分馏主要产品: 汽油、煤油、柴油、重油 等。

(2)石油的裂化(化学加工过程):在一定条件下,将相对分子质量较大、沸点较

高的烃断裂为相对分子质量较小的烃的过程。

主要目的:提高轻质油(汽油、煤油、柴油)的产量,同时得到石油裂化气。 原 料:石油分馏产品(重油)

反 应:以十六烷的催化裂化反应为例: 催化剂

C16H34 C8H18 ＋ C8H16

十六烷 催化剂 辛烷 辛烯 C8H18 C4H10 ＋ C4H8 辛烷 催化剂

丁烷 丁烯

加热、加压 加热、加压

C4H10 CH4 ＋ C3H6

丁烷 甲烷 丙烯 催化剂

C4H10 C2H6 ＋ C2H4

丁烷 乙烷 乙烯

加热、加压

加热、加压

催化裂化 裂化气(含乙烯、丙烯、甲烷等)

主要产品:重油 汽油、煤油、柴油

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分馏所得汽油(直镏汽油):烷烃

汽油:C5～C11的烃的混合物

裂化所得汽油:烷烃与不饱与烃(具有烯烃的性质)

(3)石油的裂解(深度裂化—化学加工过程):采用比催化裂化更高的温度,使碳碳键断裂的更彻底,主要目的得到

气态的不饱与烃。

原 料:汽油。主要目的:制得石油裂解气,进行三大合成。

高温裂解

主要产品:汽油 石油裂解气(含乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯)

(4)石油的催化重整:石油在加热与催化剂的作用下,可以通过结构的重新调整,使链状烃转化为环状烃(如苯或甲苯等)

图4—6原油的分馏及裂化的产品与用途示意图

煤 气(主):CO、H2 清洁燃料 天 然 气(主):CH4 压缩天然气(主):甲醇(CNG) 液化石油气(主):烃类(丙烷)(LPG) 四、以煤、石油、天然气为原料生成合成材料 4、1 三大合成材料(合成有机高分子)

(1)合成塑料:聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。

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①塑料的主要成分:合成树脂+添加剂(增塑剂、防老化剂等)

热塑性塑料:可以反复加工,多次使用(聚乙烯聚氯乙烯等)

②塑料的性能

热固性塑料:一次加工成型,受热不软化(酚醛塑料) (2)合成纤维

植物纤维:棉花、木材、亚麻(成分:纤维素)

天然纤维

动物纤维:羊毛、蚕丝(成分:蛋白质) 纤维

人造纤维:人造棉、人造丝、人造毛(成分:纤维素)

化学纤维 合成纤维:六大纶(涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶)(就是利用石油、天然气、

煤与农副产品为原料制成的)

(3)合成橡胶:顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等。 4、2 合成有机高分子的反应:

聚合反应:在一定条件下,由小分子(单体)合成高分子(分子量巨大的化合物)的反应。 聚合反应 加成聚合(加聚反应):由单体生成高分子的反应。

缩合聚合(缩聚反应):由单体生成高分子的同时还有小分子生成。 (1)加聚反应:

CH3

①由乙烯制聚乙烯:n CH2===CH2 [ CH2－CH2 ] n 乙烯 聚乙烯

单体:CH2===CH2 ; 链节:－CH2－CH2－; 高聚物:[CH2－CH2]; 聚合度:n ②由丙烯制聚丙烯:n CH2===CH－GH3 [ CH2－CH ] n ③由甲基丙烯酸甲酯制聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃):

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