新教材2023版高中化學(xué)第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)自然資源的開(kāi)發(fā)利用第2課時(shí)煤石油和天然氣的綜合利用學(xué)案新人教版必修第二冊(cè)

第2課時(shí)煤、石油和天然氣的綜合利用核心微網(wǎng)絡(luò)新課程標(biāo)準(zhǔn)1.結(jié)合石油化工等實(shí)例了解化學(xué)在生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，認(rèn)識(shí)化學(xué)工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要地位；2．以煤、石油等的開(kāi)發(fā)利用為例，了解依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及其變化綜合利用資源和能源的方法。素養(yǎng)新要求1.能從問(wèn)題出發(fā)，運(yùn)用所學(xué)化學(xué)知識(shí)分析煤、石油、天然氣綜合利用對(duì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展可能帶來(lái)的雙重影響；2．認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)于構(gòu)建清潔低碳安全高效的能源體系所能發(fā)揮的作用，體會(huì)化學(xué)對(duì)促進(jìn)人與自然和諧相處的意義。學(xué)業(yè)基礎(chǔ)——自學(xué)·思記·嘗試一、煤的組成和加工1．煤的組成2．煤的加工方法及產(chǎn)品二、天然氣的組成和利用三、石油的組成和加工四、以煤、石油、天然氣為原料生產(chǎn)合成材料1．三大合成材料：________、________、________，這三大合成材料，主要是以石油、煤和天然氣為原料生產(chǎn)的。2．合成材料的大量生產(chǎn)和使用，急劇增加的廢棄物對(duì)人類(lèi)社會(huì)造成巨大的環(huán)境壓力。狀元隨筆化石燃料也稱礦石燃料，其包括的天然資源為煤炭、石油、天然氣、可燃冰、頁(yè)巖氣等，是不可再生資源?！緦W(xué)而思】思考：汽油是我們生活中不可或缺的物質(zhì)，汽油可以通過(guò)石油分餾得到或者通過(guò)重油裂化得到。分餾汽油和裂化汽油有何區(qū)別？如何區(qū)分二者？[即學(xué)即練]1．判斷正誤，正確的打“√”，錯(cuò)誤的打“×”。(1)煤、石油、天然氣的化學(xué)成分相同。()(2)煤、石油和天然氣是不可再生能源，也是新型清潔能源。()(3)把煤加強(qiáng)熱使之分解的過(guò)程叫煤的干餾。()(4)化石燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳是大氣污染物之一。()(5)天然氣的主要用途就是作燃料。()(6)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴。()2．下列轉(zhuǎn)化不屬于煤或石油的綜合利用的是()A．將煤干餾制得煤焦油和焦炭B．在一定條件下將煤與氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料C．將煤變?yōu)槊猴炞魅剂螪．將石油裂解制得乙烯等化工原料3．下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．石油主要是由烴組成的混合物B．①主要發(fā)生物理變化C．②包括裂化、裂解等過(guò)程D．③是加成反應(yīng)，產(chǎn)物名稱是二溴乙烷4．下列說(shuō)法正確的是()A．煤是各種芳香烴組成的混合物B．煤是由非常復(fù)雜的無(wú)機(jī)物和有機(jī)物組成的化合物C．煤的干餾可以得到焦?fàn)t氣、煤焦油、焦炭等產(chǎn)品，該過(guò)程屬于物理變化D．煤里主要含有碳及少量其他元素與礦物，但絕大多數(shù)都含硫，在工業(yè)上，大量燃燒含硫煤是造成酸雨的主要原因之一5．我國(guó)提出爭(zhēng)取在2030年前實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和，這對(duì)于改善環(huán)境、實(shí)現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要?！疤贾泻汀笔侵窩O2的排放總量和減少總量相當(dāng)。下列措施中能促進(jìn)碳中和最直接有效的是()A．將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料B．大規(guī)模開(kāi)采可燃冰作為新能源C．通過(guò)清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染D．研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇核心素養(yǎng)——合作·探究·分享目標(biāo)煤和石油的常見(jiàn)加工方法例.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．通過(guò)煤的干餾，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦?fàn)t氣等產(chǎn)品B．天然氣屬于純凈物，可用于合成氨等C．裂解氣通入溴水，溴水褪色D．煤的氣化和液化是使煤變成清潔能源的有效途徑狀元隨筆煤的干餾在工業(yè)上也叫煤的焦化。[提升1]石油蒸餾裝置如圖所示，下列說(shuō)法正確的是()A．儀器W的名稱：圓底燒瓶B．碎瓷片的作用：催化劑C．冷卻水的流向：X進(jìn)水，Y出水D．收集到的60～150℃的餾分為混合物[提升2]我國(guó)的煤炭資源相對(duì)比較豐富，加快“煤制油”的發(fā)展，對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。下圖是煤間接液化的典型流程示意圖。(1)寫(xiě)出煤氣化反應(yīng)的化學(xué)方程式？思考說(shuō)明煤氣化的意義。(2)如圖中由石油獲得相應(yīng)產(chǎn)品的方法是什么？該方法是物理變化還是化學(xué)變化？得到的各種分餾產(chǎn)品是純凈物嗎？(3)石油裂化是為了得到更多的汽油，裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色，其原因是什么？關(guān)鍵能力“三餾”“二裂”的比較1．“三餾”的比較干餾蒸餾分餾原理隔絕空氣、高溫下使物質(zhì)分解根據(jù)液態(tài)混合物中各組分沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離與蒸餾原理相同目的獲得煤或木材的分解產(chǎn)物使混合物中沸點(diǎn)較低的組分揮發(fā)而達(dá)到分離或提純的目的使多組分混合物分離為兩種或多種餾分而達(dá)到分離的目的產(chǎn)物產(chǎn)物為混合物產(chǎn)物為單一組分的純凈物產(chǎn)物為沸點(diǎn)相近的各組分組成的混合物(稱為餾分)反應(yīng)類(lèi)型化學(xué)變化物理變化物理變化狀元隨筆兩點(diǎn)提醒：1.蒸餾和分餾是物理變化，煤的焦化、氣化和液化都是化學(xué)變化。2.石油分餾的每種餾分仍為混合物。2．“二裂”的比較方法原料原理目的裂化重油在一定條件下，將含碳原子較多、沸點(diǎn)較高的烴斷裂為含碳原子較少、沸點(diǎn)較低的烴提高輕質(zhì)液體燃料油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量裂解(深度裂化)石油的分餾產(chǎn)品(包括石油氣)在高溫下，使具有長(zhǎng)鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量的液態(tài)烴獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料關(guān)系裂解是深度裂化學(xué)考評(píng)價(jià)——夯實(shí)·測(cè)控·演練1．下列關(guān)于化石燃料的加工說(shuō)法正確的是()A．石油裂化主要得到乙烯B．石油分餾是化學(xué)變化，可得到汽油、煤油C．煤干餾主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣D．煤制煤氣是物理變化，是高效、清潔地利用煤的重要途徑2．下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．石油是混合物，石油分餾得到的汽油也是混合物B．含C20以上的烷烴的重油經(jīng)過(guò)催化裂化可以得到汽油C．焦炭是煤干餾的一種重要產(chǎn)品D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來(lái)3．下列說(shuō)法不正確的是()A．煤油可由石油分餾獲得，可用作燃料和保存少量金屬鈉B．煤可與水蒸氣反應(yīng)制成水煤氣，水煤氣的主要成分為CO和H2C．汽油、煤油、柴油和植物油都是碳?xì)浠衔顳．以石油、煤和天然氣為原料，可生產(chǎn)塑料、合成橡膠和合成纖維4．[2022·寧波高一檢測(cè)]于謙在《詠煤炭》中寫(xiě)道：“鑿開(kāi)混沌得烏金，藏蓄陽(yáng)和意最深，爝火燃回春浩浩，洪爐照破夜沉沉……”，下列有關(guān)說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．煤的干餾是化學(xué)變化，煤的液化是物理變化B．煤是由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物C．煤燃燒前的脫硫處理是為了防止污染空氣D．煤經(jīng)過(guò)氣化和液化可轉(zhuǎn)化為清潔燃料5．下圖是實(shí)驗(yàn)室干餾煤的裝置圖，結(jié)合下圖回答問(wèn)題。(1)指出圖中儀器名稱：a____________；b____________；c____________；d____________。(2)裝置c的作用是______________，d中的液體有________和________。有機(jī)物可以通過(guò)________的方法使其中的重要成分分離出來(lái)。(3)e處點(diǎn)燃的氣體是________，火焰的顏色是________色。(4)下列敘述錯(cuò)誤的是________。A．煤發(fā)生了化學(xué)變化B．d中液體顯堿性C．d中液體不分層練后感悟化工“五氣”的比較氣體水煤氣天然氣液化石油氣焦?fàn)t氣裂解氣主要成分H2、COCH4C3H8、C4H10H2、CH4、C2H4、COC2H4、C3H6、C4H8、CH4來(lái)源熾熱的炭與水蒸氣反應(yīng)氣井、氣田石油分餾煤的干餾(煉焦?fàn)t)石油裂解第2課時(shí)煤、石油和天然氣的綜合利用學(xué)業(yè)基礎(chǔ)一、1．有機(jī)物無(wú)機(jī)物CH、O、N、S2．隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解煤的焦化焦?fàn)t氣煤焦油可燃性氣體C(s)＋H2O(g)高溫=CO(g)＋H二、CH4燃料三、碳?xì)浠衔锸椭懈鹘M分沸點(diǎn)的不同鏈狀烴環(huán)狀烴四、1．塑料合成橡膠合成纖維【學(xué)而思】提示：分餾汽油是飽和烴的混合物，裂化汽油中含不飽和烴；可用溴的四氯化碳溶液區(qū)分它們。[即學(xué)即練]1．答案：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)×(6)√2．答案：C3．答案：D4．解析：煤是由無(wú)機(jī)物和有機(jī)物組成的混合物，煤中并無(wú)各種芳香烴，而是其發(fā)生化學(xué)變化以后的干餾產(chǎn)物煤焦油中含有芳香烴。煤中含有的硫在燃燒時(shí)轉(zhuǎn)化為SO2，會(huì)造成環(huán)境問(wèn)題，故燃燒之前應(yīng)進(jìn)行脫硫處理。答案：D5．解析：無(wú)論是重質(zhì)油還是輕質(zhì)油，燃燒時(shí)均會(huì)產(chǎn)生大量CO2，對(duì)CO2排放量的降低幾乎無(wú)影響，A項(xiàng)錯(cuò)誤；可燃冰中的甲烷燃燒也會(huì)產(chǎn)生大量的CO2，B項(xiàng)錯(cuò)誤；減少煤燃燒產(chǎn)生的污染與碳中和無(wú)關(guān)，C項(xiàng)錯(cuò)誤；將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇可促進(jìn)碳中和，D項(xiàng)正確。答案：D核心素養(yǎng)[例]解析：A項(xiàng)，煤的干餾是指煤在隔絕空氣的條件下加強(qiáng)熱，分解生成煤焦油、焦炭、焦?fàn)t氣等物質(zhì)，正確；B項(xiàng)，天然氣的主要成分為CH4，還含有少量C2H6等其他物質(zhì)，是混合物，錯(cuò)誤；C項(xiàng)，裂解氣中含有不飽和烯烴，能使溴水褪色，正確；D項(xiàng)，煤的氣化和液化過(guò)程將煤轉(zhuǎn)化成CO、H2、甲醇等，這些都屬于高效清潔燃料，正確。答案：B[提升1]解析：A錯(cuò)，儀器W的名稱是蒸餾燒瓶。B錯(cuò)，碎瓷片的作用是防止暴沸，不是催化劑。C錯(cuò)，冷凝管中冷卻水從下口通入，從上口流出，故X是出水口，Y是進(jìn)水口。D對(duì)，石油分餾得到汽油、煤油、柴油等餾分，都是多種烴的混合物。答案：D[提升2]答案：(1)C＋H2O(g)高溫=CO＋H2(2)圖中由石油獲得相應(yīng)產(chǎn)品的方法是分餾，屬于物理變化，所得產(chǎn)品是混合物。(3)裂化汽油中含有烯烴，能與Br2發(fā)生加成反應(yīng)，可以使溴的四氯化碳溶液褪色。學(xué)考評(píng)價(jià)1．解析：石油裂化主要得到更多的液態(tài)輕質(zhì)油，A錯(cuò)誤；石油的分餾是指在加熱條件下將石油分成不同沸點(diǎn)范圍的產(chǎn)物的過(guò)程屬于物理變化，B錯(cuò)誤；煤的干餾是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱的過(guò)程，其產(chǎn)物有焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣，C正確；由煤制取煤氣的過(guò)程中，煤中的碳與水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和氫氣，兩者的混合物被稱為“水煤氣”，這個(gè)過(guò)程發(fā)生的是化學(xué)變化，D錯(cuò)誤。答案：C2．解析：石油通過(guò)分餾的方法獲得汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)液體燃料，但產(chǎn)量不高。通常采用裂化的方法，把相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量小、沸點(diǎn)低的烴，提高汽油的產(chǎn)量。煤是由有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，主要含碳元素，還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干餾得到焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣等。煤焦油是含有多種芳香族化合物的混合物，可以生產(chǎn)芳香族化合物苯和甲苯。答案：D3．解析：植物油是由C、H、O三種元素構(gòu)成的有機(jī)物，不屬于碳?xì)浠衔?。答案：C4．答案：A5．解析：