【課件】煤、石油和天然氣的綜合利用 2023-2024學(xué)年高一下學(xué)期化學(xué)人教版（2019）必修第二冊

第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)

自然資源的開發(fā)利用

課時(shí)3

1.知道煤、石油和天然氣等化石燃料綜合利用的意義。2.知道煤綜合利用的幾種途徑。3.理解石油分餾的原理，能夠用簡單的化學(xué)反應(yīng)解釋催化裂化和催化重整的原理。煤石油天然氣目前，人們使用的燃料大多來自化石燃料?；剂厦海汗I(yè)的“糧食”石油：工業(yè)的“血液”天然氣：清潔能源知識(shí)點(diǎn)一：煤的綜合利用1.煤的組成與分類成分：多種有機(jī)物、無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物元素：主要是C元素，還有少量H、O、N、P、S鹵素等元素。分為腐植煤和腐泥煤；按含碳量又分為無煙煤、煙煤、褐煤、泥煤。腐植煤褐煤腐泥煤無煙煤煙煤泥煤煤的綜合利用主要途徑：煤的干餾、煤的氣化、煤的液化2.煤的干餾-焦化概念：將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使其分解的過程。工業(yè)上煤的干餾也叫煤的焦化。煤的干餾實(shí)驗(yàn)裝置圖焦?fàn)t氣煤焦油焦炭視頻：煤的干餾煤干餾的主要產(chǎn)品和用途產(chǎn)品出爐煤氣煤焦油焦炭焦?fàn)t氣粗氨水粗苯主要成分氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳氨、銨鹽苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯酚類、萘瀝青碳用途氣體燃料、化工原料化肥、炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料筑路材料、制碳素電極冶金、合成氨造氣、電石、燃料3.煤的氣化和液化煤的氣化概念：將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高溫中熱值氣CO(s)+3H2CH4(g)+H2O(l)一定條件高熱值氣工業(yè)制水煤氣的方法直接液化：將煤與氫氣在一定條件下反應(yīng)，生成液體燃料。間接液化：將煤先轉(zhuǎn)化為CO和H2，生成液體燃料，再在催化劑的作用下合成甲醇。煤的液化煤焦油隔絕空氣加強(qiáng)熱之它分解焦?fàn)t氣可燃性氣體C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

高溫都是化學(xué)變化知識(shí)點(diǎn)二：天然氣的綜合利用1.天然氣的主要成分天然氣——主要成分CH4海底可燃冰：CH4·nH2O2.天然氣水合物日常生活中，用作燃料；化工生產(chǎn)中，用于合成氨和生產(chǎn)甲醇。知識(shí)點(diǎn)三：石油的綜合利用1.石油的組成成分：各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物元素：碳、氫含量為97%~98%天然石油一般不含烯烴石油煉制的主要方法：分餾、裂化、重整隨著碳原子數(shù)(相對分子量)增多,熔沸點(diǎn)升高2.石油的分餾利用原油中各組分的沸點(diǎn)不同，將復(fù)雜的混合物分離成簡單混合物。概念：通過加熱和冷凝，把石油分成不同沸點(diǎn)范圍的產(chǎn)物。分餾產(chǎn)物：石油氣(C4以下)汽油(C5~C11)煤油(C10~C16)柴油(C15~C18)重油(C20以上)思考：如何才能將過剩的重油變成輕質(zhì)油？輕質(zhì)油催化裂化的目的：提高輕質(zhì)油（特別是汽油）的產(chǎn)量。

裂解:

深度的裂化。獲得乙烯、丙烯、甲烷等化工原料。3.石油的裂化和裂解C16H34C8H18+C8H16催化劑加熱、加壓十六烷辛烷辛烯C8H18C4H10+C4H8催化劑加

熱、加壓丁烷丁烯辛烷催化劑C4H10CH4+C3H6甲烷丙烯丁烷加熱、加壓C4H10C2H6+C2H4乙烷乙烯丁烷催化劑加熱、加壓分餾與裂化、裂解的對比方法石油的分餾石油的裂化石油的裂解主要原料原油重油、石蠟石油分餾產(chǎn)品（包括石油氣）主要產(chǎn)品石油氣、汽油、煤油、柴油及重油等抗震性能好的汽油和甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等乙烯、丙烯等主要反應(yīng)類型物理變化化學(xué)變化化學(xué)變化煉制主要目的制得不同用途的石油分餾產(chǎn)品提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量和質(zhì)量將長鏈斷裂成小分子烴用作有機(jī)化工原料備注它們得到的產(chǎn)物仍是混合物干餾、蒸餾、分餾的比較名稱干餾蒸餾分餾原理隔絕空氣、高溫下使物質(zhì)分解的過程根據(jù)液態(tài)混合物中各成分沸點(diǎn)的不同，加熱使某一組分蒸發(fā)進(jìn)行分離根據(jù)液態(tài)混合物中各組分沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離特點(diǎn)屬于化學(xué)變化，產(chǎn)品為混合物屬于物理變化，產(chǎn)物為單一組分的餾出物屬于物理變化，產(chǎn)物為沸點(diǎn)相近的各組組分組成的混合物17目前大多數(shù)石油產(chǎn)品仍作為燃料使用，只有一部分轉(zhuǎn)化為化工、紡織、建材、醫(yī)藥、日用化學(xué)品等行業(yè)的基本原料。啟示：1、化學(xué)對生產(chǎn)、生活有著很大的貢獻(xiàn)2、石油產(chǎn)品的價(jià)值越大，投入就越多，有待于化學(xué)科學(xué)工作者開發(fā)出投入少產(chǎn)值大的方法，這也需要我們將來投入化學(xué)領(lǐng)域中去4.合成材料合成塑料合成橡膠合成纖維三大合成材料：人工合成高分子材料合成材料的大量生產(chǎn)和使用,急劇增加的廢棄物對人類社會(huì)造成巨大的環(huán)境壓力。（如何應(yīng)對？）練一練煤是由碳元素組成的單質(zhì)。煤的氣化和液化屬于物理變化。石油分餾可以得到沸點(diǎn)不同的純凈物。煤的干餾可以得到焦?fàn)t氣、煤焦油、焦炭等產(chǎn)品，該過程屬于物理變化。把煤加強(qiáng)熱使之分解的過程叫煤的干餾。天然氣的主要用途就是作燃料。不能用裂化汽油萃取溴水中的溴。煤、石油和天然氣是不可再生能源，也是新型清潔能源。1.判斷正誤××××××√×2.下列說法中正確的是（）。A.乙烯是石油裂化得到的B.裂化和裂解都是化學(xué)變化C.裂化的目的主要是獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料D.裂解的目的是提高優(yōu)質(zhì)、輕質(zhì)油的產(chǎn)量B3.下列有關(guān)煤、石油、天然氣等資源的說法錯(cuò)誤的是（）A.天然氣是一種清潔的化石燃料B.石油是由多種烴組成的混合物C.煤的氣化和煤的液化都屬于物理變化D.通過石油的裂化可以提高汽油的產(chǎn)量C4.關(guān)于煤和石油的綜合利用，下列說法正確的是（）A.煤中含有甲苯、二甲苯等有機(jī)物，可以通過干餾得到B.以煤為主要原料，可以合成甲醇C.石油裂化的目的是獲取短鏈不飽和氣態(tài)烴D.石油裂化生產(chǎn)的汽油不能使溴水褪色B5.下列關(guān)于煤、石油及其所得產(chǎn)品的敘述正確的是（）A.煤的氣化和液化都是物理變化B.煤的干餾和石油的分餾發(fā)生的都是化學(xué)變化C.用溴的四氯化碳溶液可鑒別直餾汽油和裂化汽油D.煤和石油都是混合物，都只由碳和氫兩種元素組成C6.如圖是實(shí)驗(yàn)室干餾煤的裝置圖，根據(jù)圖示回答問題。硬質(zhì)玻璃管U形管（1）指出圖中儀器的名稱：b.

，d.

。（2）裝置c的作用是

。d中的液體有

和

。煤焦油可以通過

的方法使其中的重要成分分離出來。（3）e點(diǎn)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中液體的pH>7C.d中液體只有