煤石油和天然氣的綜合利用高一化學(xué)教學(xué)課件（人教版2019）

●自然資源的開發(fā)利用●化學(xué)品的合理使用●環(huán)境保護與綠色化學(xué)

資源、能源、材料、環(huán)保、健康、安全等是當(dāng)今社會重要的研究主題，化學(xué)與這些主題密切相關(guān)，在其研究與應(yīng)用中發(fā)揮著重要作用。

按照綠色化學(xué)思想和循環(huán)經(jīng)濟原則，利用化學(xué)變化可以改變原有物質(zhì)的組成和結(jié)構(gòu)，合成新物質(zhì)，使之具有更加優(yōu)異的性能:可以科學(xué)、安全、有效和合理地開發(fā)自然資源和使用各種化學(xué)品，為建設(shè)美麗家園發(fā)揮化學(xué)科學(xué)的重要價值。組織建設(shè)第一節(jié)自然資源的開發(fā)利用（第3課時煤、石油和天然氣的綜合利用）第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展學(xué)習(xí)目標1.了解煤、石油、天然氣的組成及綜合利用的意義，提高宏觀辨識與微觀探析的能力。2.了解煤、石油、天然氣綜合利用的內(nèi)容，培養(yǎng)變化觀念的學(xué)科素養(yǎng)。3.了解節(jié)約能源及防止污染的重要性，培養(yǎng)關(guān)注社會可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任?；剂厦菏吞烊粴馊秉c：不可再生資源、燃料利用率低，環(huán)境污染面臨的挑戰(zhàn)：綜合利用、提高利用率、減少燃燒造成的環(huán)境污染應(yīng)用：主要能源、重要的化工原料閱讀課本P102，總結(jié)化石燃料的應(yīng)用、缺點和面臨的挑戰(zhàn)中國碳達峰與碳中和能源結(jié)構(gòu)及發(fā)展建議分析圖一、煤的綜合利用1.煤的組成——有機物+少量無機物主要元素其他元素CH、O、N、S等注意：煤不是碳的單質(zhì)問題：結(jié)合實際和煤的組成你認為煤作為燃料有什么缺點？

煤燃燒產(chǎn)生大量的煤灰、煤渣、廢氣（二氧化硫、氮的氧化物、碳的氧化物和煙塵等）、污染環(huán)境，燃燒效率低！2.煤綜合利用主要途徑通過煤的干餾、氣化和液化獲得清潔的燃料和化工原料（1）煤的干餾：將煤隔絕空氣加強熱使其分解的過程，叫做煤的干餾（煤的焦化)。煤干餾的主要產(chǎn)物:焦?fàn)t氣、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭。

①煤的干餾必須隔絕空氣,否則會使分解出來的成分燃燒。②煤的干餾能夠減少燃燒污染，提高燃煤的熱效率，且能從煤中提取有價值的化工原料。③煤的干餾過程中發(fā)生的主要是化學(xué)變化，而蒸餾的過程發(fā)生的是物理變化。表8-1煤的干餾的重要產(chǎn)品和用途

干餾產(chǎn)物主要成分主要用途出爐煤氣焦?fàn)t氣H2、CH4、乙烯、CO氣體燃料、化工原料粗氨水NH3、銨鹽化肥、炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料粗苯苯、甲苯、二甲苯煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚類、萘染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料瀝青筑路材料、碳素電極焦炭碳冶金、合成氨造氣、電石、燃料(2)煤的氣化將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。主要反應(yīng)：水煤氣

C+H2O(g)

CO+H2

高溫【思考】為什么一不小心將少量水灑在燒得通紅的煤上時，火不但沒有熄滅，反而燒得更旺？

這就是煤的氣化，燒得通紅的煤與水蒸氣反應(yīng)生成可燃性氣體H2和CO，所以燃燒更旺。CO+2H2CH3OH（甲醇）催化劑(3)煤的液化直接液化：使煤與氫氣作用生成液體燃料間接液化：將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程。方法變化類別處理過程產(chǎn)物煤的干餾煤的氣化直接液化間接液化煤的干餾、氣化、液化等三種處理方法的異同化學(xué)變化化學(xué)變化化學(xué)變化化學(xué)變化粗苯等多種化工原料將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體水煤氣煤與氫氣作用生成液體燃料先轉(zhuǎn)化成CO和H2隔絕空氣高溫分解甲醇煤及煤產(chǎn)品的用途(1)把煤加強熱使之分解的過程為煤的干餾(

)(2)煤俗稱煤炭，因此可看作碳元素形成的單質(zhì)(

)(3)煤中含粗苯、煤焦油等物質(zhì)，可通過蒸餾獲取苯、甲苯等芳香烴(

)(4)在一定條件下，煤可以和氫氣直接反應(yīng)生成液體燃料(

)(5)煤的氣化和液化都是物理變化(

)1.正誤判斷××××√2、煤在干餾時得到的氣態(tài)產(chǎn)物是(

)A.天然氣 B.水煤氣 C.焦?fàn)t氣 D.高爐煤氣C3.下列不屬于煤的綜合利用的是（）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．煤變?yōu)槊猴炞魅剂螪．將煤干餾制得甲苯和乙烯C天然氣——主要成分CH4海底可燃冰：CH4·nH2O二、天然氣的綜合利用天然氣的用途三、石油的綜合利用石油——工業(yè)的血液

經(jīng)過地質(zhì)普查，在我國960萬平方公里土地上，發(fā)現(xiàn)有300多個可供勘探石油的沉積巖盆地，沉積巖面積達450萬平方千米，約占國土總面積的44%。地質(zhì)學(xué)家估計我國陸上石油的儲量大約為3×1011~6×1011噸。我國還有1.8×104km的海岸線。經(jīng)過近幾年的勘查，先后在渤海、黃海南部、東海、臺灣淺海、珠江口、鶯歌海、北部灣等海域發(fā)現(xiàn)了7個油氣盆地，總面積為1.0×107km2。據(jù)我國專家估計，我國近海石油的儲量約為2×1011~5×1011噸，國外人士估計為2×1011~9×1011噸。組成原油汽油煤油柴油多種烷烴、環(huán)烷烴等碳氫化合物組成的混合物直接從礦井里開采出來的石油石油的綜合利用途徑分餾、催化裂化、裂解、催化重整石油加工處理黑色或深棕色粘稠狀液體，有特殊氣味，比水輕，不溶于水，沒有固定沸點。組成元素：主要是碳、氫元素閱讀課本P103，總結(jié)石油煉制的主要方法分餾利用各組分沸點的不同進行分離的過程（蒸餾原理）石油氣（C4以下）汽油（C5~C11）（直餾汽油）煤油（C5~C11）柴油（C11~C16）重油（減壓蒸餾得潤滑油、石蠟、瀝青等）輕質(zhì)液體燃料石油分餾示意圖分餾產(chǎn)品減壓分餾：用降低分餾塔內(nèi)壓強的方法，使重油的沸點隨壓強降低而降低，從而進一步分餾的方法。C16H34C8H18+C8H16催化劑加熱、加壓

C8H18C4H10+C4H8

催化劑加熱、加壓C4H10CH4+C3H6催化劑加熱、加壓C4H10C2H4+C2H6催化劑加熱、加壓烷烴烷烴烯烴催化裂化在一定條件下把相對分子質(zhì)量大、沸點高的重油斷裂為相對分子質(zhì)量較小、沸點較低的汽油。目的：獲得更多的汽油裂解又稱深度裂化。采用比裂化更高的溫度再斷裂成乙烯、丙烯、甲烷等小分子烴。目的：獲得很多重要化工原料此時所得的汽油也叫裂化汽油催化重整在加熱和催化劑的作用下，通過結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴。獲得苯、甲苯等重要的化工原材目的：思考：直餾汽油和裂化汽油有什么區(qū)別?如何區(qū)分？直餾汽油和裂化汽油的成分不同，性質(zhì)有明顯的區(qū)別，直餾汽油的成分為飽和烴，裂化汽油為飽和烴和不飽和烴的混合物，故裂化汽油可以發(fā)生加成反應(yīng)，可使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色。3、石油化工產(chǎn)品的應(yīng)用石油化工產(chǎn)品燃料紡織醫(yī)藥農(nóng)藥日用化妝品建材化工閱讀課本P104，了解石油化工產(chǎn)品的用途課堂練習(xí)4下列有關(guān)說法正確的是（

）①石油裂解得到的汽油可與溴水反應(yīng)②石油的分餾是化學(xué)變化③石油的分餾實驗中，溫度計水銀球插入液面以下，因為它測的是混合液的溫度④石油分餾得到的汽油仍是混合物A．①③ B．②④C．①④ D．②③C3.生物質(zhì)資源的利用：利用物理、化學(xué)和生物方法將生物質(zhì)資源轉(zhuǎn)化為材料（如木材、紙張）、燃料（如生物乙醇、生物柴油），以及基本化工原料（如木炭、乙醇、甲醇、甲烷）等。2.隨著合成材料的大量生產(chǎn)和使用，急劇增加的廢棄物也給人類社會造成了巨大的環(huán)境壓力1.以煤、石油和天然氣為原料，通過化學(xué)反應(yīng)獲得許多性能優(yōu)異的合成高分子材料，使人類在利用自然資源的進程中前進了一大步。三、化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展閱讀課本P105，了解化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展煤的綜合利用出爐煤氣煤焦油焦炭可燃性氣體液體燃料水煤氣干餾氣化+H2直接液化液化苯、甲苯等H2O（g）水煤氣催化劑甲醇催化劑+H2O間接液化（焦化）【小結(jié)】煤的綜合利用煤的綜合利用的意義①減少污染物的排放：減少燃燒產(chǎn)生的SO2、NOx、CO和粉塵等污染物的排放②提高煤燃燒的效率：煤的氣化、液化都是使煤變成清潔能源的有效途徑，煤的燃燒效率也有很大的提高。③獲得重要的化工原料：通過煤的干餾，獲得大量重要的化工原料。石油的利用途徑原理產(chǎn)物分餾裂化裂解催化重整利用石油中各組分沸點的不同進行分離的過程。汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油和重油在一定條件下（加熱、催化劑），把相對分子質(zhì)量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量較小、沸點較低的烴。輕質(zhì)油，特別是汽油采用比裂化更高的溫度，使其中相對分子質(zhì)量較大的長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等短鏈烴。甲烷、乙烯、丙烯等重要化工基本原料在加熱和催化劑的作用下，通過結(jié)構(gòu)的調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴。苯、甲苯等重要的化工原料課堂達標1、下列過程屬于物理變化的是（）A.煤的干餾 B.石油分餾C.石油裂化 D.乙烯聚合B2.近期我國冀東渤海灣發(fā)現(xiàn)儲量達10億噸的大型油田。下列關(guān)于石油的說法正確的是(

)

A．石油屬于可再生礦物能源B．石油主要含有碳、氫兩種元素C．石油的裂化是物理變化D．石油的裂化是為了獲得乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈烴B3、下列有關(guān)煤、石油、天然氣等資源的說法錯誤的是（） 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.下列說法正確的是（）A.汽油與水不相溶，可以用裂化汽油萃取溴水中的溴B.石油含有烷烴、芳香烴，煤含有苯、甲苯、二甲苯等有機物C.煤的氣化、液化是使煤變成清潔能源、減小環(huán)境污染的有效途徑D.沸