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

第3課時(shí)煤、石油和天然氣的綜合利用第一節(jié)自然資源的開(kāi)發(fā)利用第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展學(xué)習(xí)目標(biāo)1、了解煤、石油和天然氣等化石能源的加工原理，知道化石燃料是重要的自然資源。2、了解煤、石油和天然氣等化石產(chǎn)品的利用，了解化石燃料燃燒對(duì)環(huán)境的影響，認(rèn)識(shí)化石燃料的綜合利用和開(kāi)發(fā)新能源的重要意義。樹(shù)立科學(xué)態(tài)度，增強(qiáng)社會(huì)責(zé)任感。33%30%24%13%66%19.1%7%5.9%從上圖可以看出，當(dāng)今世界人們利用的能源主要有哪些?1.煤的組成煤是由有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物，其組成以碳元素為主，還含有少量___________________等元素。2.煤的綜合利用（1）煤的干餾①定義：將煤_____________加強(qiáng)熱使之分解的過(guò)程，工業(yè)上也叫__________。氫、氧、氮、硫一、煤的綜合利用隔絕空氣煤的焦化產(chǎn)品主要成分用途出爐煤氣焦?fàn)t氣氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳?xì)怏w燃料、化工原料粗氨水氨、銨鹽化肥、炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料粗笨苯、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煤干餾的主要產(chǎn)品及用途煤的干餾（2）煤的氣化①定義：將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過(guò)程。（3）煤的液化①直接液化：使煤與氫氣作用生成液體燃料②間接液化：先轉(zhuǎn)化為一氧化碳和氫氣，再在催化劑作用下合成甲醇等。C+H2O

（g）CO+H2②主要反應(yīng)的化學(xué)方程式：思考&交流煤的氣化和液化是物理變化嗎？不是。煤的氣化和液化過(guò)程中均有新物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化。練一練有關(guān)煤的敘述中不正確的是()A．煤是工業(yè)上獲得苯、甲苯、二甲苯等芳香烴的重要來(lái)源物質(zhì)B．煤是由多種有機(jī)物組成的混合物，內(nèi)含煤焦油等成分C．煤除了含有C元素外，還含有少量的N、H、S、O等元素D．煤等化石燃料的儲(chǔ)量有限，節(jié)能和開(kāi)發(fā)新能源是人類實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵B二、石油的綜合利用石油是現(xiàn)代工業(yè)不可或缺的能源，被譽(yù)為黑色的金子,一個(gè)國(guó)家或地區(qū)一旦擁有石油，那便意味著他們已經(jīng)坐在金礦之上，財(cái)富會(huì)像水一樣從地下冒出來(lái)。比如：中東地區(qū)。1、石油是由多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物。2、石油的加工方法加工方法分餾利用石油中各組分沸點(diǎn)的不同進(jìn)行分離的過(guò)程裂化將含碳原子數(shù)較多、沸點(diǎn)較高的烴斷裂為含碳原子數(shù)較少、沸點(diǎn)較低的烴的過(guò)程裂解裂解就是深度裂化，比裂化的溫度更高，獲得乙烯、丙烯等短鏈烴的加工過(guò)程。催化重整石油在加熱和催化劑的作用下，通過(guò)結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴3、重油裂化、裂解的過(guò)程C16H34C8H18+C8H16十六烷辛烷辛烯催化劑加熱、加壓C8H18C4H10+C4H8催化劑加熱、加壓辛烷丁烷丁烯C4H10CH4+C3H6

催化劑加熱、加壓丁烷甲烷丙烯催化劑加熱、加壓C4H10C2H6+C2H4

丁烷

乙烷乙烯石油的分餾和裂化及產(chǎn)品用途示意圖練一練下列有關(guān)石油加工的敘述不正確的是()A．石油分餾所得的餾分仍是混合物B．石油裂化的原料是石油分餾產(chǎn)品，包括石油氣C．石油裂化的主要目的是獲得更多汽油等輕質(zhì)油D．石油裂解的原料是石油分餾產(chǎn)品，包括石油氣B三、天然氣的綜合利用漢代就已克服了火井爆炸的困難，并且還用竹筒盛裝天然氣，類似今天的儲(chǔ)存天然氣的氣罐，創(chuàng)造利用天然氣的方法（圖1）。發(fā)展到現(xiàn)在的海域天然氣開(kāi)采。圖1火井煮鹽圖圖2海域開(kāi)采天然氣天然氣用途甲烷主要成分：日常生活中用作燃料化工生產(chǎn)中主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等天然氣汽車煤氣灶燃?xì)忮仩t燃?xì)鈨?nèi)燃機(jī)思考&交流天然氣水合物是天然氣與水在高壓、低溫條件下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)，主要成分是甲烷水合物，其組成可表示為CH4.nH2O，甲烷分子處于由多個(gè)水分子形成的籠中。天然氣水合物的外觀像冰，具有可燃性，故又被稱為“可燃冰”。它被認(rèn)為是21世紀(jì)的高效清潔能源。但是，儲(chǔ)量巨大的天然氣水合物的分解和甲烷釋放，可能會(huì)誘發(fā)海底地質(zhì)災(zāi)害，加重溫室效應(yīng)。與煤和石油相比，天然氣作能源的主要優(yōu)點(diǎn)?1、“三餾”比較項(xiàng)目干餾蒸餾分餾原理隔絕空氣加強(qiáng)熱使物質(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)不同的各組分組成的混合物反應(yīng)類型化學(xué)變化物理變化物理變化2、“兩裂”比較名稱定義目的裂化在一定條件下，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)低的烴提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量裂解在高溫下，使具有長(zhǎng)鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴獲得短鏈不飽和烴練一練綠色能源是指使用過(guò)程中不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染的能源。下列屬于綠色能源的是(

)①太陽(yáng)能②風(fēng)能③潮汐能④煤⑤天然氣⑥石油A.①②③

B.③④C.只有④

D.只有①②A課堂小結(jié)煤、石油和天然氣的綜合利用煤的綜合利用天然氣的綜合利用石油的綜合利用煤的干餾煤的氣化煤的液化分餾—如液化石油氣、汽油、煤油等裂化—如將重油裂化為汽油等裂解—甲烷、乙烯、丙烯等短鏈烴催化重整—苯、甲苯等環(huán)狀烴課外拓展如圖是石油分餾塔的示意圖。關(guān)于a、b、c三種餾分,下列說(shuō)法正確的是________

(填字母)。A.a的沸點(diǎn)最高B.b的熔點(diǎn)最低C.c的平均相對(duì)分子質(zhì)量最大D.每一種餾分都是純凈物課外拓展(2)裂化汽油中除含有C5~C11的烷烴外，還含有C5~C11的烯烴及甲苯、二甲苯等苯的同系物。已知甲苯、二甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色。要用化學(xué)方法檢驗(yàn)?zāi)沉鸦蜆悠分泻邢N及苯的同系物，實(shí)驗(yàn)步驟為:①先逐滴加入____________振蕩，如果看到_____________，則證明有_____________存在。②繼續(xù)逐滴加入__________至___________為止，靜置，用分液漏斗分出____(填“上”或“下”)層的裂化汽油樣品，再加入________振蕩，如果看到________，則證明裂化汽油中有__________存在。課外拓展【解析】(1)由題圖可知，a先分餾出來(lái)，c較a、b最后分餾出來(lái)，故熔、沸點(diǎn)高低順序?yàn)閍<b<c，熔、沸點(diǎn)越高，烴中含碳原子數(shù)越多，其相對(duì)分子質(zhì)量越大。(2)因?yàn)橄N可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，而苯的同系物只能使酸性KMnO4溶液褪色，根據(jù)這一性質(zhì)差異，則先用溴水檢驗(yàn)烯烴的存在，再用酸性KMnO4溶液檢驗(yàn)苯的同系物的存在。①向樣品中逐滴加入溴水，振蕩，如看到溴水褪色，則證明有烯烴存在。②繼續(xù)逐滴加溴水至不再褪色為止，用分液漏斗分出上層的裂