【公開課】煤、石油和天然氣的綜合利用高一下學(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)利用第二課時

煤、石油和天然氣的綜合利用人類面臨的生存問題：人口危機、資源危機、環(huán)境危機煤、石油、天然氣是目前人類使用的主要能源(化石燃料)一、煤的組成及其綜合利用無機物(少量)C

元素（大量）H、O、N、S

等元素（少量）無機鹽等污染環(huán)境COx、NOx、SO2

煙塵（一）煤的組成有機物煤直接作燃料——利用率低并污染環(huán)境（二）煤的綜合利用煤的干餾煤的氣化煤的液化獲得潔凈的燃料和多種化工原料

——物盡其用，保護環(huán)境

將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程，工業(yè)上也叫煤的焦化。1、煤的干餾煤干餾的主要產(chǎn)物：焦炭氣體：液體：固體：焦?fàn)t煤氣（CO、H2、CH4、C2H4）煤焦油（苯、甲苯、二甲苯)煤干餾的主要產(chǎn)品和用途

干餾產(chǎn)品

主要成分

主要用途出爐煤氣焦?fàn)t氣氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳

氣體燃料、化工原料粗氨水

氨、銨鹽

氮肥粗苯

苯、甲苯、二甲苯炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料

煤焦油

苯、甲苯、二甲苯

酚類、萘類染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料

瀝青

筑路材料、制碳素電極

焦炭

炭冶金、合成氨造氣、電石、燃料(1)必須隔絕空氣，否則會使分解出來的成分燃燒。(2)既能減少燃燒污染，又能提高燃煤的熱效率，且能獲得

更有價值的化工原料。(3)其過程中主要發(fā)生的是化學(xué)變化。【注意事項】在一定條件下把煤中的有機物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。主要反應(yīng)是：

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

高溫2、煤的氣化CO和H2的混合物又叫水煤氣產(chǎn)品用途：作化工原料、燃料。3、煤的液化CO+2H2CH3OH(甲醇)

催化劑加熱加壓在一定條件下將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料。產(chǎn)品：甲醇、汽油等

產(chǎn)品用途：用作液體燃料直接液化：間接液化：煤+氫氣液體燃料煤氣化催化劑

CO+H2

CH3OH等煤的干餾、氣化、液化都是化學(xué)變化【思考】2.煤的氣化、液化是物質(zhì)三態(tài)(氣、液、固)之間的變化嗎？不是，物質(zhì)三態(tài)之間的變化是物理變化，煤的氣化、液化是化學(xué)變化。【思考】1.煤的干餾是煤的蒸餾嗎？不是。煤的干餾是將固體煤（混合物）隔絕空氣加強熱，使之分解產(chǎn)生其他物質(zhì)的過程，是化學(xué)變化；蒸餾是利用液體混合物中各組分沸點的差異而將組分分離的過程，是物理變化。4、綜合利用的意義①減少煤燃燒產(chǎn)生的大量SO2、NOx、碳的氧化物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生產(chǎn)基本化工原料——通過煤的干餾，獲得大量的基本化工原料。(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()(6)天然氣是清潔的化石燃料，對環(huán)境沒有污染()×正誤判斷√××××步步高P1251.我國在“煤變油”技術(shù)上已取得了重大突破，達到5噸煤可以合成1噸成品油的水平。下列敘述錯誤的是A.煤的組成元素主要是碳，但煤是混合物B.“煤變油”的方法之一是使煤與H2作用生成液態(tài)有機物C.煤之所以能變“油”，是因為煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油D.煤變成成品油需要經(jīng)過一系列工藝流程，發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化

才能實現(xiàn)√隨堂演練

步步高P127天然氣的綜合利用二、天然氣——主要成分CH4海底可燃冰：CH4·nH2O1.清潔的化石燃料2.日常生活中，用作燃料3.化工生產(chǎn)中，用于合成氨和生產(chǎn)甲醇4.合成其他有機化合物三、石油的組成及其綜合利用石油主要是多種碳氫化合物組成的混合物。(黑色或深棕色粘稠液體，比水稍輕，不溶于水，有特殊氣味，無固定沸點。)按元素：碳、氫含量為97%-98%按物質(zhì)：烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴的混合物（一般石油不含烯烴）按組成狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)。大部分是液態(tài)烴，同時在液態(tài)烴里溶有氣態(tài)烴和固態(tài)烴。石油——多種碳氫化合物組成的混合物分餾裂化裂解催化重整利用原油中各組分的沸點不同進行分離（蒸發(fā)冷凝）的過程。所得餾分是混合物。該過程是物理變化。石油分餾常壓分餾減壓分餾以原油為原料，產(chǎn)品為石油氣、汽油、煤油、柴油、重油等含碳原子少的輕質(zhì)油。以重油為原料，產(chǎn)品為柴油、潤滑油、石蠟、燃料油、瀝青等重油。（一）分餾石油的綜合利用分餾出來的各種成分叫餾分。每一種餾分仍然是多種烴的混合物。干餾蒸餾分餾原理產(chǎn)物反應(yīng)類型隔絕空氣、加強熱使物質(zhì)分解根據(jù)液態(tài)混合物中各組分沸點不同進行分離與蒸餾原理相同產(chǎn)物為混合物產(chǎn)物為單一組分的純凈物產(chǎn)物為沸點相近的各組分組成的混合物化學(xué)變化物理變化物理變化化學(xué)“三餾”的比較在一定條件下（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。裂化的主要產(chǎn)物：汽油、煤油、柴油、潤滑油等。目的：提高輕質(zhì)汽油（裂化汽油）的產(chǎn)量（二）裂化C16H34十六烷

C8H18辛烷＋C8H16辛烯

催化劑

加熱、加壓C8H18辛烷C4H10丁烷＋C4H8丁烯

催化劑

加熱、加壓采用比裂化更高的溫度，使其中相對分子質(zhì)量較大的烴斷裂成乙烯、丙烯等小分子烴（小分子烴是有機化工的重要原料）主要產(chǎn)物：乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。（三）裂解C4H10丁烷CH4甲烷＋C3H6丙烯

催化劑

加熱、加壓C2H6乙烷C4H10丁烷＋C2H4乙烯

催化劑

加熱、加壓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。①提高汽油的質(zhì)量②獲得副產(chǎn)物氫氣③獲得苯、甲苯等重要的化工原材目的：（三）催化重整石油的綜合利用分餾裂化裂解原料石油（脫水、脫鹽后）重油石蠟分餾產(chǎn)品物質(zhì)變化物理變化化學(xué)變化化學(xué)變化條件較低溫度較高溫度更高溫度目的初級石油產(chǎn)品提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量和質(zhì)量短鏈不飽和烴分餾、裂化、裂解的對比課堂小結(jié)(1)石油的分餾為物理變化，獲取的各種產(chǎn)品為混合物()(2)石油的裂化和裂解原理相同，目的也相同()(3)含4個碳原子的烷烴，經(jīng)催化裂解后，只能生成2種氣態(tài)烴()(4)石油在加熱和催化劑的作用下，可通過結(jié)構(gòu)重整，獲取苯、甲苯等環(huán)狀烴()×正誤判斷√×√步步高P1262.(2022·泉州七中高一期中)下列關(guān)于化石燃料的說法不正確的是A.石油是混合物，汽油也是混合物B.石油分餾可以得到乙烯，煤干餾可以得到苯C.“西氣東輸”的“氣”指的是甲烷D.石油的分餾是物理變化，而裂化和裂解屬于化學(xué)變化√隨堂演練

步步高P1273.下列關(guān)于煤和石油的說法不正確的是①石油是混合物，其分餾產(chǎn)品煤油為純凈物②煤油可由石油分餾獲得，可用作燃料和保存少量金屬鈉③煤經(jīng)過氣化和液化等物理變化可轉(zhuǎn)化為清潔燃料④石油催化裂化的主要目的是提高汽油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量與質(zhì)量⑤煤的干餾屬于化學(xué)變化⑥煤是工業(yè)上獲得芳香烴的一種重要來源⑦通過煤的干餾，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦?fàn)t氣等產(chǎn)品A.①③ B.②④⑥ C.①②⑤ D.③④⑦√隨堂演練

步步高P1274.下列說法正確的是A.煤和石油都是混合物，都只由碳和氫兩種元素組成B.石油含有烷烴、環(huán)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.沸點范圍：汽油>煤油>柴油>重油√隨堂演練

步步高P127四．以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料四．以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料三大合成材料：塑料、合成橡膠、合成纖維合成材料特征：相對分子質(zhì)量很大，屬于高分子化合物合成材料原理：加聚反應(yīng)、縮聚反應(yīng)1.加聚反應(yīng)：由許多小分子經(jīng)過加成反應(yīng)合成高分子化合物的反應(yīng)稱為加成聚合反應(yīng)，簡稱加聚反應(yīng)。2.縮聚反應(yīng)：由許多小分子經(jīng)過縮合反應(yīng)合成高分子化合物的同時生成許多小分子的反應(yīng)稱為縮合聚合反應(yīng)，簡稱縮聚反應(yīng)。例如獲得聚對苯二甲酸乙二酯：縮聚反應(yīng)煤、石油和天然氣仍然是人類使用的主要能源，也是三種重要的化石燃料三廢:廢氣、廢水、廢渣優(yōu)點:

提供能量、化工原料缺點:

不可再生、環(huán)境污染沉魚落雁閉月羞花綠色化學(xué)的核心就是要利用化學(xué)原理從源頭減少和消除污染。四、綠色化學(xué)理念

（

防治優(yōu)于治理

）1、從環(huán)境