【化學(xué)】煤、天然氣綜合利用 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1課時(shí)

煤和天然氣【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1、了解煤、天然氣的組成及其綜合利用。2、了解以煤、天然氣為原料生產(chǎn)合成材料。3、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?！局仉y點(diǎn)】煤的綜合利用及其涉及到的反應(yīng)煤石油天然氣目前，煤、石油和天然氣是人類使用的主要能源、重要化工原料；三者為不可再生能源，如何實(shí)現(xiàn)化石燃料的綜合利用，提高利用率，減少化石燃料燃燒所造成的環(huán)境污染，是人類面臨的重大挑戰(zhàn)。譽(yù)為“工業(yè)的血液”譽(yù)為“工業(yè)的糧食”導(dǎo)一、煤的組成和綜合利用2、煤與炭的區(qū)別形成方式不同：煤是古時(shí)的動(dòng)植物長(zhǎng)時(shí)間埋在地下，由高溫、變質(zhì)等物理、化學(xué)變化得到的產(chǎn)物；炭是將木材隔絕空氣燒而成的黑色固體。1、煤的組成（包括元素）劃課本?。?！本質(zhì)不同：煤是可燃燒的沉積巖；炭有木炭、焦炭?jī)煞N。3、煤的綜合利用煤直接作燃料——利用率低并污染環(huán)境；煤的綜合利用的主要途徑是：煤的干餾、煤的氣化、煤的液化，

目的是獲得潔凈的燃料和多種化工原料。思前8分鐘后5分鐘1、煤的干餾、氣化、液化屬于什么變化？概念以及涉及相關(guān)方程式有哪些？2、煤、炭有什么區(qū)別？3、天然氣的主要成分是什么？4、干餾、分餾、蒸餾有什么區(qū)別？閱讀課本102頁(yè)，回答下列問(wèn)題：完成相應(yīng)的練習(xí)題存在的疑問(wèn)寫(xiě)在【我有問(wèn)題要問(wèn)】(1)煤、石油和天然氣是不可再生能源

()(2)煤俗稱煤炭，因此可看作碳元素形成的單質(zhì)(

)(3)將煤在空氣中強(qiáng)熱分解的過(guò)程為煤的干餾()(4)煤里主要含碳及少量的其他元素，但絕大多數(shù)都含硫，工業(yè)

上大量燃燒含硫燃料會(huì)形成“酸雨”(

)(5)在一定條件下，煤可以和氫氣直接反應(yīng)生成液體燃料(

)(6)煤的氣化和液化都是物理變化(

)(7)把煤加強(qiáng)熱使之分解的過(guò)程為煤的干餾(

)判斷正誤√

×

√××

×

√①煤的干餾必須隔絕空氣，否則會(huì)使分解出來(lái)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(jià)值的化工原料。③煤的干餾過(guò)程中發(fā)生的主要是化學(xué)變化，而蒸餾的過(guò)程發(fā)生的是物理變化。評(píng)一、煤的綜合利用①煤的干餾：屬于_____變化；定義：_______________________；

得到的主要產(chǎn)物:______、_____、_____、________、_______；化學(xué)煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過(guò)程焦?fàn)t氣粗氨水粗苯煤焦油(液)焦炭(固)②煤的氣化：屬于_____變化；定義：_____________________；

涉及的反應(yīng)方程式：________________________水煤氣的主要成分：___________③煤的液化:屬于_____變化；分類：________和_________；把煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過(guò)程化學(xué)C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)高溫CO、H2化學(xué)直接液化間接液化直接液化：煤與氫氣作用生成液體燃料間接液化：

先轉(zhuǎn)化為CO和H2，再在催化劑作用合成甲醇CO+2H2CH3OH（甲醇）一定條件實(shí)現(xiàn)煤的清潔利用，并且可以生產(chǎn)化工原料方法變化類別處理過(guò)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、液化對(duì)比化學(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干餾蒸餾分餾原理產(chǎn)物反應(yīng)類型隔絕空氣、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化學(xué)變化物理變化物理變化化學(xué)“三餾”的比較二、天然氣的綜合利用天然氣是古生物遺骸長(zhǎng)期沉積地下,經(jīng)慢慢轉(zhuǎn)化及變質(zhì)裂解而產(chǎn)生的

氣態(tài)碳?xì)浠衔?天然氣CH4主要成分應(yīng)用清潔燃料化工原料合成氨合成甲醇合成兩碳或多碳有機(jī)物天然氣水合物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”。清潔燃料：燃燒時(shí)能產(chǎn)生高熱值、且不污染環(huán)境的燃料如：氫氣、液化石油氣、甲醇、乙醇【小結(jié)】煤的綜合利用的意義：①減少污染物的排放；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(guò)煤的干餾，獲得大量重要的化工原料。官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化1、烷烴→鹵代烴

烯烴→鹵代烴

CH4+Cl2

→

CH3Cl+HCl光照炔烴→鹵代烴

CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2BrCH2=CH2+HClCH3CH2Cl催化劑CH≡CH+HCl

CH2═CHClCH2═CHCl+HCl

CH3CHCl2/CH2ClCH2Cl催化劑催化劑2、烯烴→烷烴

CH2=CH2+H2CH3CH3催化劑炔烴→烷烴

CH≡CH+2H2CH3－CH3

催化劑4、烯烴→醇CH2=CH2＋H2OCH3CH2OH3、醇→烯烴CH3CH2OHCH2=CH2↑+H2O濃硫酸170℃酯→醇5、醇→酯CH3COOH＋CH3CH2OHCH3COOCH2CH3＋H2O濃硫酸△CH3COOCH2CH3＋H2O

CH3COOH＋CH3CH2OH△H+6、醇→醛2CH3CH2OH＋O22CH3CHO＋2H2O7、醇→羧酸C2H5OH

CH3COOHK2Cr2O7(H+)或KMnO4(H+)已知D是有香味且不溶于水的油狀液體；E的產(chǎn)量可以用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家的石油化工發(fā)展水平。請(qǐng)寫(xiě)出A、B、C、D和E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。A、CH3CH2OHB、CH3CHOC、CH3COOH

D、CH3COOC2H5E、CH2=CH2課堂檢測(cè)1、下列說(shuō)法不正確的是（

）A．煤的氣化、液化和干餾都是化學(xué)變化B．天然氣的主要成分甲烷在高溫下可分解為炭黑和氫氣C．乙烯為不飽和烴，分子中6個(gè)原子處于同一平面D