2024-2025學(xué)年人教版高一化學(xué)必修第二冊(cè)教學(xué)課件 8.1.2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2課時(shí)煤、石油和天然氣的綜合利用

人教版必修第二冊(cè)學(xué)習(xí)目標(biāo)1．以煤、石油、天然氣等的開(kāi)發(fā)利用為例，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。2．結(jié)合石油化工等實(shí)例了解化學(xué)在生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，認(rèn)識(shí)化學(xué)工業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的重要地位。學(xué)習(xí)目標(biāo)1．通過(guò)對(duì)煤、石油、天然氣的綜合利用學(xué)習(xí)，認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)人類(lèi)文明的偉大貢獻(xiàn)。培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)態(tài)度與社會(huì)責(zé)任”的學(xué)科素養(yǎng)。2．通過(guò)運(yùn)用所學(xué)的化學(xué)知識(shí)與方法解決煤、石油、天然氣等綜合利用中簡(jiǎn)單的化學(xué)問(wèn)題。培養(yǎng)學(xué)生“科學(xué)探究與創(chuàng)新意識(shí)”的學(xué)科素養(yǎng)。素養(yǎng)目標(biāo)情境引入

煤是非常重要的能源，也是冶金、化學(xué)工業(yè)的重要原料。

截至2011年，中國(guó)是世界上煤炭產(chǎn)量最大的國(guó)家，煤炭產(chǎn)量32.4億噸，相當(dāng)于18.004億噸油當(dāng)量，占世界比例高達(dá)48.3%；情境引入我國(guó)化石能源資源儲(chǔ)量中：煤炭占94%左右（山西省占全國(guó)的1/3）;石油資源儲(chǔ)量?jī)H占5.4%,天然氣占0.6%。煤炭是我國(guó)最可靠的能源和化工原料,以煤為主的能源結(jié)構(gòu)在2050年以前不會(huì)改變。教學(xué)過(guò)程一、煤的組成及其綜合利用1.煤的組成煤的結(jié)構(gòu)模型教學(xué)過(guò)程2.煤的綜合利用教學(xué)過(guò)程（1）煤的干餾干餾煤的實(shí)驗(yàn)室裝置教學(xué)過(guò)程（2）煤的氣化將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過(guò)程（3）煤的液化把煤轉(zhuǎn)化成液體燃料的過(guò)程，分為直接液化和間接液化①直接液化：在高溫、高壓和催化劑條件下，使煤與氫氣作用生成液態(tài)碳?xì)浠衔铩＜矗好海獺2→液體燃料②間接液化：煤炭在高溫下與水蒸氣作用氣化，產(chǎn)生合成氣CO、H2等，然后在催化劑作用下合成甲醇等。即：煤

→CO＋H2

→甲醇【思考】煤的氣化和液化是物理變化還是化學(xué)變化?煤的干餾呢？

典例1．有關(guān)煤的敘述中正確的是()A．煤在空氣中加強(qiáng)熱可得焦炭，煤焦油，粗苯，粗氨水和焦?fàn)t氣B．煤是由有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜的混合物，內(nèi)含煤焦油等成分C．煤的氣化主要反應(yīng)是C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)D．推廣使用煤液化和氣化技術(shù)，可減少二氧化碳等溫室氣體的排放【答案】C【解析】A.將煤在隔絕空氣時(shí)加強(qiáng)熱，使它發(fā)生發(fā)生分解反應(yīng)，可得焦炭，煤焦油，粗苯，粗氨水和焦?fàn)t氣，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B.煤是由多種有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜的混合物，煤干餾后得到的煤焦油，原物質(zhì)中不含煤焦油，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.煤的氣化主要是使煤與水蒸氣在高溫下發(fā)生反應(yīng)，C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)，產(chǎn)生氫氣和CO氣體，選項(xiàng)C正確；D.推廣使用煤液化和氣化技術(shù)，可減少二氧化硫等有害氣體的排放，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故合理選項(xiàng)是C。課堂練習(xí)典例2．我國(guó)在“煤變油”技術(shù)上已取得了重大突破，達(dá)到5噸煤可以合成1噸成品油的水平。下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．煤的組成元素主要是C，還含有少量的H、N、S、O等元素B．“煤變油”的方法之一是使煤與H2作用生成液態(tài)有機(jī)物C．煤之所以能變“油”，是因?yàn)槊褐泻写罅康钠?、柴油和煤焦油D．煤變成成品油需要經(jīng)過(guò)一系列工藝流程，發(fā)生復(fù)雜的物理、化學(xué)變化才能實(shí)現(xiàn)【答案】C【解析】本題考查煤的組成及綜合利用。煤之所以能變“油”，是通過(guò)煤的液化將煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性液體燃油，并不是因?yàn)槊褐泻衅汀⒉裼秃兔航褂汀Ｕn堂練習(xí)教學(xué)過(guò)程二、天然氣的組成和綜合利用1．天然氣的組成：

天然氣的主要成分是甲烷，還含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫等。2．天然氣的綜合利用

（1）天然氣是一種清潔的化石燃料，可以直接用作燃料；

（2）重要的化工原料，主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇。教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程教學(xué)過(guò)程三、石油的組成和綜合利用1．石油的組成和物理性質(zhì)

由多種碳?xì)浠衔锝M成的混合物，主要是多種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等，一般石油不含烯烴，從所含成分的狀態(tài)看，大部分是液態(tài)烴，在液態(tài)烴里溶有氣態(tài)烴和固體烴。

石油是一種黑褐色的粘稠狀物質(zhì)，有特殊氣味，比水輕，不溶于水，沒(méi)有固定沸點(diǎn)。教學(xué)過(guò)程2．石油的綜合利用①石油的分餾利用石油中各組分沸點(diǎn)的不同，通過(guò)加熱和冷凝，把石油（復(fù)雜的混合物）分成不同沸點(diǎn)范圍的產(chǎn)物（較簡(jiǎn)單的混合物）的過(guò)程。常壓蒸餾:在常壓下進(jìn)行的蒸餾叫常壓蒸餾。減壓蒸餾:在減壓下進(jìn)行的蒸餾叫減壓蒸餾。

減壓可降低碳?xì)浠衔锏姆悬c(diǎn)，

以防高級(jí)烴在高溫下發(fā)生分解結(jié)焦。工業(yè)上石油分餾塔教學(xué)過(guò)程石油的分餾產(chǎn)品教學(xué)過(guò)程②石油的裂化和裂解裂化:在一定的條件下，將相對(duì)分子質(zhì)量較大、沸點(diǎn)較高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴的過(guò)程。在催化劑作用下進(jìn)行的裂化叫做催化裂化。裂解:就是深度裂化。以比裂化更高的溫度，使石油分餾產(chǎn)物(包括石油氣)

中的長(zhǎng)鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等短鏈烴的過(guò)程。裂化裂解教學(xué)過(guò)程③石油的催化重整

石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過(guò)結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，以獲得苯、甲苯等芳香烴，這個(gè)過(guò)程叫石油的催化重整。催化重整的目的：獲得苯、甲苯等重要的化工原料教學(xué)過(guò)程石油的綜合利用途徑教學(xué)過(guò)程典例3．下列關(guān)于石油及石油煉制的敘述中，錯(cuò)誤的是()A．通過(guò)石油的催化裂化和裂解可以得到較多的輕質(zhì)油和氣態(tài)稀烴B．含C20以上烷烴的重油經(jīng)減壓分餾可以得到煤油和柴油C．裂化汽油不能用于萃取溴水，催化重整可得芳香烴D．石油分餾是物理變化，分餾得到的各餾分仍是多種烴的混合物【答案】B【解析】A.石油的催化裂化的目的是獲得輕質(zhì)油，提高輕質(zhì)油特別是汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量；而裂解的目的是獲得氣態(tài)短鏈不飽和烴，提高烯烴特別是乙烯的產(chǎn)量，選項(xiàng)A正確；B.煤油和柴油是石油的常壓分餾產(chǎn)物，含C20以上烷烴的重油經(jīng)減壓分餾可以得到潤(rùn)滑油、石蠟油等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C.裂化汽油中含烯烴，能和溴發(fā)生加成反應(yīng)，所以不能用于萃取溴水中的溴，催化重整可得芳香烴，選項(xiàng)C正確；D.石油分餾得到的餾分仍然是多種物質(zhì)的混合物，沒(méi)有固定的熔沸點(diǎn)，選項(xiàng)D正確；故合理選項(xiàng)是B。課堂練習(xí)典例4．下列說(shuō)法不正確的是()A．石油的裂解可以提高汽油等輕質(zhì)油的質(zhì)量和產(chǎn)量B．在一定條件下煤和氫氣作用得到液體燃料的過(guò)程是煤的液化途徑之一C．石油氣通入溴水中不能使溴水褪色D．煤焦油經(jīng)過(guò)分餾可以獲得苯【答案】A【解析】A、石油裂化是提高輕質(zhì)液體燃料特別是汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量，裂解的目的是為了提高乙烯的產(chǎn)量，故A錯(cuò)誤；B、煤的液化