第一节　第3课时　煤、石油和天然气的综合利用

1、高中同步学案优化设计GAO ZHONG TONG BU XUE AN YOU HUA SHE JI第3课时煤、石油和天然气的综合利用第八章2022内容索引0102课前篇 素养初探课堂篇 素养提升素养目标1.了解煤、石油和天然气等化石能源的加工原理,提升变化观念与平衡思想等学科核心素养。2.了解煤、石油和天然气等化石产品的利用,提升科学态度与社会责任等学科核心素养。课前篇 素养初探【自主梳理】1.煤的综合利用煤是混合物2.天然气的综合利用 3.石油的综合利用(1)石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。(2)石油的加工方法(3)重油裂化、裂解的过程 4.化石能源的用途(1)多数石油产品仍作为燃料使用

2、,只有一部分转化为化工、纺织、建材、医药、日用化学品等行业的基本原料。(2)以煤、石油、天然气为原料,通过化学反应获得许多性能优异的合成高分子材料。【自我检测】1.正误判断(正确的打“”,错误的打“”)(1)煤的气化是使煤转化成清洁燃料的物理过程。()(2)石油的分馏得到的产品是纯净物。()(3)煤的干馏可得到甲烷、苯和氨等物质。()(4)乙烯的化学性质比聚乙烯活泼。()(5)石油的分馏、裂化和裂解都属于化学变化。()(6)石油裂解的原料是石油分馏产品。() 2.石油化学工业是国民经济的重要支柱之一,下列有关石油化工的叙述错误的是()答案 C解析 石油中含有多种有机化合物,利用各组分沸点不同对

3、石油进行分馏,可获得汽油、煤油、柴油等,A正确;石油裂化过程,含碳原子数较多的烃发生碳碳键断裂,变成含碳原子数少的烃,B正确;聚丙烯的结构简式为 ,分子中不含不饱和键,不能被KMnO4氧化,C错误;石油加工得到利用价值较低的沥青常用于铺设马路,D正确。3.下列说法正确的是()A.煤的气化主要生成水煤气,其主要成分是CO2和H2B.煤的直接液化是指使煤与水蒸气作用生成液体燃料C.煤的间接液化先转化为CO和H2,再在催化剂作用下合成甲醇等D.煤经气化或液化后再完全燃烧,比直接完全燃烧等量的煤放出的热量多答案 C解析 煤的气化主要反应是碳和水蒸气在高温下反应生成水煤气,主要成分是CO和H2,A错误;

4、煤的直接液化是指使煤与氢气作用生成液体燃料,而不是和水蒸气作用,B错误;据能量守恒规律可知,理论上煤经气化或液化后再完全燃烧,与直接完全燃烧等量的煤放出的热量相等,D错误。课堂篇 素养提升任务煤、石油和天然气的综合利用【问题探究】煤、石油和天然气是目前人类使用的主要能源,也是重要的化工原料。1.煤的干馏得到哪些产品?为什么要隔绝空气加强热?提示 煤的干馏得到焦炭、煤焦油和出炉煤气等;在空气中加热,煤炭易燃烧,故煤的干馏要隔绝空气。2.试写出煤的气化主要反应的化学方程式,并说明煤的气化的意义。提示 C+H2O(g) CO+H2;煤的气化能够减少煤燃烧时的粉尘污染,提高煤燃烧的效率,气化后的产品可

5、以用于化工生产,提高煤的综合利用价值。3.通过石油裂化和裂解可得到哪些基本化工原料?提示 石油的裂化和裂解可得到乙烯、丙烯、甲烷等基本化工原料。【深化拓展】1.“三馏”的比较名称干馏蒸馏分馏原理隔绝空气加强热使物质分解根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离与蒸馏原理相同产物产物为混合物产物为单一组分的纯净物产物为沸点不同的混合物反应类型化学变化物理变化物理变化2.“两裂”的比较 名称定义目的裂化在一定条件下,把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃提高轻质油的产量,特别是提高汽油的产量裂解在高温下,使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃获得短链不饱和烃3.化学

6、“六气”的主要成分 气体高炉煤气水煤气天然气液化石油气焦炉气裂解气主要成分CO、CO2H2、COCH4C3H8、C4H10H2、CH4、C2H4、COC2H4、C3H6、C4H8、CH4【素能应用】典例(2021广东佛山区高一期末)某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化,装置如图:下列说法不正确的是()A.加药品前必须检验装置的气密性B.加热一段时间后观察到试管B、C中溶液颜色褪去,证明B、C中均发生了加成反应C.实验证明石油经催化裂化生成了不饱和烃D.试管C中可能发生了如下反应:CH2=CH2+Br2CH2BrCH2Br答案 B解析 模拟石油的催化裂化,利用B、C装置检验分解产物,故组

7、装好实验装置后,要先检验装置的气密性,后加入药品,A正确;B中酸性KMnO4溶液具有强氧化性,溶液褪色说明 被还原为Mn2+,则烯烃发生了氧化反应,B错误;B、C中溶液褪色,说明石油经催化裂化生成了不饱和烃,C正确;C中盛有溴的四氯化碳溶液,与生成的烯烃发生加成反应而褪色,D正确。【变式设问】上述装置中试管B和C中溶液褪色,能否证明石蜡油催化裂化产物中含有乙烯?提示 不能;试管B和C中溶液褪色,只能证明石蜡油催化裂化产物中含有不饱和烃,不能确定是否含有乙烯。变式训练下图是实验室干馏煤的装置图: (1)指出图中仪器的名称:a.,d.。(2)仪器d的作用是 ,c中液体有和,其中无机物里溶有,可用检

8、验出来。有机物可以通过的方法使其中的重要成分分离出来。(3)e处点燃的气体主要成分有(填化学式),火焰的颜色是。答案 (1)酒精喷灯烧杯(2)盛装冷水对蒸气进行冷却粗氨水煤焦油氨酚酞溶液分馏(3)H2、CH4、CH2=CH2、CO淡蓝色解析 本题考查关于煤干馏的实验,根据煤干馏的主要产品可知,b中得到的应是焦炭,c中得到的应是粗氨水和煤焦油,e处点燃的应是焦炉气。其中粗氨水中溶有氨,呈碱性,可用酚酞溶液等检验;煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物,应用分馏的方法分离;焦炉气的主要成分有CH4、CO、H2、CH2=CH2,燃烧时呈淡蓝色火焰。 随堂检测1.下列关于石油的说法不正确的是()A.石油

9、主要含C、H两种元素B.石油通过催化重整可得到环状烃C.石油裂化是物理变化D.石油分馏得到的汽油是混合物答案 C解析 石油裂化是化学变化。2.实验室可通过蒸馏石油得到多种沸点范围不同的馏分,装置如图所示。下列说法不正确的是()A.沸点较低的汽油比沸点较高的柴油先馏出B.蒸馏烧瓶中放入碎瓷片可防止蒸馏时发生暴沸C.冷凝管中的冷凝水应该从a口进b口出D.温度计水银球部分和蒸馏烧瓶支管口相平答案 C解析 石油分馏时,为使冷凝管中充满水,冷凝水要从b口通入,从a口流出。3.我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。下列有关说法正确的是()石油裂解得到的汽油可与溴水反应石油的分馏是化学变化石油的分馏实验中,温度计水银球插入液面以下,因为它测的是混合液的温度石油分馏得到的汽油仍是混合物A. B.C. D.答案 C解析 石油的分馏为物理变化,错;石油分馏实验中,温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处,以测量馏出蒸气的温度,故错。4.天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体,等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应前者大。下列叙述:天然气与煤、石油相比是较洁净的能源;等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大;燃烧天然气也是酸雨的成因之一;用甲烷可生成CCl4;甲烷易完全燃烧,故燃烧甲烷时不必保持空气流通。其中正确的是()A.只有B.