【课件】煤、石油和天然气的综合利用 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第八章化学与可持续发展第一节

自然资源的开发利用

课时3

1.知道煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义。2.知道煤综合利用的几种途径。3.理解石油分馏的原理，能够用简单的化学反应解释催化裂化和催化重整的原理。煤石油天然气目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料。化石燃料煤：工业的“粮食”石油：工业的“血液”天然气：清洁能源知识点一：煤的综合利用1.煤的组成与分类成分：多种有机物、无机物组成的复杂混合物元素：主要是C元素，还有少量H、O、N、P、S卤素等元素。分为腐植煤和腐泥煤；按含碳量又分为无烟煤、烟煤、褐煤、泥煤。腐植煤褐煤腐泥煤无烟煤烟煤泥煤煤的综合利用主要途径：煤的干馏、煤的气化、煤的液化2.煤的干馏-焦化概念：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。工业上煤的干馏也叫煤的焦化。煤的干馏实验装置图焦炉气煤焦油焦炭视频：煤的干馏煤干馏的主要产品和用途产品出炉煤气煤焦油焦炭焦炉气粗氨水粗苯主要成分氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳氨、铵盐苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯酚类、萘沥青碳用途气体燃料、化工原料化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料染料、医药、农药、合成材料筑路材料、制碳素电极冶金、合成氨造气、电石、燃料3.煤的气化和液化煤的气化概念：将煤转化为可燃性气体的过程。C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高温中热值气CO(s)+3H2CH4(g)+H2O(l)一定条件高热值气工业制水煤气的方法直接液化：将煤与氢气在一定条件下反应，生成液体燃料。间接液化：将煤先转化为CO和H2，生成液体燃料，再在催化剂的作用下合成甲醇。煤的液化煤焦油隔绝空气加强热之它分解焦炉气可燃性气体C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

高温都是化学变化知识点二：天然气的综合利用1.天然气的主要成分天然气——主要成分CH4海底可燃冰：CH4·nH2O2.天然气水合物日常生活中，用作燃料；化工生产中，用于合成氨和生产甲醇。知识点三：石油的综合利用1.石油的组成成分：各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物元素：碳、氢含量为97%~98%天然石油一般不含烯烃石油炼制的主要方法：分馏、裂化、重整随着碳原子数(相对分子量)增多,熔沸点升高2.石油的分馏利用原油中各组分的沸点不同，将复杂的混合物分离成简单混合物。概念：通过加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物。分馏产物：石油气(C4以下)汽油(C5~C11)煤油(C10~C16)柴油(C15~C18)重油(C20以上)思考：如何才能将过剩的重油变成轻质油？轻质油催化裂化的目的：提高轻质油（特别是汽油）的产量。

裂解:

深度的裂化。获得乙烯、丙烯、甲烷等化工原料。3.石油的裂化和裂解C16H34C8H18+C8H16催化剂加热、加压十六烷辛烷辛烯C8H18C4H10+C4H8催化剂加

热、加压丁烷丁烯辛烷催化剂C4H10CH4+C3H6甲烷丙烯丁烷加热、加压C4H10C2H6+C2H4乙烷乙烯丁烷催化剂加热、加压分馏与裂化、裂解的对比方法石油的分馏石油的裂化石油的裂解主要原料原油重油、石蜡石油分馏产品（包括石油气）主要产品石油气、汽油、煤油、柴油及重油等抗震性能好的汽油和甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等乙烯、丙烯等主要反应类型物理变化化学变化化学变化炼制主要目的制得不同用途的石油分馏产品提高轻质液体燃料的产量和质量将长链断裂成小分子烃用作有机化工原料备注它们得到的产物仍是混合物干馏、蒸馏、分馏的比较名称干馏蒸馏分馏原理隔绝空气、高温下使物质分解的过程根据液态混合物中各成分沸点的不同，加热使某一组分蒸发进行分离根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离特点属于化学变化，产品为混合物属于物理变化，产物为单一组分的馏出物属于物理变化，产物为沸点相近的各组组分组成的混合物17目前大多数石油产品仍作为燃料使用，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。启示：1、化学对生产、生活有着很大的贡献2、石油产品的价值越大，投入就越多，有待于化学科学工作者开发出投入少产值大的方法，这也需要我们将来投入化学领域中去4.合成材料合成塑料合成橡胶合成纤维三大合成材料：人工合成高分子材料合成材料的大量生产和使用,急剧增加的废弃物对人类社会造成巨大的环境压力。（如何应对？）练一练煤是由碳元素组成的单质。煤的气化和液化属于物理变化。石油分馏可以得到沸点不同的纯净物。煤的干馏可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品，该过程属于物理变化。把煤加强热使之分解的过程叫煤的干馏。天然气的主要用途就是作燃料。不能用裂化汽油萃取溴水中的溴。煤、石油和天然气是不可再生能源，也是新型清洁能源。1.判断正误××××××√×2.下列说法中正确的是（）。A.乙烯是石油裂化得到的B.裂化和裂解都是化学变化C.裂化的目的主要是获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料D.裂解的目的是提高优质、轻质油的产量B3.下列有关煤、石油、天然气等资源的说法错误的是（）A.天然气是一种清洁的化石燃料B.石油是由多种烃组成的混合物C.煤的气化和煤的液化都属于物理变化D.通过石油的裂化可以提高汽油的产量C4.关于煤和石油的综合利用，下列说法正确的是（）A.煤中含有甲苯、二甲苯等有机物，可以通过干馏得到B.以煤为主要原料，可以合成甲醇C.石油裂化的目的是获取短链不饱和气态烃D.石油裂化生产的汽油不能使溴水褪色B5.下列关于煤、石油及其所得产品的叙述正确的是（）A.煤的气化和液化都是物理变化B.煤的干馏和石油的分馏发生的都是化学变化C.用溴的四氯化碳溶液可鉴别直馏汽油和裂化汽油D.煤和石油都是混合物，都只由碳和氢两种元素组成C6.如图是实验室干馏煤的装置图，根据图示回答问题。硬质玻璃管U形管（1）指出图中仪器的名称：b.

，d.

。（2）装置c的作用是

。d中的液体有

和

。煤焦油可以通过

的方法使其中的重要成分分离出来。（3）e点处点燃的气体是

，火焰的颜色是

色。（4）下列叙述错误的是

。A.煤发生了化学变化B.d中液体的pH>7C.d中液体只有