资源综合利用 环境保护（时）

煤、石油和天然气的综合利用第四章化学与自然资源的开发利用第2节资源综合利用环境保护（第一课时）第一页，共三十七页。情境导入第二页，共三十七页。1．了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用2．以聚乙烯为例，认识聚合反应、高分子化合物并了解高分子材料在生活等领域中的应用及可能带来的环境问题。学习目标第三页，共三十七页。第四页，共三十七页。

从图中可以看出，煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们也是重要的化工原料。如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。第五页，共三十七页。思考：化石燃料有哪些优点和缺点?优点:提供能量、化工原料缺点:不可再生、环境污染讨论：如何解决化石燃料的这些缺点呢？1.节约能源，提高燃料利用率2.利用新技术，尽量减低对环境的污染3.开发新能源第六页，共三十七页。（一）煤的综合利用一、煤、石油和天然气的综合利用煤的结构模型第七页，共三十七页。1.煤的组成组成成分：是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物。组成元素:主要是碳元素；还有少量的H、O、N、P、S、卤素等第八页，共三十七页。无机物(少量)有机物C

元素（大量）H、O、N、S等元素（少量）无机盐等污染环境COx、NOx、SO2烟尘煤的组成第九页，共三十七页。煤的综合利用煤的干馏煤的气化煤的液化获得洁净的燃料和多种化工原料——物尽其用，保护环境第十页，共三十七页。②煤的干馏实验装置图2.煤的综合利用(1)煤的干馏①定义：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。第十一页，共三十七页。表4-2

煤干馏的主要产品和用途

干馏产品主要成分

主要用途出炉煤气焦炉气

氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳气体燃料、化工原料粗氨水氨、铵盐

氮肥粗苯

苯、甲苯、二甲苯炸药、染料、医药、农药、合成材料

煤焦油

苯、甲苯、二甲苯

酚类、萘类染料、医药、农药、合成材料沥青

筑路材料、制碳素电极焦炭炭冶金、合成氨造气、电石、燃料第十二页，共三十七页。(2)煤的气化将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)

高温水煤气第十三页，共三十七页。

在一定条件下将煤转化液体燃料的过程。分为直接液化和间接液化。

(3)煤的液化：C(s)+H2OCO(g)+H2(g)高温如：直接液化:煤与氢气作用生成液体燃料间接液化:先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇CO+2H2CH3OH催化剂第十四页，共三十七页。第十五页，共三十七页。

(2)化工原料：可用于合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物CH4＋H2OCO＋3H2催化剂高温(二)天然气的综合利用(3)可燃冰CH4·nH2O1.组成：主要成分是CH42.利用：(1)是一种清洁的化石燃料第十六页，共三十七页。1、下列有关煤的说法中不正确的是（

）A.煤含有焦炭及苯、甲苯、二甲苯等有机物和焦炉气B.煤的干馏、煤的气化和煤的液化都是化学变化C.煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，煤经干馏可获得重要的化工原料D.煤主要含有碳元素，同时还含有少量的氢、硫、氧、氮等元素A迁移·应用第十七页，共三十七页。天然气灶液化天然气公交车第十八页，共三十七页。俄天然气管道通向中国德国天然气汽车第十九页，共三十七页。(三)石油的综合利用

按物质：是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。（还有水分、盐分等杂质）2.石油的炼制(除水脱盐后)1.石油的组成按元素:主要是碳、氢元素（1）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的过程。第二十页，共三十七页。石油的分馏示意图

第二十一页，共三十七页。石油分馏示意图第二十二页，共三十七页。看图思考：石油分馏的产品有哪些及其用途？第二十三页，共三十七页。蒸馏分馏干馏操作过程原理目的加热和冷凝加热和冷凝隔绝空气加强热物理变化物理变化复杂的物理变化和化学变化分离精炼加工煤蒸馏、分馏、干馏的比较第二十四页，共三十七页。(2)石油的催化裂化

在催化剂作用下，将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油等。C16H34

C8H18+C8H16

催化剂加热、加压催化剂加热、加压

C8H18C4H10+C4H8

裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量。第二十五页，共三十七页。什么叫裂化汽油和直馏汽油？怎样鉴别它们？直馏汽油：通过分馏得到的汽油，没有不饱和烃。裂化汽油：通过裂化得到的汽油，含有不饱和烃。鉴别方法：用溴水，能使溴水褪色的为裂化汽油，不能使溴水褪色的为直馏汽油。第二十六页，共三十七页。(3)石油的裂解（深度的裂化）

用比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少的气态烃分子和少量的液态，获取有机化工原料，如乙烯等催化剂

加热、加压CH4+C3H6

C4H10C4H10催化剂

加热、加压C2H4+C2H6

目的是获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。第二十七页，共三十七页。(4)石油的催化重整：

在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，如苯第二十八页，共三十七页。2、下列说法中错误的是（

）A.石油中含有～的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油B.含以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C.煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物D.煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来D迁移·应用第二十九页，共三十七页。2．合成高分子的反应——加聚反应(1)概念：在适当温度、压强和催化剂存在的条件下，不饱和化合物发生自身__________反应形成相对分子质量巨大的高分子化合物的反应。(四)以煤、石油和天然气为原料生产合成材料1．三大合成材料：_______、________、_______。塑料合成橡胶合成纤维聚合加成第三十页，共三十七页。(2)相关的三个概念(以聚乙烯为例)①单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如____________。②链节：高分子化合物中的最小重复单元，如________________。③聚合度：高分子化合物中的链节数，如聚乙烯中的

。CH2==CH2

—CH2—CH2—

n第三十一页，共三十七页。聚苯乙烯产品第三十二页，共三十七页。聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）CH2＝CCH3COOCH3第三十三页，共三十七页。

列问题：3．聚苯乙烯的结构为，试回答下(1)聚苯乙烯重复出现的结构单元是________，单体是________。(2)实验测得某聚苯乙烯的相对分子质量(平均值)为52000，则该高聚物的结构单元重复出现的次数：n＝______。迁移·应用第三十四页