煤石油和天然气的综合利用高一化学教学课件（人教版2019）

●自然资源的开发利用●化学品的合理使用●环境保护与绿色化学

资源、能源、材料、环保、健康、安全等是当今社会重要的研究主题，化学与这些主题密切相关，在其研究与应用中发挥着重要作用。

按照绿色化学思想和循环经济原则，利用化学变化可以改变原有物质的组成和结构，合成新物质，使之具有更加优异的性能:可以科学、安全、有效和合理地开发自然资源和使用各种化学品，为建设美丽家园发挥化学科学的重要价值。组织建设第一节自然资源的开发利用（第3课时煤、石油和天然气的综合利用）第八章化学与可持续发展学习目标1.了解煤、石油、天然气的组成及综合利用的意义，提高宏观辨识与微观探析的能力。2.了解煤、石油、天然气综合利用的内容，培养变化观念的学科素养。3.了解节约能源及防止污染的重要性，培养关注社会可持续发展的科学态度与社会责任。化石燃料煤石油天然气缺点：不可再生资源、燃料利用率低，环境污染面临的挑战：综合利用、提高利用率、减少燃烧造成的环境污染应用：主要能源、重要的化工原料阅读课本P102，总结化石燃料的应用、缺点和面临的挑战中国碳达峰与碳中和能源结构及发展建议分析图一、煤的综合利用1.煤的组成——有机物+少量无机物主要元素其他元素CH、O、N、S等注意：煤不是碳的单质问题：结合实际和煤的组成你认为煤作为燃料有什么缺点？

煤燃烧产生大量的煤灰、煤渣、废气（二氧化硫、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等）、污染环境，燃烧效率低！2.煤综合利用主要途径通过煤的干馏、气化和液化获得清洁的燃料和化工原料（1）煤的干馏：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏（煤的焦化)。煤干馏的主要产物:焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭。

①煤的干馏必须隔绝空气,否则会使分解出来的成分燃烧。②煤的干馏能够减少燃烧污染，提高燃煤的热效率，且能从煤中提取有价值的化工原料。③煤的干馏过程中发生的主要是化学变化，而蒸馏的过程发生的是物理变化。表8-1煤的干馏的重要产品和用途

干馏产物主要成分主要用途出炉煤气焦炉气H2、CH4、乙烯、CO气体燃料、化工原料粗氨水NH3、铵盐化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料粗苯苯、甲苯、二甲苯煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚类、萘染料、医药、农药、合成材料沥青筑路材料、碳素电极焦炭碳冶金、合成氨造气、电石、燃料(2)煤的气化将煤转化为可燃性气体的过程。主要反应：水煤气

C+H2O(g)

CO+H2

高温【思考】为什么一不小心将少量水洒在烧得通红的煤上时，火不但没有熄灭，反而烧得更旺？

这就是煤的气化，烧得通红的煤与水蒸气反应生成可燃性气体H2和CO，所以燃烧更旺。CO+2H2CH3OH（甲醇）催化剂(3)煤的液化直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料间接液化：将煤转化为液体燃料的过程。方法变化类别处理过程产物煤的干馏煤的气化直接液化间接液化煤的干馏、气化、液化等三种处理方法的异同化学变化化学变化化学变化化学变化粗苯等多种化工原料将煤转化为可燃性气体水煤气煤与氢气作用生成液体燃料先转化成CO和H2隔绝空气高温分解甲醇煤及煤产品的用途(1)把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏(

)(2)煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质(

)(3)煤中含粗苯、煤焦油等物质，可通过蒸馏获取苯、甲苯等芳香烃(

)(4)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料(

)(5)煤的气化和液化都是物理变化(

)1.正误判断××××√2、煤在干馏时得到的气态产物是(

)A.天然气 B.水煤气 C.焦炉气 D.高炉煤气C3.下列不属于煤的综合利用的是（）A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭B．在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料C．煤变为煤饼作燃料D．将煤干馏制得甲苯和乙烯C天然气——主要成分CH4海底可燃冰：CH4·nH2O二、天然气的综合利用天然气的用途三、石油的综合利用石油——工业的血液

经过地质普查，在我国960万平方公里土地上，发现有300多个可供勘探石油的沉积岩盆地，沉积岩面积达450万平方千米，约占国土总面积的44%。地质学家估计我国陆上石油的储量大约为3×1011~6×1011吨。我国还有1.8×104km的海岸线。经过近几年的勘查，先后在渤海、黄海南部、东海、台湾浅海、珠江口、莺歌海、北部湾等海域发现了7个油气盆地，总面积为1.0×107km2。据我国专家估计，我国近海石油的储量约为2×1011~5×1011吨，国外人士估计为2×1011~9×1011吨。组成原油汽油煤油柴油多种烷烃、环烷烃等碳氢化合物组成的混合物直接从矿井里开采出来的石油石油的综合利用途径分馏、催化裂化、裂解、催化重整石油加工处理黑色或深棕色粘稠状液体，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。组成元素：主要是碳、氢元素阅读课本P103，总结石油炼制的主要方法分馏利用各组分沸点的不同进行分离的过程（蒸馏原理）石油气（C4以下）汽油（C5~C11）（直馏汽油）煤油（C5~C11）柴油（C11~C16）重油（减压蒸馏得润滑油、石蜡、沥青等）轻质液体燃料石油分馏示意图分馏产品减压分馏：用降低分馏塔内压强的方法，使重油的沸点随压强降低而降低，从而进一步分馏的方法。C16H34C8H18+C8H16催化剂加热、加压

C8H18C4H10+C4H8

催化剂加热、加压C4H10CH4+C3H6催化剂加热、加压C4H10C2H4+C2H6催化剂加热、加压烷烃烷烃烯烃催化裂化在一定条件下把相对分子质量大、沸点高的重油断裂为相对分子质量较小、沸点较低的汽油。目的：获得更多的汽油裂解又称深度裂化。采用比裂化更高的温度再断裂成乙烯、丙烯、甲烷等小分子烃。目的：获得很多重要化工原料此时所得的汽油也叫裂化汽油催化重整在加热和催化剂的作用下，通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃。获得苯、甲苯等重要的化工原材目的：思考：直馏汽油和裂化汽油有什么区别?如何区分？直馏汽油和裂化汽油的成分不同，性质有明显的区别，直馏汽油的成分为饱和烃，裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物，故裂化汽油可以发生加成反应，可使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。3、石油化工产品的应用石油化工产品燃料纺织医药农药日用化妆品建材化工阅读课本P104，了解石油化工产品的用途课堂练习4下列有关说法正确的是（

）①石油裂解得到的汽油可与溴水反应②石油的分馏是化学变化③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④石油分馏得到的汽油仍是混合物A．①③ B．②④C．①④ D．②③C3.生物质资源的利用：利用物理、化学和生物方法将生物质资源转化为材料（如木材、纸张）、燃料（如生物乙醇、生物柴油），以及基本化工原料（如木炭、乙醇、甲醇、甲烷）等。2.随着合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物也给人类社会造成了巨大的环境压力1.以煤、石油和天然气为原料，通过化学反应获得许多性能优异的合成高分子材料，使人类在利用自然资源的进程中前进了一大步。三、化学与可持续发展阅读课本P105，了解化学与可持续发展煤的综合利用出炉煤气煤焦油焦炭可燃性气体液体燃料水煤气干馏气化+H2直接液化液化苯、甲苯等H2O（g）水煤气催化剂甲醇催化剂+H2O间接液化（焦化）【小结】煤的综合利用煤的综合利用的意义①减少污染物的排放：减少燃烧产生的SO2、NOx、CO和粉尘等污染物的排放②提高煤燃烧的效率：煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。③获得重要的化工原料：通过煤的干馏，获得大量重要的化工原料。石油的利用途径原理产物分馏裂化裂解催化重整利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程。汽油、煤油、柴油等轻质油和重油在一定条件下（加热、催化剂），把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。轻质油，特别是汽油采用比裂化更高的温度，使其中相对分子质量较大的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃。甲烷、乙烯、丙烯等重要化工基本原料在加热和催化剂的作用下，通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃。苯、甲苯等重要的化工原料课堂达标1、下列过程属于物理变化的是（）A.煤的干馏 B.石油分馏C.石油裂化 D.乙烯聚合B2.近期我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。下列关于石油的说法正确的是(

)

A．石油属于可再生矿物能源B．石油主要含有碳、氢两种元素C．石油的裂化是物理变化D．石油的裂化是为了获得乙烯、丙烯等气态短链烃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.下列说法正确的是（）A.汽油与水不相溶，可以用裂化汽油萃取溴水中的溴B.石油含有烷烃、芳香烃，煤含有苯、甲苯、二甲苯等有机物C.煤的气化、液化是使煤变成清洁能源、减小环境污染的有效途径D.沸