2023-2024学年人教版新教材必修第二册 第八章第一节 自然资源的开发利用（第3课时） 学案

第八章化学与可持续发展8.1.3煤、石油和天然气的综合利用一、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。二、重点和难点重点：煤的干馏、气化、液化；石油的分馏、裂化、裂解。难点：煤的气化与液化的原理；石油裂化、裂解的目的。三、自主学习与合作探究（课本102~105页）【合作探究一】煤的组成与综合利用1．煤的组成：煤是由和少量组成的复杂混合物，其组成以为主，还含有少量等元素。2．煤的综合利用：通过煤的、和获得洁净的和多种化工原料，是目前实现煤的综合利用的主要途径。(1)煤的干馏煤干馏是指将煤加强热使之分解的过程，工业上也叫。阅读教材表8-1，通过煤的干馏可以得到、煤焦油、、粗氨水、粗苯等，煤焦油经分离可得到、、二甲苯等有机化合物。(2)煤的气化将煤转化为过程，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等，涉及的化学反应方程式。(3)煤的液化煤的液化是把煤转化为燃料的过程。煤可以直接液化，把煤和作用生成液体燃料；煤也可以间接液化，一般是先转化为，然后再催化剂的作用下等。【思考与交流】煤的气化、液化是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？为什么？【自主检测】1．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【自主检测】2．有关煤的综合利用如图所示。下列说法正确的是（）A.煤和水煤气均是二次能源B．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物C.①是将煤在空气中加强热使其分解的过程D.B为甲醇或乙酸时，原子利用率均达到100%【合作探究二】天然气的组成和利用1．天然气的组成：天然气的主要成分是2．天然气的综合利用（1）天然气是一种的化石燃料，可以直接用作燃料；（2）重要的化工原料，主要用于和。3.天然气水合物：主要成分是，其组成可表示为，外观像冰，具有，故又称为。【自主检测】3.页岩气是从页岩层中开采出来的天然气，是一种重要的非常规天然气资源，我国的页岩气储量超过其他任何一个国家。下列有关页岩气的叙述错误的是（）A．页岩气属于清洁能源B．页岩气属于一次能源C．页岩气属于一种新能源D．页岩气属于不可再生能源【自主检测】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：①天然气与煤、石油相比是较洁净的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；③燃烧天然气也是酸雨的成因之一；④甲烷可用于制造合成氨的原料气；⑤用甲烷可生成CCl4；⑥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．①②③B．③④⑤C．①②④⑤D．①②③④⑤【合作探究三】石油的组成与综合利用1．石油的组成：石油是由组成的物，固定的熔沸点。2．石油的综合利用(1)分馏①原理：利用石油中各组分的不同进行分离②产物：获得、、等含碳原子少的（直馏汽油）分类：常压分馏：等减压分馏：等变化类型：变化(2)催化裂化：将裂化为等物质变化类型：变化(3)裂解：通过石油裂化和裂解可以得到、、等重要的基本化工原料，变化类型：变化(4)催化重整：石油在的作用下，可以通过结构的调整，使烃转化为烃，如和等。【思考与交流】1、石油的分馏、裂化和裂解有什么区别？2、生活中汽车的车用燃料一般为裂化汽油。这种汽油和直馏汽油有何区别？如何区分？3、目前，多数石油产品仍作为燃料使用，如把石油产品来合成高分子材料，其价值将成倍提升，试写出用汽油(主要成分为辛烷C8H18)为原料，生成聚乙烯塑料的合成原理？【自主检测】5．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【自主检测】6．下列有关说法正确的是（）A．汽油可以由石油的分馏得到B．汽油是纯净物，有固定的熔、沸点C．可用静置后看其是否分层来判断食用油中是否混有汽油D．裂化汽油可以作为溴水中提取溴的萃取剂四、自主检测7.下列变化中主要属于化学变化的是（）①风化②皂化③酯化④煤的气化⑤煤的液化⑥裂化⑦裂解⑧蒸馏⑨分馏⑩煤的干馏A.①②③④⑤⑥⑦⑩B.①②③⑥⑦⑧⑨⑩C.①②③⑥⑦⑩D.①②③④⑤⑥⑦8．下列有关石油、煤和天然气的叙述正确的是（）A．石油分馏可得到汽油、煤油和柴油等，裂解可得到乙烯、丙烯等B.煤中含有苯、甲苯等，煤干馏可得到芳香烃，石油的催化重整也可得到芳香烃C．石油的分馏、煤的气化和液化都属于化学变化D．石油、煤、天然气、可燃冰、沼气都属于化石燃料9.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10.《汉书》中“高奴县有洧水可燃”，沈括在《梦溪笔谈》对从地表渗出的、当地人称为“石脂”或“洧水”的使用有“予知其烟可用，试扫其烟为墨，黑光如漆，松果不及也，此物必大行于世”的描述，关于上文的下列说法中正确的是（）A．“洧水”的主要成分是油脂 B．“洧水”的主要成分是煤油C．“洧水”的主要成分是石油 D．其烟的主要成分是木炭11.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留时发生暴沸C.冷凝管中的冷凝水应该从a口进从b口出D.温度计水银球应位于蒸馏烧瓶支管口处班级：姓名：组别：序号：【自主检测选择题答题卡】123456789101111.煤和石油是人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料。请根据所学知识回答一下问题：(1)煤的气化和液化能提高煤的利用率，又能减少有害气体的排放。写出煤气化的主要反应的化学方程式：_______________________________________；煤液化是________(填“物理”或“化学”)变化。(2)煤的干馏是煤综合利用的重要途径。煤干馏时得到的固体产品是________，其用途是_________________。(3)石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，石油精炼可以获得多种化工原料。请根据上图回答下列问题：①由原油获得汽油，分离的方法是__________________________。②丙烯在一定条件下生成聚丙烯，这种高分子化合物的链节为____________________________。③石油裂化是为了得到更多的汽油，裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色，其原因是_______。参考答案【合作探究一】煤的组成与综合利用1．有机物无机物碳元素氢、氧、氮、硫2．干馏气化液化燃料(1)隔绝空气煤的焦化焦炭焦炉气苯、甲苯(2)可燃性气体C＋H2O(g)CO＋H2。(3)液体氢气CO和H2合成甲醇【思考与交流】不是，物质三态之间的变化是物理变化，煤的气化、液化是化学变化。【自主检测】1．C【自主检测】2.【答案】D煤属于一次能源,A项错误;苯、甲苯等是煤干馏过程中生成的物质,B项错误;干馏是在隔绝空气的条件下进行的,否则,煤就会在空气中燃烧,C项错误;水煤气的成分是CO、H2,B为甲醇或乙酸时，甲醇(CH4O)可变为(CO)1(H2)2，乙酸(C2H4O2)可变为(CO)2(H2)2，，因此反应③原子利用率均可达到100%，D项正确。【合作探究二】天然气的组成和利用1．甲烷2．（1）清洁（2）合成氨生产甲醇3.甲烷水合物CH4·nH2O可燃性“可燃冰”【自主检测】3.C【自主检测】4．C【合作探究三】石油的组成与综合利用1多种碳氢化合物混合无2．(1)沸点汽油、煤油、柴油轻质油常压分馏：石油气、汽油、煤油、柴油、重油等减压分馏：柴油、润滑油、燃料油、石蜡、沥青等物理(2)重油汽油化学(3)乙烯、丙烯、甲烷化学(4)加热和催化剂链状环状苯和甲苯【思考与交流】1、分馏利用沸点不同进行分离，属于物理变化；裂化和裂解属于化学变化。产物