812煤石油和天然气的综合利用-（考点梳理）2021-2022学年高一化学讲义（人教版2019）（原卷版）

8.1.2煤、石油和天然气的综合利用考点梳理考点梳理考点1煤的综合利用1、煤的组成(1)物质组成：有机物和少量无机物组成的复杂混合物(2)元素组成：主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素2、煤的综合利用(1)煤的干馏①概念：煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使煤中的有机物分解的过程，工业上也叫煤的焦化②发生的变化：煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应，煤的干馏是一个复杂的物理变化和化学变化过程=3\*GB3③煤干馏的产品及用途——煤焦油、焦炭、粗氨水、粗苯、焦炉气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、燃料注意：①煤的干馏必须隔绝空气，目的是防止煤在空气中燃烧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=4\*GB3④化学“三馏”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混合物单一组分的纯净物沸点相近的各组分组成的混合物变化类型化学变化物理变化物理变化(2)煤的气化①概念：将煤转化为可燃性气体②主要反应：C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高温))CO(g)＋H2(g)=3\*GB3③发生的变化：化学变化(3)煤的液化①概念：把煤转化成液体燃料的过程②发生的变化：化学变化=3\*GB3③分类：直接液化和间接液化a.直接液化：把煤炭制成煤浆，然后在高温、高压和催化剂条件下，使煤与氢气作用生成液态碳氢化合物即：煤＋H2→液体燃料b.间接液化：把煤炭在高温下与水蒸气作用气化，产生合成气CO、H2等，然后在催化剂作用下合成甲醇等即：煤CO＋H2甲醇考点2石油的综合利用1、石油的形成及成分(1)形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的(2)元素组成：碳、氢、硫、氧、氮等(3)物质组成：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等，一般石油不含烯烃，从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃(4)物理性质：黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点2、石油的炼制石油炼制的意义从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油叫做原油，还含有杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类。原油含盐类、含水多，在炼制时要浪费燃料，含水、含盐多会腐蚀设备。所以，原油必须先经脱水、脱盐等处理过程才能进行炼制，其目的是将混合物进行一定程度的分离，使之物尽其用，另一方面，将含碳原子较多的烃转变为含碳原子较少的烃，做为基础有机化工原料石油炼制的方法分馏、裂化、裂解及催化重整(1)石油的分馏①概念：利用原油中各种烃的沸点不同，逐步升温使烃气化，再经冷凝将烃分离成不同沸点范围的产物的过程，石油分馏得到的各种馏分是混合物，分馏可得到汽油、煤油、柴油等轻质油，此时得到的汽油叫直馏汽油②设备：加热炉和分馏塔=3\*GB3③分类常压分馏原理用蒸发和冷凝的方法将原油分成不同沸点范围的馏分原料原油目的获得以燃料油为主的不同石油产品产品石油气、汽油、煤油、柴油、重油减压分馏原理通过减压降低重油的沸点，从重油中分离出不同沸点范围的馏分原料重油目的获得以润滑油为主的不同石油产品产品柴油、燃料油、石蜡、沥青、润滑油=4\*GB3④为什么要减压分馏？若要将重油进一步分离，则要在更高的温度，而在高温下，高沸点的烃会分解，更严重的是还会炭化结焦，损坏设备，影响正常生产。由于同一种物质，在不同的压强下，沸点不同。因为外界压强越大，物质沸点就越高；外界压强越小，物质沸点就越低。因此要将重油进行减压分馏(2)石油的裂化①概念：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、沸点低的烃的过程②原料：重油=3\*GB3③目的：提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量，此时得到的汽油叫裂化汽油=4\*GB3④原理：C12H26C6H14＋C6H12=5\*GB3⑤方法：热裂化和催化裂化a.热裂化的目的是提高汽油的产量；缺点是温度过高，发生结焦现象b.催化裂化的目的是提高汽油的产量；使用的催化剂是硅酸铝、分子筛(铝硅酸盐)(3)石油的裂解①概念：即深度裂化，在高温下，使具有长链分子的烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等各种短链的气态烃和少量液态烃的过程②原料：含直链烷烃的石油分馏产品=3\*GB3③目的：获得乙烯、丙烯等短链气态不饱和烃=4\*GB3④裂解反应：C16H34C8H18＋C8H16C8H18C4H10＋C4H8C4H10CH4＋C3H6C4H10C2H6＋C2H4(4)石油的催化重整①概念：石油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②目的：使链状烃转化为环状烃，获得芳香烃=3\*GB3③产品：苯或甲苯等化工原料注意：①由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物②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\*GB3③分馏是物理变化，裂化、裂解和催化重整均为化学变化考点3天然气的综合利用1、天然气的组成：主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等2、天然气的加工及利用①天然气是一种清洁的化石燃料，日常生活用作燃料②化工生产主要用于合成氨和生产甲醇等3、化学“六气”的主要成分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、C4H10、C3H6、C4H8H2、CH4、C2H4、COC2H4、C3H6、C4H8、CH4注意：①煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大化石燃料，它们也是脂肪烃的来源②石油的分馏与蒸馏原理相同，发生的是物理变化；石油的裂化、裂解和催化重整发生的是化学变化③煤的液化、气化和干馏是化学变化考点1煤的综合利用常考、必考题型：客观题（煤炭的处理与应用）难易程度：简单题居1、下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置，下列有关叙述错误的是()A．图示实验中发生了化学变化B．实验后水溶液的pH>7，溶液Y是黑色黏稠的煤焦油，上层X是粗苯等C．气体Z易燃，可以还原氧化铜D．液体Y是一种纯净物2、下列属于物理变化的是()①石油的分馏②煤的干馏③石油的裂化④铝热反应⑤由乙烯制备聚乙烯⑥将氧气转化为臭氧⑦乙烯催熟果实⑧将苯加入溴水中⑨海水蒸馏制取淡水A．①②③④B．①②⑤⑦C．①⑧⑨D．①②⑥⑨3、国内能源供应紧张形势日益加剧，煤的涨价导致部分地区电荒，煤在国民经济中的重要地位由此可见一斑。下列关于煤的说法正确的是()A．煤属于有机化合物B．在物质变化类型上，煤的干馏包含了物理变化和化学变化C．煤中含有大量的苯、甲苯等芳香烃，煤是芳香烃的主要来源D．煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化并无意义4、下列说法中正确的是()A．煤属于有机化合物B．在物质变化类型上，煤的干馏过程只包含了物理变化C．煤中含有大量的苯等芳香烃，煤是芳香烃的主要来源D．煤的气化和液化属于煤的综合利用5、下列说法中错误的是()A．煤中含量最大的元素是碳B．煤、煤焦油都是复杂的混合物C．煤是芳香烃的一种重要来源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考点2石油的综合利用常考、必考题型：客观题（石油的综合利用）难易程度：简单题1、下列关于石油的说法不正确的是()A．石油主要含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2、石油炼制过程中，既能提高汽油产量又能提高汽油质量的方法是()A．常压分馏B．减压分馏C．裂解 D．催化裂化3、石油裂解的目的主要是()A．提高轻质液体燃料的产量B．提高汽油的产量C．改善汽油的质量D．获得短链不饱和烃4、含有6个碳原子的烷烃，经催化裂化可生成的烷烃最多有()A．3种B．4种C．5种D．6种考点3天然气的综合利用常考、必考题型：客观题（天然气的综合利用）难易程度：简单题1、最近，新华社的一条消息中披露：我国南海海底发现巨大的“可燃冰”带，能源总量估计相当于中国石油总量的一半；而我国东海“可燃冰”的蕴藏量也很可观……“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体(CH4·nH2O)。下列说法中正确的是()A．CH4·nH2O晶体中水是溶剂B．CH4·nH2O的组成元素有3种C．CH4·nH2O中CH4和H2O的质量比为1：nD．可燃冰能燃烧，说明水具有可燃性2、某混合气体依次通过溴水(使其褪色)，通过灼热的氧化铜(使其黑色变红色)，通过无水CuSO4白色粉末(使其变蓝色)，通过澄清