煤、天然气和石油的综合利用课件下学期高一化学人教版必修第二册

第八章化学与可持续发展第一节自然资源的开发利用第2课时煤、石油和天然气的综合利用

迄今为止，煤、石油和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。煤石油天然气【情境思考】了解煤、石油和天然气的组成及综合利用。通过煤、石油和天然气的综合利用，建立可持续发展意识和绿色化学观念，并能对与此有关的社会热点问题做出正确的价值判断。（科学态度与社会责任）煤的组成煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。（1）煤的干馏

（2）煤的气化（3）煤的液化煤的综合利用主要途径一、煤的综合利用【探究导学】晶胞结构示意图，对比(a)和(c)的差异可知，(a)图所示的LiFePO4的晶胞中，小中物质主要是水,则淡水的出口为b出口,故C正确;根据B项的分析,戊室收集到③NO2、NO、O2表示的反应速率比为2：2：1的状态mol·L-1=2.3×10-2mol·L-1,即剩余c(F-)=2.3×10-2mol·L-1,而体积入100mLNH4F溶液,使Ca2+恰好沉淀完全即溶液中c(Ca2+)=1×10-5mol·L-1,可为V2O5·xH2O,随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、Mn2+,以及部分的Fe3+、MnO2具有氧化性,Fe2+具有还原性,则VO+和VO2+被氧化成的同时还有Fe2+被氧①改变化学反应速率：改变反应物的温度、溶液中溶质的浓度、气体压强(或浓度)、固体表面积以及催化剂的合理使用等；为V2O5·xH2O,随滤液②可除去金属离子K+、Mg2+、Na+、Mn2+,以及部分的Fe3+、若向足量新制氢氧化铜中加入少量甲醛，充分反应，甲醛的氧化产物不是甲酸

煤的综合利用方式产品主要成分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、燃料煤干馏的主要产品和用途①干馏概念将煤隔绝空气加强热使其分解的过程主要产品焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦炉气【思考】“煤中含有甲苯、二甲苯等芳香烃，通过煤的干馏可以得到它们”，这句话对吗？为什么？【提示】错误，煤中没有甲苯、二甲苯，通过煤的干馏这种复杂的化学变化可以得到它们。

煤的气化：将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气（CO、H2)。煤的液化C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)高温直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料。间接液化：煤→CO+H2

甲醇。②煤的气化和液化主要目的：通过煤的气化和液化可以实现煤的清洁利用，还可以生产化工原料。催化剂【思考交流】煤的气化、液化是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？为什么？提示：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。煤的综合利用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【小结】0.002mol,所以NOSO4H消耗的n()=0.06L×0.1000mol·L-1-0.002mol面中心，Na(Ⅱ)位于四个侧面上，Al位于顶点和体心。(1)煤的状态液分别为酸性和碱性,B正确;光照过程中阳极区反应式为4OH--4e-====2H2O+O2↑,通过离子交换膜d生成硫酸,为阴离子交换膜,故B正确;浓差电池中,Cu(1)电极(1)氧化反应：①所有的有机物的燃烧均为氧化反应。②烯烃、炔烃和苯的同(NH4)2Ni(SO4)2。答案：(1)①2②<(2)①0.6mol·L－1·min－1②80%③>其他条件相同时，曲线Ⅱ先达到平衡，则温度高于曲线Ⅰ，说明温度升高，CO2的产率降低，平衡向逆反应方向移动，平衡常数减小【解析】本题主要考查化学与药品之间的关系,侧重考查学生对基础知识的认知能力。乙醇和水均含有羟基,二者能互溶,A项正确;NaClO具有较强的氧化性,通过氧化灭活病毒,B项正确;过氧乙酸的分子式为C2H4O3,相对分子质量为2×12+1×4+3×16=76,C项正确;氯仿(CHCl3)的化学名称是三氯甲烷,D项错误。另取10.00mL溶液A,加入足量的BaCl2溶液,得到白色沉淀4.66g,则n()共价键是1.5个，该晶体中n(N)与n(N—N)之比为2∶3；这种高聚氮N—N键的键(2)根据已知CoCl2·6H2O熔点为86℃,加热至110～120℃时失去结晶水变成无水氯化钴,故CoCl2·6H2O常用减压烘干法烘干,原因是降低烘干温度,防止产品熔化或分解失去结晶水变成无水氯化钴。在设计离子导体中有机溶剂的结构时，应考虑解析：(1)①根据盖斯定律，由已知中两式相减后除2可得：3FeO(s)＋H2O(g)===Fe3O4(s)＋H2(g)ΔH＝＋84.9kJ·mol－1。②从反应过程看，Fe3O4催化了水的分解。天然气主要成分甲烷作用燃料化工原料合成氨生产甲醇二、

天然气的综合利用【多识一点】你了解西气东输吗？（科学态度与社会责任）三、石油的综合利用石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。石油的分馏石油的催化裂化石油裂解（深度裂化）石油催化重整石油的综合利用

石油的综合利用途径：利用石油中各组分沸点不同进行分离①分馏原理产品常压：石油气、汽油、煤油、柴油、重油减压：柴油、燃料油、石蜡、润滑油、沥青②裂化目的：提高汽油的产量原理：C16H34十六烷C8H18辛烷＋C8H16辛烯

石油的综合利用途径目的：生产乙烯等气态化工原料③裂解原理：C8H18辛烷C4H10丁烷＋C4H8丁烯C4H10丁烷C2H6乙烷＋C2H4乙烯C4H10丁烷CH4甲烷＋C3H6丙烯④催化重整目的：使链状烃转化为环状烃产品：苯或甲苯等化工原料1.石油的分馏分为常压蒸馏和减压蒸馏，二者有何不同？【提示】（1）原料不同：常压蒸馏的原料是精炼后的原油，而减压蒸馏的原料是重油。（2）产物不同：常压蒸馏的产品主要有石油气、汽油、煤油、柴油等。而减压蒸馏的主要产品是柴油、润滑油、石蜡、沥青等。直馏汽油【思考交流】【概念辨析】比较蒸馏、分馏、干馏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Na2SO4+11H2O,其离子反应方程式为+8LiCoO2+22H+====2+8Li++8Co2+质量为=18g·mol-1,M应为,则化学式为Fe2+和Fe3+数目分别为x和y，则列方程组：x+y=1，0.8125+2x+3y+5=4×2，解得x=0.8125，y=0.1875，则Li1-xFePO4中n(Fe2+)∶n(Fe3+)=0.8125∶可知n(NOSO4H)=0.004mol×=0.01mol,所以样品的纯度为为200mL,则可知所加c(NH4F)=0.02mol·L-1+2×2.3×10-2mol·L-1=6.6×个棱心的Li+，少0.75个Li+，结合上一个空的分析可知，LiFePO4晶胞的化学式过阳膜进入产品室,与通过阴膜进入产品室的反应生成1molH3BO3,正=0，则N原子的价层电子对数为3，N原子采取sp2杂化，则其空间构型解析：丙容器投入4molNH3，采用“极限转化法”转化为2molN2、6molH2，是甲容器的2倍，若平衡不移动，则c3＝2c1，由于丙容器相当于增大压强，平衡正向移动，所以丙容器中氨的浓度大于甲容器中氨浓度的2倍，即c3＞2c1，A项错误；甲容器投入1molN2、3molH2，乙容器投入2molNH3，则甲容器与乙容器是完全等效的，根据盖斯定律可知，甲容器与乙容器的反应的能量变化之和为92.4kJ，故a＋b＝92.4，B项错误；(2)小明同学做银镜实验的时候，没有得到光亮的银镜，而得到灰黑色的沉淀物，其可能原因是什么？液分别为酸性和碱性,B正确;光照过程中阳极区反应式为4OH--4e-====2H2O+O2↑,液分别为酸性和碱性,B正确;光照过程中阳极区反应式为4OH--4e-====2H2O+O2↑,①单位时间内生成nmolO2的同时生成2nmolNO21.有关银镜反应2.试总结石油的催化裂化和裂解有哪些不同？（宏观辨识与微观探析）（3）目的不同：裂化的目的是提高轻质液体燃料的产量。而裂解的目的主要是获得乙烯、丙烯为主的化工原料。（1）原料不同：催化裂化的原料是重油，裂解的原料是裂化产物或柴油等。（2）产物不同：催化裂化的产物主要是汽油、煤油、柴油。而裂解的主要产物是乙烯、丙烯、丁烯等气态烯烃。裂化汽油四、煤、石油、天然气为原料生产合成材料塑料、合成橡胶、合成纤维三大合成材料【科学·技术·社会】

生物质资源的利用

人类对生物质资源的开发利用具有悠久的历史。古代人类在长期实践中学会了种植农作物、用薪柴生火、酿酒、造醋、制作饴糖、植物药用，等等。现代科技的发展为开发利用生物质资源奠定了更加坚实的基础。人们利用物理、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。目前，我国可供开发利用的生物质资源主要有农业、林业产品的废弃物（如农作物秸秆、林木加工余料），生产和生活的废弃物（如厨余垃圾、畜禽粪便）等。随着科技和社会的发展，以来自生物质的纤维素、淀粉和油脂等为原料的化工生产路线，替代以煤、石油和天然气为原料的路线，将是一条绿色的可持续发展途径。煤、石油、天然气的综合利用干馏气化液化分馏催化重整煤天然气石油裂化裂解【课堂小结】1.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√【随堂训练】【解析】煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物；苯和甲苯是煤中的某些干馏产物中的主要成分，并不是煤本身含有的，是煤干馏过程中发生化学反应生成的；煤气化后变成清洁高效的燃料，再燃烧可提高其利用率，意义重大。2.下列转化不属于煤或石油的综合利用的是A.将煤干馏制得煤焦油和焦炭B.在一定条件下将煤气化或液化生成气体或液体燃料C.将煤制成煤球作燃料D.将石油裂解制得乙烯等化工原料√【解析】将煤制成煤球作燃料还是直接燃烧，并没有综合利用。3.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