煤石油天然气的综合利用课件高一下学期化学人教版

第一节自然资源的开发利用

第3课时：煤、石油、天然气的综合利用人教版必修第二册揭示目标1.结合实验探究归纳总结金属的冶炼原理、方法及规律。2.结合分离、提纯常用方法及实验探究，认识海水资源利用的原理。3.了解煤、石油、天然气的加工过程及产品的用途等。学习目标三、煤、石油和天然气的综合利用煤石油天然气优点：

当前主要能源、重要化工原料缺点：不可再生、利用率低、污染环境（1）煤的形成1.煤在沼泽和森林生长的植物这些腐化植物层屡受到地热和细菌分化作用，就成为煤层植物死后，就会腐烂，并被泥沙覆盖起来，形成很多腐化植物层和泥沙层三、煤、石油和天然气的综合利用工业的粮食黑色的金子我国煤炭资源丰富，石油和天然气资源却相对不足，煤炭保有储量超过1万亿吨，占我国化石能源总储量的90%以上。（2）煤的组成和利用1.煤组成：多种有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要是C元素，还有少量H、O、N、P、S、卤素等元素。由于煤中含有N、S等易与空气中组成成风形成环境污染的化合物，故煤炭使用前要经过：干馏、气化和液化获得清洁的燃料和多种化工原料，这是目前实现煤的综合利用的主要途径。煤直接作燃料——利用率低并污染环境焦炭煤焦油焦炉气(CO、H2、CH4、CO等)将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化用于金属冶炼、制造电极煤的干馏粗氨水粗苯化学变化（3）煤的综合利用1.煤主要是由各种芳香烃组成的液态混合物出炉煤气煤的干馏——煤的干馏、气化、液化将煤转化为可燃性气体的过程煤的气化作燃料气和化工原料化学变化C＋H2O(g)CO＋H2高温COH2CH4等化学变化直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料间接液化：煤气化

CO和H2

催化剂

甲醇等汽油作液体燃料煤的气化、液化（3）煤的综合利用1.煤煤的液化煤与H2作用生成为液体燃料的过程甲醇煤油柴油等（1）天然气的组成和利用2.天然气组成：主要是CH4，属于清洁能源。利用：1.清洁的化石燃料2.日常生活中，用作燃料3.化工生产中，用于合成氨和生产甲醇4.合成其他有机化合物组成：由多种碳氢化合物组成的混合物。（1）石油的组成3.石油主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物。

石油的分馏利用原油中各组分的沸点不同进行分离（蒸发冷凝）的过程。所得馏分是混合物。石油分馏常压分馏减压分馏以原油为原料，产品为石油气、汽油、煤油、柴油、重油等含碳原子少的轻质油。以重油为原料，产品为柴油、润滑油、石蜡、燃料油、沥青等重油。（2）石油的综合利用3.石油——石油的分馏、裂化、裂解、催化重整物理变化石油可以直接用作燃料吗？为什么？不可以，石油需要分馏。在石油中能分离出能驱动汽车、飞机等的汽油、煤油等

石油的裂化在一定条件下（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。裂化的主要产物：汽油、煤油、柴油、润滑油等。目的：提高轻质汽油（裂化汽油）的产量C16H34十六烷C8H18辛烷＋C8H16辛烯

催化剂

加热、加压C8H18辛烷C4H10丁烷＋C4H8丁烯

催化剂

加热、加压（2）石油的综合利用3.石油辛烷值是交通工具所使用的燃料(汽油)抵抗震爆的指标，辛烷值高低与汽油质量没有直接关系，汽油的标号高表示抗爆性好。石油的裂解采用比裂化更高的温度，使其中相对分子质量较大的烃断裂成乙烯、丙烯等小分子烃（有机化工的重要原料）主要产物：乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。C4H10丁烷CH4甲烷＋C3H6丙烯

催化剂

加热、加压C2H6乙烷C4H10丁烷＋C2H4乙烯

催化剂

加热、加压（2）石油的综合利用3.石油石油的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。目的：①提高汽油的质量②获得副产物氢气③获得苯、甲苯等重要的化工原材（2）石油的综合利用3.石油石油的分馏和裂化及产品用途示意图（2）石油的综合利用塑料、合成橡胶、合成纤维即三大有机合成材料目前，多数石油产品仍作为燃料使用，只有一部分转化为化工、纺织、建材、医药、日用化学品等行业的基本原料。合理利用与开发新能源按照目前全世界对化石燃料的消耗速度计算，化石燃料可供人类使用的时间如下图所示，根据图示，谈谈你对化石燃料使用与开发的看法。45-50年50-60年

200-220年节约能源

研制节能产品，减少能源消耗；节约用电；节约用煤；提高燃料的利用率改进燃料燃烧设备和技术，使燃料充分燃烧；对燃料进行深加工后综合利用。合理利用与开发新能源太阳能风能核能地热能水能生物质能合理利用与开发新能源合成材料引起环境问题——白色污染合成材料的应用与发展，大大方便了人类的生活。但是，合成材料废弃物的急剧增加也带来了环境问题，废弃塑料带来的“白色污染”尤为严重。白色污染的危害使用一些新型的、可降解的塑料减少使用不必要的塑料制品解决“白色污染”的措施如用布袋代替塑料袋等如塑料袋、塑料盒等回收各种废弃塑料如微生物降解塑料和光降解塑料等重复使用某些塑料制品PVC煤、汽油、煤油、柴油和液化石油气等燃料中，除了含有碳、氢元素外，还含有少量硫、氮等元素，这些元素在燃烧时会转化为二氧化硫和氮的氧化物，释放到大气中，造成环境污染。可燃冰——未来的新能源海域可燃冰实物样品陆地冻土区可燃冰实物样品可燃冰外观像冰，主要含有甲烷水合物，还含少量二氧化碳等气体。其在低温和高压条件下形成，一体积可燃冰可储载100～200倍体积的甲烷气体，具有能量高、燃烧值大等优点。目前，可燃冰的开发尚处于试验性开采阶段。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B2.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C3.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.石油裂化的目的是获取短链不饱和气态烃D.石油裂化生产的汽油不能使溴水褪色B4.下列有关煤和石油的说法正确的是()A.煤和石油都属于有机化合物B.煤的干馏和石油的分馏都属于化学变化C.水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料D.石油在加热和催化剂的作用下可使烃分子重整生成苯、甲苯等有机物D5.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C8