第八章 第一节 自然资源的开发利用-第2课时 海水资源的开发利用 煤、石油和天然气的综合利用课件

第一节自然资源的开发利用第2课时海水资源的开发利用煤、石油和天然气的综合利用第八章化学与可持续发展素养目标1.通过海水提溴工艺流程图的设计与分析,形成工业上提取物质的一般思路和方法,发展证据推理与模型认知的学科核心素养。2.从化学的角度分析从自然资源到产品的转化途径,认识化学方法在实现物质转化中的作用和贡献,感受化学科学在生产、生活中的应用价值,发展科学态度与社会责任的学科核心素养。知识点一海水资源的开发利用基础落实•必备知识全过关知识点一海水资源的开发利用1.海水水资源的利用海水水资源的利用,主要包括海水淡化和直接利用海水进行

等。海水淡化的方法主要有蒸馏法、

和

等,其中

的历史最久。

循环冷却反渗透法电渗析法蒸馏法2.海水中化学资源的利用海水中提取NaCl利用物理方法,获取其他化学物质要利用化学方法(1)海水中的化学元素海水中溶解和悬浮着大量的

和

。海水中含量最多的两种元素是

,加上Cl、Na、Mg、S、Ca、K、Br、C、Sr、B、F等11种元素,其总含量超过99%,其他元素为

。

无机物有机物O和H微量(2)海水提溴①海水提取溴的工艺流程如下:②氧化室、吸收塔中主要反应的离子方程式分别为

、

。

Cl2+2Br-══Br2+2Cl-(3)海水中其他资源的利用①海水制盐:利用

、

方法,获得粗盐。

②制备化工产品:制备Mg、K、I2及其他化工产品。③获取核能物质:提取铀和

用来开发核能。

④开发利用新型能源:潮汐能、波浪能等。蒸发结晶重水教材拓展常见的海水淡化方法及原理淡化方法原理蒸馏法将海水加热,使之汽化,然后使蒸汽冷凝得到蒸馏水电渗析法利用阴、阳离子交换膜对海水中阴、阳离子的选择透过性,在外加直流电场的作用下,使海水中的一部分离子转移到另一部分海水中而达到淡化的目的反渗透法以压力差为推动力,从溶液中分离出溶剂的膜分离操作归纳总结海水资源开发利用的原理重难突破•能力素养全提升探究角度1

海水资源的开发利用例1(2024·山东济南高一期中)“空气吹出法”海水提溴的工艺如图,下列说法错误的是(

)A.两次通入Cl2的作用不同B.吹出塔中用空气和水蒸气吹出Br2利用了溴的挥发性C.吸收塔中的SO2可以用Na2SO3溶液或Na2CO3溶液代替D.蒸馏是利用溴与水沸点的差异进行分离的操作A解析

两次通入氯气均是为了氧化溴离子转化为溴单质,作用相同,A错误;溴单质易挥发,所以可利用热的空气和水蒸气将溴从吹出塔中吹出,B正确;Na2SO3溶液也具有还原性,可与溴单质发生氧化还原反应,达到富集溴元素的目的,碳酸钠具有碱性,溴在碳酸钠溶液中发生歧化反应,生成的溴离子和次溴酸根离子在酸性条件下发生归中反应又重新生成溴单质,C正确;蒸馏利用的是溴与水沸点的差异进行分离的操作,D正确。思路导引

“空气吹出法”海水提溴的过程分析如下:浓缩酸化的海水中含溴离子,通入氯气将溴离子氧化成溴单质,反应的离子方程式为Cl2+2Br-══Br2+2Cl-,利用溴易挥发的性质,经过热空气吹出,被二氧化硫还原成溴离子,反应的化学方程式为SO2+Br2+2H2O══2HBr+H2SO4,前面这些操作的主要目的是富集溴元素,再经过氯气氧化得到溴水混合物,通过冷凝、蒸馏分离得到产品溴。归纳总结1.海水中提取溴的工业流程设计

2.海水中提取溴的工艺流程

3.由工业原料到具体产品的一般思路和方法

C

知识点二煤、石油和天然气的综合利用基础落实•必备知识全过关知识点二煤、石油和天然气的综合利用1.煤的综合利用(1)煤的组成有机物无机物碳元素(2)煤的综合利用途径煤的综合利用目的是获得清洁的燃料和多种化工原料,其主要途径如下:隔绝空气加强热煤的焦化化学变化出炉煤气煤焦油焦炭可燃性气体化学变化C+H2O(g)CO+H22.石油的综合利用(1)石油的组成组成由多种

组成的混合物

状态多种液态烃溶解了气态烃和固态烃而形成的特点没有固定的熔、沸点碳氢化合物(2)石油的综合利用途径

分离石油中沸点不同的组分汽油煤油柴油乙烯丙烯甲烷C3H6C2H6加热催化剂链状环状(3)以煤、石油和天然气为原料生产合成材料:塑料、

、

。名师点拨煤的综合利用(1)煤的干馏、气化和液化都是化学变化。(2)煤的干馏需在隔绝空气的条件下进行,若在空气中加强热,煤燃烧生成CO2、H2O等物质。(3)煤的气化主要产品是水煤气,其主要成分是CO和H2。(4)煤的直接液化和间接液化均可获得液体燃料。

合成橡胶合成纤维归纳总结石油的综合利用(1)石油的分馏属于物理变化,由于石油中有些成分的沸点很接近,故石油分馏的产物(如汽油、柴油等)仍为混合物。(2)石油分馏时,沸点低(相对分子质量小)的烃先汽化,沸点高(相对分子质量大)的烃后汽化。(3)石油分馏所得汽油为直馏汽油,多为饱和烃。石油裂化所得汽油叫裂化汽油,含有不饱和烃,能使溴水、酸性KMnO4溶液褪色。(4)石油裂解采用比裂化更高的温度,是为了获得大量的碳原子数更少的乙烯、丙烯等产物,故裂解是深度裂化。深度思考实验室中,如何区分直馏汽油和裂化汽油?提示

利用溴水区分,使溴水褪色的是裂化汽油,不褪色的是直馏汽油。重难突破•能力素养全提升探究角度2

煤、石油和天然气的综合利用例2(2024·广西河池高一期末)煤、石油和天然气的综合利用能够提高资源利用率,减少污染,获得多种化工产品。下列说法错误的是(

)A.天然气的主要成分为CH4B.通过石油裂化和裂解可获得乙烯、丙烯等重要的基本化工原料C.煤的干馏和石油的分馏均属于化学变化D.石油分馏后得到的汽油、煤油、柴油均是混合物C解析

天然气的主要成分为CH4,A正确;通过石油裂化和裂解可获得乙烯、丙烯等重要的基本化工原料,B正确;石油的分馏属于物理变化,C错误;石油分馏后得到的汽油、煤油、柴油依然是混合物,D正确。归纳总结

1.干馏、蒸馏和分馏的比较名称干馏蒸馏分馏原理隔绝空气加强热使物质分解根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离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)产物产物为混合物产物为单一组分的纯净物产物为沸点不同的各组分组成的混合物反应类型化学变化物理变化物理变化2.石油综合利用中的“两裂”名称定义目的裂化在一定条件下,把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃提高轻质油的产量,特别是提高汽油的产量裂解在高温下,使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃获得短链不饱和烃[对点训练2](2024·山东临沂高一期末)下列有关石油、煤、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,石油裂解可得到乙烯、丙烯等B.煤中含有的苯、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A解析

石油分馏可以得到汽油、煤油等产品,石油裂解可得到乙烯等化工产品,A正确;煤中不含有的苯、甲苯,煤干馏时发生复杂的物理、化学变化后可得焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气,其中焦炉气、煤焦油中含有芳香烃;芳香烃也可以来自石油的催化重整,B错误;煤的气化和液化均为化学变化,而石油分馏与混合物沸点有关,为物理变化,C错误;石油、煤、天然气、可燃冰都属于化石燃料,沼气不是化石燃料,D错误。随堂检测

全达标1234

C1234

12342.(2024·河北沧州高一期末)目前世界上60%的镁是从海水中提取的。海水提镁的主要流程如图,下列说法正确的是(

)A.在实际工业生产中,常用氢氧化钠代替石灰乳B.图示流程涉及化合、分解、置换和复分解反应C.自然界中存在游离态的镁D.设备A、B中的操作和反应对海水中的镁元素起到了富集、提纯的作用D1234解析

石灰价廉易得,使用成本低,在实际工业生产中,用石灰乳作沉淀剂沉淀镁离子,不用氢氧化钠代替石灰乳,A错误;图示流程中氧化钙与水反应生成氢氧化钙为化合反应,电解氯化镁得到镁和氯气为分解反应,氢氧化钙和硫酸镁反应生成氢氧化镁沉淀为复分解反应,不涉及置换反应,B错误;镁是活泼金属,能与氧气反应,自然界中不存在游离态的镁,C错误;含镁离子等多种离子的海水进入设备A,浓氯化镁溶液从设备B出来,则设备A、B中的操作和反应对海水中的镁元素起到了富集、提纯的作用,D正确。1234题组2煤、石油和天然气的综合利用3.(2024·天津滨海新区高一期末)下列有关煤、石油和天然气的说法错误的是(

)A.煤的干馏为化学变化,石油的分馏为物理变化B.“可燃冰”是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质C.以煤或天然气为主要原料,均可以生产甲醇D.通过石油裂化和裂解可以得到苯或甲苯等环状烃D1234解析

石油的分馏是根据沸点不同分离出各种不同的烃,属于物理变化,煤的干馏是化学变化,A正确;“可燃冰”是天然气水合物,分布于深海沉积物或陆域永久冻土中,是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状的结晶物质,B正确;煤先发生气化生成CO和氢气,然后使CO和氢气在催化剂的作用下反应生成甲醇;天然气的主要成分是甲烷,在高温条件下能分解为C和H2,可用来合成甲醇,C正确;石油裂化主要获得汽油,石油裂解主要获得乙烯、丙烯等小分子烃,通过煤的干馏可以获得苯或甲苯等环