煤石油和天然气的综合利用课件-高一化学人教版

第八章化学与可持续发展第一节自然资源的开发利用第3课时煤、石油和天然气的综合利用煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源，如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石能源燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战无机物(少量)有机物无机盐等煤的组成1.煤的组成一、煤的综合利用煤直接作燃料——利用率低并污染环境。【想一想】如何高效使用煤？COx、NOx、

SO2、

烟尘等以碳元素为主，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素煤的综合利用煤的干馏煤的气化煤的液化获得洁净的燃料和多种化工原料——物尽其用，保护环境一、煤的综合利用2.煤的综合利用（1）煤的干馏①煤的干馏：

把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，工业上也叫煤的焦化。一、煤的综合利用煤的干馏实验装置图②煤干馏的主要产品和用途干馏产品

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、萘染料、医药、农药、合成材料

沥青

筑路材料、制碳素电极

焦炭

碳冶金、合成氨造气、电石、燃料（2）煤的气化：在一定条件下把煤转化为可燃性气体的过程。主要反应是：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

高温一、煤的综合利用水煤气（管道煤气）（3）

煤的液化在一定条件下将煤转化为液体燃料。◆直接液化:煤与氢气作用生成液体燃料。◆间接液化:

先转化为CO和H2，再在催化剂作用合成甲醇等。一、煤的综合利用C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

高温CO+2H2CH3OH（甲醇）一定条件(1)把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏(

)提示必须隔绝空气加强热。(2)煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质(

)(3)煤中含粗苯、煤焦油等物质，可通过蒸馏获取苯、甲苯等芳香烃(

)(4)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料(

)提示煤与氢气可以生成液体燃料，该过程为煤的直接液化。判断正误×××√(5)煤的干馏、气化和液化都是物理变化(

)提示煤的气化为C＋H2O(g)CO＋H2，煤的液化分直接液化和间接液化，直接液化为煤和氢气反应生成液体燃料，间接液化是以气化产物CO和H2为原料合成甲醇等，都为化学变化。×

甲烷水合物是甲烷和水组成的固态化合物，外形似冰，具有可燃性，被称为“可燃冰”。“可燃冰”储量较大，将成为最理想替代能源。目前，“可燃冰”已经成为各国关注和研究的重要领域。1.天然气的主要成分：甲烷资料卡片二、天然气的组成及其综合利用二、天然气的组成及其综合利用2.综合利用：A.

燃料:清洁能源液化天然气公交车天然气灶二、天然气的组成及其综合利用B.化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两个或多个碳原子的其他有机化合物。三、石油的综合利用主要是碳、氢元素多种碳氢化合物（主要有烷烃、环烷烃、芳香烃）组成的混合物。1.石油的组成石油的主要成分：石油的组成元素：石油是混合物，无固定的沸点。如何分离？石油的炼制和石油化工分馏利用原油中各组分的沸点不同进行分离的过程。将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。分为常压蒸馏和减压蒸馏（1）石油的分馏：2.石油的炼制石油

常压分馏石油气(C1~C4)低于20℃汽油(C5~C12)20-200℃煤油(C12~C16)175-275℃柴油(C15~C18)

250-400℃重油(C20)以上

三、石油的综合利用利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程。【思考】比较分馏、干馏分馏干馏操作过程原理目的加热和冷凝隔绝空气加强热物理变化化学变化分离加工煤思考与交流通过石油的分馏获得的汽油、煤油、柴油等轻质油的产量仅占石油总产量的25%左右，但社会需求的石油产品主要是这些轻质油，特别是汽油，在工业采用什么方法来提高轻质油的产量?目的：提高汽油的产量和质量。原理：在催化剂下，把分子量大,沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃（汽油等）的过程。C16H34

催化剂加热、加压C8H18

辛烷+C8H16

辛烯原料：重油或石蜡（2）石油的裂化催化剂加热、加压C8H18C4H10+C4H8

丁烷丁烯三、石油的综合利用原理：采用比裂化更高的温度(700℃-1000℃)，把具有长链的分子烃断裂成乙烯、丙烯等气态短链烃。（3）石油的裂解——深度的裂化催化剂加热、加压CH4+C3H6

C4H10C4H10催化剂加热、加压C2H4+C2H6

C4H82C2H4

催化剂加热、加压三、石油的综合利用目的：为了获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工原料。（3）石油的裂解——深度的裂化乙烯的产量是一个国家石油化工发展水平的标志。三、石油的综合利用（4）石油的催化重整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，如苯、甲苯等。目的：1.提高汽油的辛烷值（燃料抵抗震爆的指标，辛烷值低，容易自燃，引起震爆，降低引擎效率，导致汽壁缸过热甚至活塞损裂。）

2.制取芳香烃。三、石油的综合利用直馏汽油和裂化汽油的比较获得方法主要化学成分鉴别方法直馏汽油裂化汽油原油直接分馏，物理变化一般是C5～C11的烷烃，没有不饱和烃等性质稳定重油裂化，化学变化一般是C5

～C11的烷烃和烯烃（C=C），含有不饱和烃，性质活泼能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油

石油的综合利用17四月202524常压蒸馏减压蒸馏加热蒸馏得到的轻油占原油的1/3~1/4。利用率很低催化裂化、裂解石油的蒸馏、裂化和裂解的区别是什么？石油的综合利用17四月202525分馏与裂化、裂解的对比方法石油的分馏石油的裂化石油的裂解概念主要原料原油重油、石蜡石油分馏产品（包括石油气）主要产品石油气、汽油、煤油、柴油及重油等抗震性能好的汽油和甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等乙烯、丙烯等主要反应类型物理变化化学变化化学变化炼制主要目的制得不同用途的石油分馏产品提高轻质液体燃料的产量和质量将长链断裂成小分子烃用作有机化工原料备注它们得到的产物仍是混合物小结归纳总结返回1、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17四月202527B2.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17四月202528B3、下列有关煤、石油、天然气等资源的说法错误的是（） A.天然气是一种清洁的化石燃料 B.石油是由多种烃组成的混合物 C.煤的气化和煤的液化都属于物理变化 D.通过石油的裂化可以提高汽油的产量17四月202529C4．有关煤的叙述中不正确的是(

)A．煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质B．煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分C．煤除了含有C元素外，还含有少量的N、H、S、O等元素D．煤等化石燃料的储量有限，节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键课堂练习解析：该题主要考查煤的成分及利用，煤是有机物和少量无机物组成的混合物，煤焦油是煤干馏的产物之一，不属于煤本身的成分，故B项错误。B课堂练习5．下列说法正确的是(

)A．石油是混合物，汽油是纯净物B．沸点：汽油＞煤油＞柴油＞润滑油C．分馏汽油和裂化汽油成分完全相同D．石油的分馏是物理过程，而裂化和裂解属于化学过程解析：A项，石油、汽油都是混合物，错误。B项，沸点：汽油＜煤油＜柴油＜润滑油，错误。C项，分馏汽油多为饱和烃，而裂化汽油含有不饱和烃，两者组成上不完全相同，错误。D项，石油的分馏是利用各组分沸点的不同进行分离的过程，是物理变化过程，而裂化和裂解是将含碳原子较多的烃转化为含碳原子较少的烃，是化学变化过程，正确。D课堂练习6．下列说法中错误的是()A．石油是混合物，石油分馏得到的汽油也是混合物B．含C18以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C．焦炭是煤的干馏的一种重要产品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解析：石油通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料，但产量不高。通常采用裂化的方法，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，提高汽油的产量。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，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤焦油是含有多种芳香族化合物的混合物，可以生产芳香族化合物苯和甲苯。D课堂练习7．煤、石油、天然气在日常生活和国民经济中占有极为重要的地位，下列说法正确的是()A．汽油都是石油的分馏产品，乙烯是石油的裂化产品B．由煤干馏所得