高中化学人教版（2019）必修第二册8.1.3煤、石油和天然气的综合利用（共18张ppt）

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必修二 第八章 化学与可持续发展
　 第一节 自然资源的开发利用
WJ化学研究院
第八章
第3课时　煤、石油和天然气的综合利用
学习目标
1.了解煤、石油、天然气的组成及综合利用的意义，掌握煤的气化、液化、干馏；石油的分馏、裂化、裂解等原理。提高宏观辨识与微观探析的能力。
2.了解煤、石油、天然气综合利用的内容，培养变化观念的学科素养。
3.了解节约能源及防止污染的重要性，培养关注社会可持续发展的科学态度与社会责任。
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一、煤的综合利用
1.煤的组成
由有机物和少量无机物组成的复杂混合物
主要含有C元素，另有少量H、O、N、S等元素
物质组成：
元素组成：
2.煤的综合利用（均为化学变化）
①干馏
将煤隔绝空气加强热使之分解的过程（煤的焦化）
定义：
主要产品：
出炉煤气（焦炉气、粗氨水、粗苯）、煤焦油、焦炭
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一、煤的综合利用
煤干馏的主要产品和用途
煤中不含有苯等芳香烃,在干馏时生成了芳香烃。将煤焦油蒸馏可得苯。
【思考与交流】通过煤的干馏可以得到粗苯和煤焦油,煤焦油中也含有苯,那么煤中含有苯等芳香烃吗 如何从煤焦油中分离出苯
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一、煤的综合利用
②气化
将煤转化为可燃性气体的过程；
定义：
主要反应：
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
高温
水煤气
③液化
直接液化：
间接液化：
使煤与H2作用生成液体燃料
CO + 2H2 CH3OH（甲醇）
一定条件
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
高温
相关方程式：
【思考与交流】
煤的气化和液化是物理变化还是化学变化 煤的干馏呢？
煤的气化和液化是化学变化。 煤的干馏也是化学变化。
神华宁煤集团400万吨/年煤炭间接液化示范项目总投资约550亿元
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一、煤的综合利用总结原创：WJ化学研究院
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二、天然气的综合利用
可燃冰：CH4·nH2O
2017年5月18日
三、石油的综合利用
1.石油的组成
①组成：由多种烷烃、环烷烃等碳氢化合物组成的复杂混合物。
②状态：液态，含有1~50个碳原子的烷烃、环烷烃和芳香烃。
③特点：没有固定的熔、沸点，只能在一定温度范围内熔化或汽化。
2.石油的加工
（1）物理加工：
①分馏：利用石油中各组分沸点不同进行分离（多次蒸馏）
产品
常压：石油气、 、 、 、重油
减压：柴油、燃料油、石蜡、润滑油、沥青
汽油 煤油 柴油
目的：获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油
三、石油的综合利用
（2）化学加工：
②裂化：将含碳原子较多、沸点较高的烃分裂为含碳原子较少、
沸点较低的烃的过程。
目的：提高优质、轻质液体燃料的产量,特别是提高汽油的产量。
③裂解：裂解就是深度裂化
目的：得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。
④催化重整：在加热和催化剂的作用下，通过结构的重新调整,
使链状烃转化为环状烃的过程。
目的：获得苯、甲苯等产品。
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三、石油的综合利用重油裂化、裂解的过程催化裂化：获得更多汽油裂解：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要的化工原料原创：WJ化学研究院邮箱wj-chem@三、石油的综合利用三、石油的综合利用思考感悟(1)若从煤焦油中分离出芳香烃，应采用什么方法？(2)石油的裂化和裂解有何区别和联系？　(1)煤焦油是由各种芳香烃组成的液态混合物，可根据各种芳香烃的沸点不同利用蒸馏法进行分离。(2)裂化和裂解的原理相同，只是裂解选用的温度比裂化温度更高，因此裂解又称为深度裂化。裂化是为了提高汽油的产量和质量，而裂解采用比裂化更高的温度，是为了获得大量的乙烯、丙烯等不饱和气体产物作化工原料。问：直馏汽油和裂化汽油有什么区别 如何区分？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，其中含有不饱和烃，能与卤素单质反应。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。原创：WJ化学研究院邮箱wj-chem@四、石油的进一步利用目前，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。以煤、石油、天然气为原料生产合成材料(1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。(2)合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物对人类社会造成巨大的环境压力。原创：WJ化学研究院邮箱wj-chem@1.“三馏”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 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 产物为沸点不同的混合物
反应 类型 化学变化 物理变化 物理变化
2.“两裂”的比较
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
（特别是乙烯）
3.化学“六气”的主要成分
气体 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、CO2 H2、CO CH4 C3H8、C4H10 等低级烷烃 H2、CH4、 C2H4、CO C2H4、C3H6、
C4H8、CH4
来源 炼铁高炉 水煤气炉 石油炼制厂 天然气田、油田 炼焦炉 裂解炉
用途 燃料(CO) 燃料、化工原料 化工原料
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)煤的气化是使煤转化成清洁燃料的物理过程。(　　)
(2)石油的分馏得到的产品是纯净物。(　　)
(3)煤的干馏可得到甲烷、苯和氨等物质。(　　)
(4)乙烯的化学性质比聚乙烯活泼。(　　)
(5)石油的分馏、裂化和裂解都属于化学变化。(　　)
(6)石油裂解的原料是石油分馏产品。(　　)
×
×
√
√
×
√
五、课堂训练
2.2022年2月乌克兰战争以来，国际石油价格不断攀升。6月，国内95号汽油突破10元大关。下列有关石油和汽油说法正确的是
①石油裂解得到的汽油可与溴水反应
②石油的分馏是化学变化
③石油的分馏实验中,温度计水银球插入液面以
下,因为它测的是混合液的温度
④石油分馏得到的汽油仍是混合物
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
答案 C
解析 ②错，石油的分馏为物理变化; ③错，石油分馏实验中,温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处,以测量馏出蒸气的温度。
五、课堂训练
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