高中化学人教版（2019）必修二 第八章第一节自然资源的开发利用第三课时学案（含答案）

第八章第一节自然资源的开发利用
第三课时学案
【学习目标】
1．认识煤、石油和天然气的组成及综合利用的意义。
2．掌握石油的分馏、裂化和裂解的含义及煤的干馏、气化和液化的含义。
【目标一】煤的综合利用
1．煤的组成
2．煤的综合利用
⑴ 煤的干馏
①概念：将煤 使之分解的过程，工业上也叫 。
②煤干馏的产品及用途
干 馏 产 品 主 要 成 分 主 要 用 途
__________ 焦炉气 氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 气体燃料
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
_____________ 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
_____________ 碳 冶金、合成氨造气、电石、燃料
【点拨拓展】
①煤的干馏必须隔绝空气，目的是防止煤在空气中燃烧;
②煤的干馏能够减少燃烧污染，提高燃煤的热效率，且能从煤中提取有价值的化工原料;
③煤的干馏过程中发生的主要是化学变化，而蒸馏的过程发生的是物理变化;
④化学“三馏”的比较
名称 干馏 蒸馏 分馏
原理 把固态混合物隔绝空气加强热使它分解的过程 把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作 对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏
产物 煤、木材等 被蒸馏混合物中至少含有一种组分为液体，各组分沸点差别越大，挥发出的物质(馏分)越纯 多组分沸点不同的混合物在一个完整操作中分离出多种馏分
变化类型 化学变化 物理变化 物理变化
⑵ 煤的气化
①概念：将煤转化成 的过程。
②主要反应方程式：
③发生的变化：
⑶ 煤的液化
①分类：直接液化和间接液化
直接液化：煤+H2 。
间接液化：煤 。
②发生的变化：
【导练1】下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置，下列有关叙述错误的是（ ）
A．图示实验中发生了化学变化
B．实验后水溶液的pH>7，溶液Y是黑色黏稠的煤焦油，上层X是粗苯等
C．气体Z易燃，可以还原氧化铜
D．液体Y是一种纯净物
【目标二】石油的综合利用
1．石油的形成及成分
⑴ 由多种 组成的混合物。主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等，一般石油不含烯烃，从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固态烃。
⑵ 物理性质：黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。
2．石油的炼制
⑴ 石油的分馏
①概念：利用原油中各种烃的 不同，逐步升温使烃气化，再经冷凝将烃分离成不同沸点范围的产物的过程，石油分馏得到的各种馏分是混合物，分馏可得到 、 、 等轻质油，此时得到的汽油叫直馏汽油。
②分类：常压蒸馏和减压蒸馏
【点拨拓展】
减压蒸馏：若要将重油进一步分离，则要在更高的温度，而在高温下，高沸点的烃会分解，更严重的是还会炭化结焦，损坏设备，影响正常生产。由于同一种物质，在不同的压强下，沸点不同。因为外界压强越大，物质沸点就越高；外界压强越小，物质沸点就越低。因此要将重油进行减压蒸馏。
⑵ 石油的裂化
①概念：将含碳原子数较多，沸点较高的重油断裂为含碳原子数较少、沸点较低的汽油的过程。
②目的：提高 的产量，特别是提高汽油的产量，此时得到的汽油叫 汽油。
③裂化反应：C16H34
⑶ 石油的裂解
①概念：即深度裂化，在高温下，使具有长链分子的烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等各种短链的
气态烃和少量液态烃的过程。
②原料：含直链烷烃的石油分馏产品
③目的：获得 等重要的基本化工原料。
④裂解反应：C8H18 C4H10
C4H10
⑷ 石油的催化重整
①概念：石油在 和 的作用下，可以通过结构的重新调整，使 转化为 。
②目的：使 转化为 ，获得 等化工原料。
【点拨拓展】
①由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物。
②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。
③分馏是 变化，裂化、裂解和催化重整均为 变化。
【导练2】石油炼制过程中，既能提高汽油产量又能提高汽油质量的方法是（ ）
A．常压分馏　　　　B．减压分馏 C．裂解 D．催化裂化
【导练3】含有6个碳原子的烷烃，经催化裂化可生成的烷烃最多有（ ）
A．3种 B．4种 C．5种 D．6种
【目标三】天然气的综合利用
1．天然气主要成分是 ，是一种较清洁的化石燃料，也是一种重要的化工原料。
2．天然气的加工及利用
①天然气是一种清洁的 ，日常生活用作 。
②化工生产主要用于 和生产甲醇等。
3．化学“六气”的主要成分
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
【导练4】某混合气体依次通过溴水(使其褪色)，通过灼热的氧化铜(使其黑色变红色)，通过无水CuSO4白色粉末(使其变蓝色)，通过澄清石灰水(石灰水由清变浑再变清)，最后剩余气体在空气中点燃，火焰呈淡蓝色，该混合气体是（ ）
水煤气 B．焦炉煤气 C．石油液化气 D．高炉煤气
石油炼制的意义 从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油叫做原油，还含有杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类。原油含盐类、含水多，在炼制时要浪费燃料，含水、含盐多会腐蚀设备。所以，原油必须先经脱水、脱盐等处理过程才能进行炼制，其目的是将混合物进行一定程度的分离，使之物尽其用，另一方面，将含碳原子较多的烃转变为含碳原子较少的烃，做为基础有机化工原料
石油炼制的方法 分馏、裂化、裂解及催化重整
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