8.1.3+煤、石油和天然气的综合利用（精品课件）(共24张PPT)-2022-2023学年高一化学同步精品课堂（人教版2019必修第二册）

(共24张PPT)
走进奇妙的化学世界
2022-2023
必修第二册
第八章
化学与可持续发展
第一节
自然资源的开发利用
煤
石 油
天 然 气
学习
目标
第3课时
煤 石油和天然气的综合利用
PART
01
PART
02
了解煤、石油和天然气的组成及其综合利用。
了解以煤、石油和天然气为原料生产合成材料。
了解节约能源和防止污染的重要性。
通过煤、石油、天然气的组成及其综合利用，培养学生科学探究与创新意识
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
原创：WJ化学研究院
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学习任务 煤 石油 天然气的综合利用
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
原创：WJ化学研究院
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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 （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 （液） 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（固） 碳 冶金、合成氨造气、电石、燃料
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
原创：WJ化学研究院
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一、煤的综合利用总结
(1)天然气的组成和利用。
(2)天然气水合物
天然气水合物是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷水合物，其组成可表示 为CH4 nH2O，甲烷分子处于多个水分子形成的笼中，天然气水合物的外观像冰，具有可燃性，故又被称为：“可燃冰”。
2. 天然气的综合利用
催化重整
可燃冰：CH4·nH2O
二、天然气的综合利用
已知甲烷和汽油(可用C8H18表示,相对质量为114)燃烧的 热化学方程式
CH4(g) + 2 O2(g) = CO2(g)+2 H2O(l) △H= -890.3KJ·mol-1
C8H18 (g)+12.5 O2(g)= 8CO2 (g)+9 H2O(l) △H= -5472 KJ·mol-1
更高效
更低碳
更环保
已知有机物的含碳量越高，燃烧越不充分，黑烟越多，据此又可得出什么结论？
怎样说明甲烷比汽油更高效？
比较等质量的汽油和甲烷燃烧产生的热量
比较产生相同热量所生成的二氧化碳的物质的量
890.3KJ
甲烷作为燃料的价值探究
设1g
55.64KJ
114
48KJ
汽油产生1.3molCO2
三. 石油的综合利用
石油——工业的血液
经过地质普查，在我国960万平方公里土地上，发现有300多个可供勘探石油的沉积岩盆地，沉积岩面积达450万平方千米，约占国土总面积的44%。地质学家估计我国陆上石油的储量大约为3×1011~6×1011吨。
我国还有1.8×104km的海岸线。经过近几年的勘查，先后在渤海、黄海南部、东海、台湾浅海、珠江口、莺歌海、北部湾等海域发现了7个油气盆地，总面积为1.0×107km2。据我国专家估计，我国近海石油的储量约为2×1011~5×1011吨，国外人士估计为2×1011~9×1011吨。
由多种烷烃 环烷烃等碳氢化合物组成的复杂的混合物。
有机物的主要成分是各种烷烃：
C1～C4气态烷烃、 C5～C12的汽油、 C12～C16的煤油
C15～C18的柴油、 C18～C20的润滑油、 C20以上的重油
2.物理性质：
黑色或深棕色粘稠状液体，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。
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。
3.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
工业分离石油方法：分馏 fractionation
石油气
轻质汽油
汽油
煤油
柴油
润滑油
沥青
3. 实际生活生产中直馏汽油远不能满足需求，怎样提高汽油的产量？
石油的裂化cracking
直馏汽油
①石油的裂化
裂化的目的:提高轻质液体燃料的产量，特别是提高汽油的产量。
相对分子质量大
沸点高的烃
相对分子质量小
沸点较低的烃
断裂
原料：重油、石蜡
C16H34 C8H18 + C8H16
②石油的裂解——采用更高的温度
裂解的目的: 获得乙烯、丙烯等小分子烃。
(石油裂解气中乙烯含量较高)
石油裂解即石油分馏产物的深度裂化
乙烯的产量是衡量一个国家石油化工水平的标准.
（2）化学加工：
固态油裂化
提高液态油产量的方法：
C16以上
长链烷烃
C5～C12
短链烷烃和烯烃
隔空气高温
C16H34 C8H18 + C8H16
石蜡
裂化汽油
乙烯的产量是衡量一个国家石油化工水平的标准
与直馏汽油有什么区别？
C5H12 C2H4 + C3H8
石油的综合利用途径
直馏汽油，没有典型的碳碳双键，不能使溴水加成褪色
裂化汽油，有碳碳双键，能使溴水加成褪色
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
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。(　　)
×
×
√
√
×
√
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。
原创：WJ化学研究院
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煤、石油、天然气的综合利用
1.“三馏”比较。
2.化学“六气”的主要成分。
总结