高中化学人教版2019必修第二册课件812煤石油和天然气的综合利用(共30张PPT)

(共30张PPT)
第2课时煤、石油和天然气的综合利用
学业基础
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组成成分
加工方法 产品类型 社会价值
煤
石油 天然气
核心微网络
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化 石 燃 料
新课程标准
1.结合石油化工等实例了解化学在生产中的具体应用，认识化学工 业在国民经济发展中的重要地位；
2 .以煤、石油等的开发利用为例，了解依据物质性质及其变化综合 利用资源和能源的方法。
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素养新要求
1.能从问题出发，运用所学化学知识分析煤、石油、天然气综合利 用对社会可持续发展可能带来的双重影响；
2. 认识化学对于构建清洁低碳安全高效的能源体系所能发挥的作用， 体会化学对促进人与自然和谐相处的意义。
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物质组成 由国有机物和少量2无机物组成的复杂混合物
H 、0、
元素组成 主要含有3C 元素，另有少量4 N 、S_ 等元素
一、煤的组成和加工
1. 煤的组成
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煤
①定义：把煤5隔绝空气加强热使之分解的过程， 也叫[6煤的焦化
②主要产品：出炉煤气，包括7焦 炉 气、粗氨水、 粗苯；8煤 焦 油；焦炭
①直接液化：煤与氢气生成液体燃料
②间接液化：煤先转化为一氧化碳和氢气，再在催 化剂作用下合成甲醇
① 定义：将煤转 化 为 9可燃性气体的过程
②主要反应的化学方程式：10C (s)+H O(g)
干馏-
气化-
液化
2. 煤的加工方法及产品
cO(g)+H (g)
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答案
高温
二、天然气的组成和利用
组成- →主要成分是[ CH
用作12 燃料
主要用于合成氨 和生产甲醇等
日常生活
利用
化工生产
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利用14石油中各组分沸点的不同进行分离的过程
将含碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为碳
原子数较少、沸点较低的烃的过程
裂解就是深度裂化
石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构
的重新调整，使15链状烃转化为16环状烃
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三、石油的组成和加工
组成一 → 由多种13碳氢化合物组成的混合物
分馏一
裂化-
裂解一
催化
重整
加工方法
四、以煤、石油、天然气为原料生产合成材料
1. 三大合成材料：[17] 塑料 、[18] 合成橡胶、[19] 合成纤维，这 三大合成材料，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。
状元随笔 化石燃料也称矿石燃料，其包括的天然资源为煤炭、石 油、天然气、可燃冰、页岩气等，是不可再生资源。
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答案
[即学即练]
1. 判断正误，正确的打“ √”,错误的打“×”。
(1)煤、石油、天然气的化学成分相同。( × )
(2)煤、石油和天然气是不可再生能源，也是新型清洁能源。(× )
(3)把煤加强热使之分解的过程叫煤的干馏。(× )
(4)化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一。(× )
(5)天然气的主要用途就是作燃料。(× )
(6)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴。( √ )
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2. 下列转化不属于煤或石油的综合利用的是( )
A. 将煤干馏制得煤焦油和焦炭
B. 在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料
C. 将煤变为煤饼作燃料
D. 将石油裂解制得乙烯等化工原料
答案：C
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3.下列说法错误的是( )
石油①→分馏产品②乙烯③CH BrCH Br
A. 石 油 主 要 是 由 烃 组 成 的 混 合 物
B.① 主要发生物理变化
C.② 包括裂化、裂解等过程
D.③ 是加成反应，产物名称是二溴乙烷
答案： D
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4. 下列说法正确的是( )
A. 煤是各种芳香烃组成的混合物
B. 煤是由非常复杂的无机物和有机物组成的化合物
C. 煤的干馏可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品，该过程属于 物理变化
D. 煤里主要含有碳及少量其他元素与矿物，但绝大多数都含硫， 在工业上，大量燃烧含硫煤是造成酸雨的主要原因之一
答案：D
解析：煤是由无机物和有机物组成的混合物，煤中并无各种芳香烃，而是其发 生化学变化以后的干馏产物煤焦油中含有芳香烃。煤中含有的硫在燃烧时转化为 SO , 会造成环境问题，故燃烧之前应进行脱硫处理。
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解析
答案
5. 我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这
对于改善环境、实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO 的排放 总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是 ( )
A. 将重质油裂解为轻质油作为燃料
B. 大规模开采可燃冰作为新能源
C. 通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D. 研发催化剂将CO 还原为甲醇
答案：D
解析：无论是重质油还是轻质油，燃烧时均会产生大量CO , 对 CO 排放量的 降低几乎无影响，A 项错误；可燃冰中的甲烷燃烧也会产生大量的CO ,B 项错误； 减少煤燃烧产生的污染与碳中和无关，C 项错误；将CO 转化为甲醇可促进碳中 和 ，D 项正确。
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答案
解析
核心素养
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目标 煤和石油的常见加工方法
[例] 下列说法错误的是( )
A. 通过煤的干馏，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产 品
B. 天然气属于纯净物，可用于合成氨等 状元随笔 C. 裂解气通入溴水，溴水褪色 煤的干馏在 D. 煤的气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径 工业上也叫 答案：B 煤的焦化。
解析：A项，煤的干馏是指煤在隔绝空气的条件下加强热，分解生成煤焦油、
焦炭、焦炉气等物质，正确；B 项，天然气的主要成分为CH , 还含有少量C H 等其他物质，是混合物，错误；C 项，裂解气中含有不饱和烯烃，能使溴水褪色， 正确；D 项，煤的气化和液化过程将煤转化成CO、H 、甲醇等，这些都属于高效 清洁燃料，正确。
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答案
解析
A. 仪 器W的名称：圆底烧瓶
B. 碎瓷片的作用：催化剂
C. 冷却水的流向：X 进 水 ，Y 出 水
D. 收集到的60～150 ℃的馏分为混合物
答案：D
解析：A 错，仪器W 的名称是蒸馏烧瓶。B 错，碎瓷片的作用是防止暴沸，不是 催化剂。C错，冷凝管中冷却水从下口通入，从上口流出，故X是出水口，Y是进 水口。D 对，石油分馏得到汽油、煤油、柴油等馏分，都是多种烃的混合物。
[提升1] 石油蒸馏装置如图所示，下列说法正确的是( )
温度计
W
石油 碎瓷片
X
Y
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答案
解析
产品回收、精制、改质
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[提升2] 我国的煤炭资源相对比较丰富，加快“煤制油”的发展， 对我国社会经济可持续发展有着深远的意义。下图是煤间接液化的典 型流程示意图。
汽油
煤油
柴油
燃料油
液化石油气←
H +CO
合成产品
煤气化
水蒸气
一石油
煤
(1)写出煤气化反应的化学方程式 思考说明煤气化的意义。
C+H O(g) CO+H 。 煤气化能够减少煤燃烧时的粉尘污染，提高煤燃 烧的效率，气化后的产品可以用于化工生产，提高煤的综合利用价值。
(2)如图中由石油获得相应产品的方法是什么 该方法是物理变化还 是化学变化 得到的各种分馏产品是纯净物吗
图中由石油获得相应产品的方法是分馏，属于物理变化，所得产品是混合物 。
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高温
(3)石油裂化是为了得到更多的汽油，裂化汽油可以使溴的四氯化碳 溶液褪色，其原因是什么
裂化汽油中含有烯烃，能与Br 发生加成反应，可以使溴的四氯化碳溶液褪色。
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干馏 蒸馏
分馏
原理 隔绝空气、高温 下使物质分解 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
目 的 获得煤或木材的 分解产物 使混合物中沸点较低的 组分挥发而达到分离或 提纯的目的
使多组分混合物分离
为两种或多种馏分而
达到分离的目的
产物 产物为混合物 产物为单一组分的纯净 物
产物为沸点相近的各
组分组成的混合物(
称为馏分)
反应 类型 化学变化 物理变化
物理变化
关键能力
“三馏”“二裂”的比较
1. “三馏”的比较
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状元随笔
两点提醒：1.蒸馏和分馏是物理变化，煤的焦化、气化和液化都是 化学变化。
2.石油的每种馏分仍为混合物。
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方法 原料 原理
目 的
裂化 重油 在一定条件下，将含 碳原子较多、沸点较 高的烃断裂为含碳原 子较少、沸点较低的 烃
提高轻质液体燃料
油的产量，特别是
提高汽油的产量
裂解 (深度裂化) 石油的分馏 产品 (包括石油气) 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 量的液态烃
获得乙烯、丙烯、
甲烷等重要化工基
本原料
关系 裂解是深度裂化
2. “二裂”的比较
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学考评价
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1. 下列关于化石燃料的加工说法正确的是( )
A. 石油裂化主要得到乙烯
B. 石油分馏是化学变化，可得到汽油、煤油
C. 煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气
D. 煤制煤气是物理变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径
答案：C
解析：石油裂化主要得到更多的液态轻质油，A 错误；石油的分馏是指在加热 条件下将石油分成不同沸点范围的产物的过程属于物理变化，B错误；煤的干馏 是将煤隔绝空气加强热的过程，其产物有焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气，C 正 确；由煤制取煤气的过程中，煤中的碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，两者 的混合物被称为“水煤气”,这个过程发生的是化学变化，D 错误。
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答案
解析
2. 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 C 0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
答案：D
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。
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答案
解析
3.下列说法不正确的是( )
A. 煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠
B. 煤可与水蒸气反应制成水煤气，水煤气的主要成分为CO 和H
C. 汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氢化合物
D. 以石油、煤和天然气为原料，可生产塑料、合成橡胶和合成纤 维
答案：C
解析：植物油是由C、H、O 三种元素构成的有机物，不属于碳氢化合物。
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答案
解析
4. 下图是实验室干馏煤的装置图，结合下图回答问题。
(1)指出图中仪器名称：
a 酒精喷灯；b 硬质玻璃管；
c 水槽_ ; d U 形管_。
(2)装置c的作用是将干馏生成的气体进行降温 和冷凝_, d中的液体有 粗氨水 和煤焦油 。 有机物可以通过 分 馏_的方法使其中的重 要成分分离出来。
(3)e 处点燃的气体是 焦炉气，火焰的颜 色是 _蓝_ 色。
(4)下列叙述错误的是C 。 A. 煤发生了化学变化
B. d中液体显碱性
C.d 中液体不分层
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答案
解析
气体 水煤气 天然气 液化 石油气 焦炉气
裂解气
主要 成分 H 、CO CH C H 、 C H H 、CH 、 C H 、CO
C H 、C H
C H 、CH
来源 炽热的炭 与水蒸气 反应 气 井 、 气田 石油 分馏 煤的干馏 (炼焦炉)
石油
裂解
练后感悟，
化工“五气”的比较
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