《学霸笔记·同步精讲》第8章 化学与可持续发展 第1节 第2课时　煤、石油和天然气的综合利用（课件）高中化学人教版必修二

(共29张PPT)
第一节　自然资源的开发利用
第2课时　煤、石油和天然气的综合利用
第八章
2026
内容索引
01
02
03
自主预习·新知导学
合作探究·释疑解惑
课 堂 小 结
课 标 定 位
1.以煤、石油、天然气的开发利用为例,了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源的方法,认识化学对构建清洁低碳、安全高效的能源体系所发挥的作用。
2.结合石油化工等实例了解化学在生产中的具体应用;认识化学原理、化工技术对节能环保、清洁能源等产业发展的重要性。
素 养 阐 释
1.知道煤、石油、天然气的主要成分和用途。
2.能说出煤和石油综合利用的主要途径(煤的干馏、气化和液化,石油的分馏、裂化、裂解和催化重整等)。
3.知道合理使用煤、石油、天然气对人类发展的重要意义。
自主预习·新知导学
一、煤的综合利用
1.煤是由有机化合物和少量无机物组成的复杂混合物。其组成元素主要是碳元素,还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。
2.煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,工业上也叫煤的焦化。煤的干馏产物主要有焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭等,从煤的干馏产物中可获得重要的化工原料。煤的干馏属于化学变化。
3.煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程,主要反应的化学方程式为C+H2O(g) CO+H2。煤的气化属于化学变化。
4.煤的液化。
(1)直接液化:将煤与氢气作用生成液体燃料。
(2)间接液化:先将煤转化为CO和H2,然后再催化合成甲醇等液体。
【自主思考1】 通过煤的干馏可以得到煤焦油和粗苯,煤焦油中也含有苯。煤中是否含有苯 如何从煤焦油中分离出苯
提示:煤中没有苯。可用分馏的方法从煤焦油中分离出苯。
二、天然气的综合利用
1.天然气是一种清洁的化石燃料。
甲烷燃烧的化学方程式为CH4+2O2 CO2+2H2O。
2.作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇等。
三、石油的综合利用
1.石油的组成。
石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。主要组成元素是碳和氢。
2.石油的综合利用。
3.以煤、石油、天然气为原料,通过化学反应获得许多性能优异的
合成高分子材料。随着这些材料的大量生产和使用,急剧增加的废弃物也给人类社会造成了巨大的环境压力。
【自主思考2】 石油是混合物,石油分馏得到的汽油是纯净物吗 通过裂化得到的汽油和通过分馏得到的汽油是同种物质吗 为什么
提示:石油分馏得到的汽油是沸点接近的多种烷烃的混合物,而裂化得到的汽油中除烷烃外还有烯烃,两者成分不同,性质有差别。通常前者称作直馏汽油,后者称作裂化汽油。
【效果自测】
1.判断正误,正确的画“√”,错误的画“×”。
(1)煤就是碳,属于无机物。(　　)
(2)煤通过分馏可以得到焦炭、煤焦油等重要产品。(　　)
(3)煤的液化和气化属于物理变化。(　　)
(4)天然气水合物又叫“可燃冰”,是21世纪的高效清洁能源。(　　)
(5)石油分馏得到的汽油、煤油等仍然是多成分组成的混合物。(　　)
(6)石油裂解的目的是获得更多的汽油。(　　)
(7)目前多数石油产品如汽油、煤油、柴油等仍主要用作燃料。(　　)
(8)利用煤、石油、天然气通过化学反应可生产塑料、合成橡胶、合成纤维等高分子材料。(　　)
×
×
×
√
√
×
√
√
2.石油被称为“国民经济的血液”,它既是重要的战略资源和能源,也是十分重要的化工原料。请回答下列问题:
(1)请将石油产品:①汽油、②柴油、③煤油、④沥青、⑤液化石油气,按其组成物质分子中碳原子数递增的顺序排列　　　　　　　　　　(用序号表示)。
(2)乙烯是石油裂解的主要产物之一,将乙烯通入溴的四氯化碳溶液中,观察到的现象是　　　　　　　　　　　　　　　　,其反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　　　　。乙烯在一定条件下发生加聚反应的化学方程式是　　　　　　　　　　　,其产物的名称是　　　　。
答案:(1)⑤①③②④
(2)溴的四氯化碳溶液褪色
Br2+CH2=CH2→CH2Br—CH2Br
nCH2=CH2
聚乙烯　
合作探究·释疑解惑
探究任务1
煤的干馏
【问题引领】
煤是古代植物埋在地下经历了复杂的化学变化逐渐形成的固体可燃性矿物,主要是由碳元素组成,还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素。按形成阶段和煤化程度的不同,煤可分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤。
煤,被誉为“黑色的金子”“工业的粮食”,
它是18世纪以来人类使用的主要能源之一。
1.燃煤产生的SO2进入大气中会污染大气,同时SO2也是形成酸雨的主要因素。向燃煤中加入石灰石作脱硫剂,最终可将煤中的硫转化为硫酸钙,从而大大减少SO2的排放。请写出有关反应的化学方程式。
2.将煤转化为水煤气,可提高煤的燃烧效率,并可有效减少污染。写出主要反应的化学方程式,并说明属于哪种基本类型的反应。
【归纳提升】
煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使煤分解的过程。干馏属于化学变化。煤干馏的主要产品和用途如下表所示:
煤焦油主要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。
【典型例题】
【例题1】 煤的气化是煤高效、洁净利用的方向之一。某地煤样生产的煤气组成及体积分数随温度变化的曲线如图所示。由图可知该煤气中(　　)。
A.只含有碳、氢两种元素
B.所含的有机物是CH4、CnHm、CO
C.CO的体积分数小于CH4的体积分数
D.氢气的体积分数最大
答案:C
解析:煤气中还有氧元素,A项错误;CO是无机物,B项错误;氢气的体积分数与温度有关,D项错误。
了解常见工业气体的成分有助于认识工业生产原理。
【变式训练1】 下列有关煤的说法正确的是(　　)。
A.煤中含有苯、二甲苯等重要化工原料
B.煤的干馏和煤的气化都是物理变化
C.煤由有机物和少量无机物组成,煤的液化是化学变化
D.煤主要含有碳和氢两种元素,同时还含有少量的硫、氧、氮等元素
答案:C
解析:煤主要含有碳元素,同时还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素;煤由有机物和少量无机物组成,煤通过干馏可获得苯、二甲苯、焦炉气等物质,煤的干馏、气化和液化都是化学变化。
一般物质的三态变化是状态发生了变化,属于物理变化;而煤的气化和液化则不同,两者都发生了化学反应。
【问题引领】
探究任务2
石油的综合利用途径
北宋科学家沈括在《梦溪笔谈·石油》中记载:“鄜、延境内有石油,旧说‘高奴县出脂水’,即此也……颇似淳漆,然之如麻,但烟甚浓……试扫其煤以为墨,黑光如漆,松墨不及也……盖石油之多,生于地中无穷,不若松木有时而竭。”
1.材料中说明了石油的哪些用途
提示:燃料、制墨。
2.沈括认为石油作为资源有什么优越性 你赞成他的看法吗 说明理由。
提示:沈括认为石油取之不尽,用之不竭。不赞成,因为石油的储量是有限的。
【归纳提升】
裂化和裂解的原理相同,裂解所需的温度比裂化温度更高,因此裂解又称为深度裂化。裂化和裂解的目的不同,裂化的主要目的是提高汽油的产量和质量;裂解的主要目的是获得乙烯、丙烯、甲烷等基本化工原料。
【典型例题】
【例题2】 下列说法正确的是(　　)。
A.石油中含有多种成分的烷烃,通过分馏可以得到汽油、煤油、柴油等多种纯净物
B.经过催化裂化得到的汽油可用于提取碘溶液中的碘
C.石油裂解的目的是获得乙烯、丙烯、甲烷等基本化工原料
D.用石油为原料通过结构调整可以获得苯、甲苯等环状饱和烃
答案:C
解析:石油通过分馏得到的汽油、煤油、柴油等仍然是混合物,A项错误。经过催化裂化得到的汽油含有烯烃,能与碘发生加成反应,不能用于提取碘溶液中的碘,B项错误。苯和甲苯属于环状不饱和烃,D项错误。
【变式训练2】 下列试剂中可以用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的是(　　)。
A.乙醇 B.溴的四氯化碳溶液
C.NaOH溶液 D.盐酸
答案:B
解析:裂化汽油中含有不饱和烃,可与溴发生加成反应生成无色物质,故可用溴的四氯化碳溶液鉴别,B项正确。乙醇、NaOH溶液、盐酸不能区分直馏汽油和裂化汽油,A、C、D项错误。
直馏汽油和裂化汽油的成分不同。直馏汽油的成分主要是饱和烃,不含烯烃,不与Br2、I2等发生加成反应;裂化汽油中含有烯烃,能与Br2、I2等发生加成反应,能使酸性KMnO4溶液褪色。
课 堂 小 结