1、第三课时 煤、石油和天然气的综合利用第八章 化学与可持续发展第一节自然资源的开发利用【学习目标】学习目标1.了解煤、石油和天然气的组成及综合利用。2.知道节约能源及防止污染的重要性，培养出关注社会可持续发展的“科学态度及社会责任”一、化石燃料煤石油天然气非可再生资源重要的化工原料综合利用、提高利用率、减少环境污染二、煤的综合利用 【阅读课本102页，回答问题】 1、迄今为止，人类使用的主要的能源是什么？ 2、化石燃料的综合利用的主要意义是什么？ 3、煤的组成是什么？煤、石油、天然气提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，其组成元素以碳为主，还含有少量氢
2、、氧、氮、硫等元素。煤的干馏煤的气化煤的液化煤直接作燃料 利用率低并污染环境二、煤的综合利用2.1 煤的干馏焦化煤焦油出炉煤气焦炭二、煤的综合利用将煤隔绝空气加强热使它分解的过程煤的干馏产物：出炉煤气、煤焦油、焦炭2.1 煤的干馏焦化干馏产物主要成分主要用途出炉煤气焦炉气H2、CH4、乙烯、CO气体燃料、化工原料粗氨水NH3、铵盐氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯炸药、燃料、医药、农药、合成材料煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚类、萘医药、染料、农药、合成材料焦炭沥青碳素电极、筑路材料碳冶金、燃料、合成氨二、煤的综合利用 CO + 2H2 CH3OH（甲醇）一定条件2.2 煤的气化将煤转化为可燃性气体的过程2.3
3、 煤的液化直接液化： 使煤与氢气作用生成液体燃料间接液化： 先转化为CO和H2，然后在催化剂作用下合成甲醇主要反应： C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 高温水煤气【思考与交流】煤的气化、液化是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？为什么？不是，物质三态之间的变化是物理变化，煤的气化、液化是化学变化。列表比较煤的综合利用的途径的区别。2022年3月6日星期日新人教版2019煤综合利用的主要途径原理主要反应产品用途煤的干馏煤的气化煤的液化隔绝空气加强热煤在高温下与水蒸气反应煤在氢气和催化剂作用下，裂化；先气化，再液化烃类、醇类和化学品分解反应出炉煤气煤焦油焦炭水煤气很广泛燃料、化工原料
4、燃料、化工原料煤的综合利用总结 2022年3月6日星期日新人教版201911三、天然气的综合利用 天然气主要成分CH4海底可燃冰：CH4nH2O日常生活中，用作燃料；化工生产中，用于合成氨和生产甲醇。CH4 + 2O2点燃2H2O + CO2CH4高温C + 2H2CH4 + H2O(g)催化剂一定条件CH3OH + H2天然气水合物天然气水合物四、石油的综合利用1. 石油多种碳氢化合物组成的混合物石油工业的血液2022年3月6日星期日新人教版201916 经过地质普查，在我国960万平方公里的土地上，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
5、%。地质学家估计我国陆上石油的储量大约为3101161011吨。 我国还有1.8104km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1.0107km2。据我国专家估计，我国近海石油的储量约为2101151011吨，国外人士估计为2101191011吨。资料在线四、石油的综合利用1. 石油多种碳氢化合物组成的混合物物理性质： 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。2. 石油的加工分馏（物理方法） 概念：通过加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物。烃的沸点：随碳原子数目增多而增大2022
6、年3月6日星期日新人教版201919石油 常压分馏石油气(C1C4) 低于20汽油(C5C12) 20-200煤油(C12C16) 175-275柴油(C15C18)250-400重油（沥青等）(C20以上) 润滑油(C16C20) 高于35025%75%石油分馏示意图2. 石油的加工分馏（物理方法）分馏产物： 石油气 汽油、煤油、柴油等 蜡油、润滑油 重油（沥青等）轻质液体燃料2. 石油的加工裂化（化学变化） 概念：在一定条件下（加热、催化剂），把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。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、石蜡裂化的目的:
7、提高轻质液体燃料的产量，特别是提高汽油的产量。2. 石油的加工裂化例如：十六烷辛烷辛烯C16H34催化剂加热、加压C8H18 + C8H16C8H18辛烷C4H10丁烷C4H8丁烯 催化剂 加热、加压2. 石油的加工裂解 概念：采用比裂化更高的温度，使其中相对分子质量较大的烃断裂成乙烯、丙烯等小分子烃（小分子烃是有机化工的重要原料）裂解的主要产物：乙烯、丙烯等。CCHHHHCCH3CHHHC4H10催化剂加热、加压C2H6 + C2H4丁烷乙烷乙烯C4H10催化剂加热、加压CH4 + C3H6丁烷甲烷丙烯2022年3月6日星期日新人教版201926分馏与裂化、裂解的对比方法石油的分馏石油的裂化
8、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目前大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石油的综合利用化学与可持续发展3.生物质资源的利用：利用物理、化学和生物方法将生物质资源转化为材料（如木材、纸张）、燃料（如生物乙醇、生物柴油），以及基本化工原料（如木炭、乙
9、醇、甲醇、甲烷）等。2.随着合成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1.以煤、石油和天然气为原料，通过化学反应获得许多性能优异的合成高分子材料，使人类在利用自然资源的进程中前进了一大步。干馏蒸馏分馏原理产物反应类型隔绝空气、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化学变化物理变化物理变化化学“三馏”的比较高炉煤气水煤气 天然气液化石油气焦炉气裂解气主要成分CO、CO2H2、COCH4C3H8、C4H10H2、CH4、C2H4、COC2H4、C3H6、C4H8、CH4
10、化学“六气”的主要成分总结 2022年3月6日星期日新人教版201931课堂练习 煤是由碳元素组成的单质。() 煤的气化和液化属于物理变化。() 石油分馏可以得到沸点不同的纯净物。() 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。() 判断正误1.下列关于乙烯和聚乙烯的叙述不正确的是（ ）A. 乙烯常温下是气体，为纯净物；聚乙烯常温下是固体，为混合物B. 乙烯的化学性质比聚乙烯活泼C. 取等质量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的质量分别相等D. 取等物质的量的乙烯和聚乙烯完全燃烧后，生成的CO2和H2O的物质的量分别相等D2、下列过程属于物理变化的是（ ）A.
11、煤的干馏 B.石油分馏C.石油裂化 D.乙烯聚合2022年3月6日星期日新人教版201934B3.关于煤和石油的综合利用，下列说法正确的是（ ） A.煤中含有甲苯、二甲苯等有机物，可以通过干馏得到 B.以煤为主要原料，可以合成甲醇 C.石油裂化的目的是获取短链不饱和气态烃 D.石油裂化生产的汽油不能使溴水褪色B4、某研究性小组为了探究石蜡油分解产物，设计了如下实验方案。下列说法错误的是（ ） A.石蜡是石油减压蒸馏的产物 B.碎瓷片加快了石蜡油的分解 C.酸性高锰酸钾溶液褪色说明生成了乙烯 D.溴的四氯化碳溶液褐色是因为发生了加成反应2022年3月6日星期日新人教版201935C5.关于煤和石油的综合利用，下列说法正确的是（ ）A.煤中含有甲苯、二甲苯等有机物，可以通过干馏得到B.以煤为主要原料，可以合成甲醇C.石油裂化的目的是获取短链不饱和气态烃D.石油裂化生产的汽油不能使溴水褪色B6.下列说法正确的是（ ）A.汽油与水不相溶，可以用裂化汽油萃取溴水中的溴B.石油含有烷烃、环烷烃、芳香烃，煤含有苯、甲苯、二甲苯等有机物C.煤的气化、液化是使煤变成清洁能源、减小环境污染的有效途径D.沸点范围：汽油煤油柴油重油C好好学习，天天向上！
