1、第一节自然资源的开发利用第一节自然资源的开发利用第第3 3课时课时 煤、石油和天然气的综合利用煤、石油和天然气的综合利用20192019新教材必修二第八章新教材必修二第八章学习目标：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”重点：煤、石油、天然气的组成和重点：煤、石油、天然气的组成和综合利用的途径综合利用的途径难点：煤、石油的综合利用途径难点：煤、石油的综合利用途径重点难点：重点难点：情境导入人类使用的主要能源煤石油天然气1.化石燃料又称矿石燃料，是一种烃或烃的衍生物的混合物，其包括的天然资源为煤、石
2、油和天然气等，利用率低2.不可再生资源，潜在着能源短缺的危机3.造成一系列环境问题，如全球变暖，酸雨、大气污染综合利用、提高利用率、减少环境污染1.煤的元素组成：煤是由煤是由 和少量无机物组成的复杂的和少量无机物组成的复杂的 。其组成元。其组成元素以素以 元素为主，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素。元素为主，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素。有机物碳混合物2.煤的综合利用途径：煤的综合利用途径主要有煤的综合利用途径主要有 ， 和和 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一、煤的综合利用煤工业的粮食1 煤的干馏焦化将煤隔绝空气加强热使它分解的过程焦炭出炉煤气煤焦油煤的干馏产品：出
3、炉煤气、煤焦油、焦炭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、化工原料气体燃料、化工原料粗氨水NH3、铵盐、铵盐氮肥氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯炸药、燃料、医药、农药、炸药、燃料、医药、农药、合成材料合成材料煤焦油苯、甲苯、二甲苯苯、甲苯、二甲苯酚类、萘酚类、萘医药、染料、农药、合成材料医药、染料、农药、合成材料焦炭沥青沥青碳素电极、筑路材料碳素电极、筑路材料碳碳冶金、燃料、合成氨冶金、燃料、合成氨表8-1 煤干馏的主要产品和用途2. 煤的气化将煤转化为含有将煤转化为含有COCO、H H2 2、CHCH4 4等可燃性气体等可燃性气体和和COCO2 2、
4、N N2 2等非可燃气体等非可燃气体的过程的过程C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 高温水煤气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 CO + 2H2 CH3OH（甲醇）一定条件2、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。1、煤的干馏是煤的蒸馏吗？不是。不是。煤的煤的干馏干馏是将固体煤碳（混合物）隔绝空气加强热，使之分解是将固体煤碳（混合物）隔绝空气加强热，使之分解产生其他物质产生其他物质的过程，是的过程，是化学变化化学变化，而，而蒸
5、馏蒸馏是是利用液体混合物中各组利用液体混合物中各组分分沸点的差异沸点的差异而将组分而将组分分离分离的过程，是的过程，是物理变化物理变化。煤的综合利用的途径的对比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，再液化分解反应出炉煤气煤焦油焦炭水煤气烃类、醇类和化学品很广泛燃料、化工原料燃料、化工原料小结： 2022年3月6日星期日新人教版201911二、天然气的综合利用天然气主要成分CH4海底可燃冰：CH4nH2O1. 清洁的化石燃料2. 日常生活中，用作燃料3. 化工生产中，用于合成氨和生产甲醇4. 合成
6、其他有机化合物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三、石油的综合利用1. 石油多种碳氢化合物组成的混合物，成分复杂石油工业的血液2.利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程叫 石油通过分馏可以得到 、 、 等轻质油；分馏的剩余部分粘稠、难挥发、分子量大的暗黑色液体是重油，也叫燃料油。 分馏汽油柴油煤油石油分馏示意图 石油气 汽油、煤油、柴油等 蜡油、润滑油 重油（沥青等）分馏产物轻质液体燃料石油的加工1分馏（物理变化）石油的加工2裂化（化学变化）重油重油通过通过催化裂化催化裂化可以裂
7、化为可以裂化为汽油汽油等轻质油，再进一步等轻质油，再进一步裂解裂解，可以获得，可以获得很多其他的重要很多其他的重要化工原料化工原料十六烷辛烷辛烯C16H34催化剂加热、加压C8H18 + C8H16C8H18辛烷C4H10丁烷C4H8丁烯 催化剂 加热、加压裂化石油的加工3裂解（化学变化）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丁烷甲烷丙烯裂解目前大多数石油产品仍作为
8、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3.3.生物质资源生物质资源的利用：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），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、乙醇、甲醇、甲烷）等。以及基本化工原料（如木炭、乙醇、甲醇、甲烷）等。2.2.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社会造成了巨大的环境压力环境压力1
9、.1.以煤、石油和天然气为原料，以煤、石油和天然气为原料，合成高分子材料合成高分子材料，如，如塑料塑料，合成合成橡胶，合成纤维橡胶，合成纤维，使人类在利用自然资源的进程中前进了一大步。，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，一次气化和冷凝与蒸馏原理相同，但多次汽化和冷凝混合物产物较纯，单一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”的比较本课总结 23随堂测：1. 下列过程属于物理变化的是（ ）A.煤的干馏 B.石油分馏 C.石油裂化 D.乙烯聚合2.判断下列说法是否正确煤是由
10、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（ ）。BXXXX3.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C 5、下列过程属于物理变化的是（ ）A.煤的干馏 B.石油分馏C.石油裂化 D.乙烯聚合6.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BB7.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
