資源簡(jiǎn)介

(共21張PPT)
第八章 化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展
第一節(jié) 自然資源的開(kāi)發(fā)利用
第1課時(shí) 煤和天然氣
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1、了解煤、天然氣的組成及其綜合利用。
2、了解以煤、天然氣為原料生產(chǎn)合成材料。
3、了解依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及其變化綜合利用資源和能源
的方法。
【重難點(diǎn)】
煤的綜合利用及其涉及到的反應(yīng)
煤
石油
天然氣
目前，煤、石油和天然氣是人類使用的主要能源、重要化工原料；
三者為不可再生能源，如何實(shí)現(xiàn)化石燃料的綜合利用，提高利用率，減少化石燃料燃燒所造成的環(huán)境污染，是人類面臨的重大挑戰(zhàn)。
譽(yù)為“工業(yè)的血液”
譽(yù)為“工業(yè)的糧食”
導(dǎo)
一、煤的組成和綜合利用
2、煤與炭的區(qū)別
形成方式不同：
煤是古時(shí)的動(dòng)植物長(zhǎng)時(shí)間埋在地下，由高溫、變質(zhì)等物理、化學(xué)變化得到的產(chǎn)物；
炭是將木材隔絕空氣燒而成的黑色固體。
1、煤的組成（包括元素）
劃課本！！！
本質(zhì)不同：
煤是可燃燒的沉積巖；
炭有木炭、焦炭?jī)煞N。
3、煤的綜合利用
煤直接作燃料——利用率低并污染環(huán)境；
煤的綜合利用的主要途徑是：煤的干餾、煤的氣化、煤的液化，
目的是獲得潔凈的燃料和多種化工原料。
思
前8分鐘
后5分鐘
1、煤的干餾、氣化、液化屬于什么變化？概念以及
涉及相關(guān)方程式有哪些？
2、煤、炭有什么區(qū)別？
3、天然氣的主要成分是什么？
4、干餾、分餾、蒸餾有什么區(qū)別？
閱讀課本102頁(yè)，回答下列問(wèn)題：
完成相應(yīng)的練習(xí)題
存在的疑問(wèn)寫在【我有問(wèn)題要問(wèn)】
(1) 煤、石油和天然氣是不可再生能源 ( )
(2) 煤俗稱煤炭，因此可看作碳元素形成的單質(zhì)(　　)
(3) 將煤在空氣中強(qiáng)熱分解的過(guò)程為煤的干餾 ( )
(4) 煤里主要含碳及少量的其他元素，但絕大多數(shù)都含硫，工業(yè)
上大量燃燒含硫燃料會(huì)形成“酸雨”( )
(5) 在一定條件下，煤可以和氫氣直接反應(yīng)生成液體燃料 (　　)
(6) 煤的氣化和液化都是物理變化 (　　)
(7) 把煤加強(qiáng)熱使之分解的過(guò)程為煤的干餾(　　)
判斷正誤
√
×
√
×
×
×
√
①煤的干餾必須隔絕空氣，否則會(huì)使分解出來(lái)的成分燃燒。
②煤的干餾能夠減少燃燒污染，提高燃煤的熱效率，且能從煤中提取有價(jià)值的化工原料。
③煤的干餾過(guò)程中發(fā)生的主要是化學(xué)變化，而蒸餾的過(guò)程發(fā)生的是物理變化。
評(píng)
一、煤的綜合利用
① 煤的干餾：屬于_____變化；定義：_______________________；
得到的主要產(chǎn)物:______、_____ 、_____ 、________ 、_______；
化學(xué)
煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之
分解的過(guò)程
焦?fàn)t氣
粗氨水
粗苯
煤焦油(液)
焦炭(固)
②煤的氣化：屬于_____變化；定義：_____________________；
涉及的反應(yīng)方程式：________________________
水煤氣的主要成分：___________
③煤的液化:屬于_____變化；分類：________和_________；
把煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為
可燃性氣體的過(guò)程
化學(xué)
C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)
高溫
CO、H2
化學(xué)
直接液化
間接液化
直接液化：
煤與氫氣作用生成液體燃料
間接液化：
先轉(zhuǎn)化為CO和H2，再在催化劑作用合成甲醇
CO + 2H2 CH3OH（甲醇）
一定條件
實(shí)現(xiàn)煤的清潔利用，并且可以生產(chǎn)化工原料
方法 變化類別 處理過(guò)程 產(chǎn) 物
煤的干餾
煤的氣化
直接液化
間接液化
煤的干餾、氣化、液化對(duì)比
化學(xué)變化
化學(xué)變化
化學(xué)變化
化學(xué)變化
粗苯等多種化工原料
將煤轉(zhuǎn)化為
可燃性氣體
水煤氣
煤與氫氣作用生成
液體燃料
先轉(zhuǎn)化成CO和H2
隔絕空氣高溫分解
甲醇
干餾 蒸餾 分餾
原理
產(chǎn)物
反應(yīng)類型
隔絕空氣、高溫下使物質(zhì)分解
根據(jù)液態(tài)混合物中各組分沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離
與蒸餾原理相同
產(chǎn)物為混合物
產(chǎn)物為單一組分的純凈物
產(chǎn)物為沸點(diǎn)相近的各組分組成的混合物
化學(xué)變化
物理變化
物理變化
化學(xué)“三餾”的比較
二、天然氣的綜合利用
天然氣是古生物遺骸長(zhǎng)期沉積地下,經(jīng)慢慢轉(zhuǎn)化及變質(zhì)裂解而產(chǎn)生的
氣態(tài)碳?xì)浠衔?
天然氣
CH4
主要成分
應(yīng)用
清潔燃料
化工原料
合成氨
合成甲醇
合成兩碳或多碳有機(jī)物
天然氣水合物
天然氣水合物是天然氣與水在高壓、低溫條件下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)，主要成分是甲烷水合物，其組成可表示為：
CH4 nH2O，甲烷分子處于多個(gè)水分子形成的籠中，天然氣水合物的外觀像冰，具有可燃性，故又被稱為：“可燃冰”。
清潔燃料：燃燒時(shí)能產(chǎn)生高熱值、且不污染環(huán)境的燃料
如：氫氣、液化石油氣、甲醇、乙醇
【小結(jié)】
煤的綜合利用的意義：
① 減少污染物的排放；② 提高煤燃燒的效率：煤的氣化、液化都是使煤變成清潔能源
的有效途徑，煤的燃燒效率也有很大的提高。
③ 獲得重要的化工原料：通過(guò)煤的干餾，獲得大量重要的化工原料。
官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化
1、烷烴 → 鹵代烴
烯烴 → 鹵代烴
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
光照
炔烴→ 鹵代烴
CH2=CH2 + Br2 → CH2BrCH2Br
CH2=CH2 + HCl CH3CH2Cl
催化劑
CH≡CH + HCl CH2═CHCl
CH2═CHCl + HCl CH3CHCl2 / CH2ClCH2Cl
催化劑
催化劑
2、烯烴→ 烷烴
CH2=CH2 + H2 CH3CH3
催化劑
炔烴→ 烷烴
CH≡CH + 2H2 CH3－CH3
催化劑
4、烯烴→ 醇
CH2=CH2＋H2O CH3CH2OH
3、醇 → 烯烴
CH3CH2OH CH2= CH2↑ + H2O
濃硫酸
170℃
酯→ 醇
5、醇→ 酯
CH3COOH＋CH3CH2OH CH3COOCH2CH3＋H2O
濃硫酸
△
CH3COOCH2CH3＋H2O CH3COOH ＋ CH3CH2OH
△
H+
6、醇→ 醛
2CH3CH2OH＋O2 2CH3CHO＋2H2O
7、醇→ 羧酸
C2H5OH CH3COOH
K2Cr2O7(H+)
或KMnO4(H+)
已知D是有香味且不溶于水的油狀液體；E的產(chǎn)量可以用來(lái)衡量一個(gè)國(guó)家的石油化工發(fā)展水平。請(qǐng)寫出A、B、C、D和E的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。
A、CH3CH2OH B、CH3CHO C、CH3COOH
D、CH3COOC2H5 E、CH2=CH2
課堂檢測(cè)
1、下列說(shuō)法不正確的是（ ）
A．煤的氣化、液化和干餾都是化學(xué)變化
B．天然氣的主要成分甲烷在高溫下可分解為炭黑和氫氣
C．乙烯為不飽和烴，分子中 6 個(gè)原子處于同一平面
D．在催化劑作用下利用太陽(yáng)能光解水可以制取氫氣，該反應(yīng)放出熱量
D
2、下列有關(guān)煤的敘述正確的是（ ）
A．煤是由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜的混合物，
主要含碳、氫元素
B．煤在空氣中加強(qiáng)熱可得焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣
C．推廣使用煤液化和氣化技術(shù)，可減少二氧化碳等
溫室氣體的排放
D．煤的氣化的主要反應(yīng)是
A
本課結(jié)束
下節(jié)提示：
第八章 石油的綜合利用

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