資源簡介

(共24張PPT)
第八章 化學與可持續發展
第一節 自然資源的開發利用
8.1.3煤、石油和天然氣的綜合利用
學習目標
1.了解煤、石油和天然氣的組成及綜合利用。
2.知道節約能源及防止污染的重要性，建立可持續發展意識和綠色化學觀念，并能對與此有關的社會熱點問題做出正確的價值判斷
課堂導入
化石燃料人類使用的主要能源及重要的化工原料
優點: 提供能量、化工原料；缺點: 不可再生、環境污染
煤
石油
天然氣
一、煤的綜合利用
（1）煤的組成
有機物+少量無機物組成的復雜混合物
主要元素 其他元素
氧化物會造成環境問題
CO2會加劇溫室效應
C
H、O、N、S 等
煤直接作燃料——利用率低并污染環境。
一、煤的綜合利用
①煤的干餾：將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程，工業上也叫煤的焦化
黑褐色粘稠的油狀物生成，這是煤焦油
成分：苯、甲苯、二甲苯等
點燃，導管尖嘴處有淡藍色火焰。
出爐煤氣：氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳
玻璃管中的煙煤粉最后變成黑灰色固體物質這是焦炭
表8-1 煤干餾的主要產品和用途
干 餾 產 品 主 要 成 分 主 要 用 途
出爐煤氣 (氣) 焦爐氣 氫氣、甲烷、乙烯、 一氧化碳 氣體燃料、化工原料
粗氨水 氨、銨鹽 氮肥
粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸藥、染料、醫藥、農藥、合成材料
煤 焦 油 (液) 苯、甲苯、二甲苯 酚類、萘 染料、醫藥、農藥、合成材料
瀝青 筑路材料、制碳素電極
焦 炭(固) 碳 冶金、合成氨造氣、電石、燃料
一、煤的綜合利用
②煤的氣化：將煤轉化為可燃性氣體的過程
主要反應是：
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
高溫
水煤氣（管道煤氣）
③煤的液化：將煤轉化為液體燃料的過程，包括直接液化和間接液化
◆直接液化:
煤與氫氣作用生成液體燃料。
◆間接液化:
先轉化為CO和H2，再在催化劑作用合成甲醇等。
C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g)
高溫
CO + 2H2 CH3OH（甲醇）
一定條件
一、煤的綜合利用
（2）煤的綜合利用
煤的干餾
煤的氣化
煤的液化
都屬于化學變化
二、天然氣的綜合利用
（1）主要成分：甲烷，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷等
（2）綜合利用：
天然氣水合物主要成分是甲烷水合物，其組成可表示為CH4·nH2O
又稱可燃冰
天然氣水合物海底:可燃冰(CH4·nH2O)
三、石油的綜合利用
（1）組成：由多種碳氫化合物組成的混合物
（2）綜合利用：
石油分餾
石油裂化
石油裂解
催化重整
石油的分餾是物理變化，獲得的是輕質油（混合物）
石油氣(C1～C4)
汽油(C5~C12)
煤油(C12~C16)
柴油(C15~C18)
重油(C20以上)
原油
脫鹽脫水
石油
常壓分餾
柴油、燃料油、石蠟、潤滑油、瀝青
減壓分餾
輕質液體燃料
三、石油的綜合利用
②石油的分餾：利用石油中各組分沸點的不同進行分離的過程叫做分餾
石油氣
瀝青
汽油
煤油
柴油
潤滑油
溶劑油
分餾塔
直餾汽油
化學變化
C16H34 C8H18+C8H16
催化劑
加熱、加壓
烷烴
烷烴
烯烴
裂化的主要產物：汽油、煤油、柴油、潤滑油等
三、石油的綜合利用
②石油的裂化：將重油裂化為汽油，提高輕質液體燃料的產量
三、石油的綜合利用
③石油的裂解：裂化后再進一步裂解
C4H10
丁烷
CH4
甲烷
＋
C3H6
丙烯
催化劑
加熱、加壓
C2H6
乙烷
C4H10
丁烷
＋
C2H4
乙烯
催化劑
加熱、加壓
C8H18
辛烷
C4H10
丁烷
＋
C4H8
丁烯
催化劑
加熱、加壓
獲得乙烯、丙烯、甲烷、丁二烯等重要化工基本原料
化學變化
④催化重整：通過結構的調整，使鏈狀烴轉化為環狀烴，獲得苯、甲苯
【思維拓展】
什么叫裂化汽油和直餾汽油？怎么鑒別它們？
通過分餾得到的汽油叫直餾汽油，直餾汽油中沒有不飽和烴。
通過裂化得到的汽油叫裂化汽油，裂化汽油中含有不飽和烴。
鑒別它們可以使用溴水，能使溴水褪色的為裂化汽油，不能使溴水裉色的為直餾汽油。
三、石油的綜合利用
目前大多數石油產品仍作為燃料使用，只有一部分轉化為化工、紡織、建材、醫藥、日用化學品等行業的基本原料
煤、石油和天然氣的綜合利用
煤的組成及其綜合利用
天然氣的組成及其綜合利用
石油的組成及其綜合利用
合成高分子材料
煤的干餾
煤的氣化
煤的液化
石油的分餾
石油的裂解
催化重整
塑料
合成橡膠
干餾 蒸餾 分餾
原理
產物
反應類型
隔絕空氣、高溫下使物質分解
根據液態混合物各組分沸點不同分離
與蒸餾原理相同
產物為混合物
產物為單一組分的純凈物
產物為沸點相近的各組分組成的混合物
化學變化
物理變化
物理變化
化學“三餾”的比較
高爐 煤氣 水煤氣 天然氣 液化石油氣 焦爐氣 裂解氣
主要成分
CO、CO2
H2、CO
CH4
C3H8、C4H10
H2、CH4、C2H4、CO
C2H4、C3H6、C4H8、CH4
化學“六氣”的主要成分
(1)石油的分餾為物理變化，獲取的各種產品為混合物(　　)
(2)石油的裂化和裂解原理相同，目的也相同(　　)
(3)裂化汽油不能用作提取溴的萃取劑(　　)
(4)含4個碳原子的烷烴，經催化裂解后，只能生成2種氣態烴(　　)
(5)石油在加熱和催化劑的作用下，可通過結構重整，獲取苯、甲苯等環狀烴(　　)
(6)許多性能優異的合成高分子材料的原料為煤、石油和天然氣(　　)
√
×
√
×
√
√
1.下列說法不正確的是(　　)
A.煤的干餾是化學變化
B.煤液化后可以得到甲醇等液體燃料
C.煤經氣化和液化兩個物理變化過程，可變為清潔能源
D.根據煤的干餾產品，可推知煤中含有C、H、O、N等元素
√
化學變化
焦爐氣(H2、CH4、C2H4、CO)、煤焦油(苯、甲苯、酚等)、粗氨水、粗苯和焦炭
2.下列說法正確的是
A.石油的分餾、裂化、裂解均屬于化學變化
B.煤的干餾、氣化、液化均屬于物理變化
C.汽油、煤油、柴油、聚乙烯均是純凈物
D.石油在加熱和催化劑的作用下可使烴分子重整生成苯、甲苯等有機物
√
裂化、裂解均屬于化學變化，分餾屬于物理變化
三者均有新物質生成，屬于化學變化
以上均為是混合物
3.(2022·山東濟寧高一期末)我國在“煤變油”技術上已取得了重大突破，達到5噸煤可以合成1噸成品油的水平。下列敘述錯誤的是
A.煤是復雜的混合物，其組成以碳元素為主
B.“煤變油”的方法之一是使煤與H2作用生成液態有機物
C.煤之所以能變“油”，是因為煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油
D.煤變成成品油需要經過一系列工藝流程，發生復雜的物理、化學變化才能實現
√
“煤變油”是使煤與H2作用生成液態有機物，而不是因為煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油。

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