資源簡介

(共31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
第3課時　煤、石油和天然氣的綜合利用
金屬礦物
海水資源
化石燃料
[學習目標]
1.了解煤、石油、天然氣的組成及綜合利用(重、難點)。
2.了解節約能源及防止污染的重要性(重點)。
引入新課
迄今為止，人類使用的主要能源？
化石燃料綜合利用的主要意義？
煤、石油、天然氣
提高利用率，減少化石燃料燃燒所造成的環境污染
一、煤的綜合利用
1. 煤的組成
煤
物質組成：由有機物和少量無機物組成的復雜混合物
元素組成：主要為C元素，還含有少量H、O、N、S等元素
③液化
直接液化：使煤與氫氣作用生成液體燃料
間接液化：煤 CO和H2 甲醇等
①干餾
定義：將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程
主要產品：焦爐氣、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭
②氣化
定義：將煤轉化為可燃性氣體的過程
主要反應：
2. 煤的綜合利用
一、煤的綜合利用
煤的氣化、液化是物質三態之間的變化嗎？為什么？
思考
一、煤的綜合利用
不是，物質三態之間的變化是物理變化，煤的氣化、液化是化學變化。
固
液
氣
熔化
凝固
汽化
液化
凝華
升華
1.判斷正誤
(1)把煤加強熱使之分解的過程為煤的干餾(　　)
(2)煤俗稱煤炭，因此可看作碳元素形成的單質(　　)
(3)煤中含粗苯、煤焦油等物質，可通過蒸餾獲取苯、甲苯等芳香烴(　　)
(4)在一定條件下，煤可以和氫氣直接反應生成液體燃料(　　)
(5)煤的氣化和液化都是物理變化(　　)
×
√
×
×
×
一、煤的綜合利用
應用體驗
應用體驗
2.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
√
一、煤的綜合利用
二、石油與天然氣的綜合利用、合成高分子材料
1. 天然氣的綜合利用
(1)主要成分：CH4
(2)綜合利用
清潔的化石燃料
化工原料
合成氨
生產甲醇
合成多碳有機物
天然氣開采
天然氣爐灶
可燃冰
CH4
CH3OH
2. 石油的綜合利用
(1)石油的組成：由多種碳氫化合物組成的混合物
(2)石油的綜合利用
分餾、裂化、裂解、催化重整
二、石油與天然氣的綜合利用、合成高分子材料
分餾
原理
利用各組分沸點不同進行分離
產品
常壓：石油氣、汽油、煤油、
柴油、重油
減壓：柴油、燃料油、石蠟、
潤滑油、瀝青
①
裂化
②
目的：提高汽油的產量
原理：
C16H34
十六烷
C8H18＋C8H16
辛烷　辛烯
二、石油與天然氣的綜合利用、合成高分子材料
裂解
③
目的：生產乙烯等氣態化工原料
原理：
C8H18
辛烷
C4H10＋C4H8
丁烷　丁烯
C4H10
丁烷
C2H6＋C2H4
乙烷　乙烯
C4H10
丁烷
CH4＋C3H6
甲烷　丙烯
催化重整
④
目的：使鏈狀烴轉化為環狀烴
產品：苯或甲苯等化工原料
二、石油與天然氣的綜合利用、合成高分子材料
生活中汽車的車用燃料一般為裂化汽油，這種汽油和直餾汽油在組成上的區別是直餾汽油主要是飽和烴的混合物，裂化汽油中含不飽和烴。如何鑒別它們？
思考1
二、石油與天然氣的綜合利用、合成高分子材料
各取少許于試管中，加入溴的四氯化碳溶液，不褪色的是直餾汽油，褪色的是裂化汽油。
3. 化石能源與合成高分子材料
(1)三大合成高分子材料：
塑料、合成橡膠、合成纖維
(2)以煤、石油、天然氣為原料合成高分子材料。
例如：
①乙烯制聚乙烯：
②丙烯制聚丙烯：
二、石油與天然氣的綜合利用、合成高分子材料
目前，多數石油產品仍作為燃料使用，如把石油產品用來合成高分子材料，其價值將成倍提升，試寫出用汽油[主要成分為辛烷(C8H18)]為原料生成聚乙烯塑料的合成原理。
二、石油與天然氣的綜合利用、合成高分子材料
思考2
1.判斷正誤
(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)含4個碳原子的烷烴，經催化裂解后，只能生成2種氣態烴(　　)
(4)許多性能優異的合成高分子材料的原始原料為煤、石油和天然氣(　　)
×
√
×
√
應用體驗
二、石油與天然氣的綜合利用、合成高分子材料
2.(2022·福建泉州第六中學高一期中)下列說法正確的是
A.石油的煉制過程都是化學變化
B.石油分餾出來的各餾分仍是多種烴的混合物
C.石油經過常壓分餾、減壓分餾、裂化等工序煉制后即能制得純凈物
D.石油分餾的目的是將含碳原子數較多的烴先氣化，再經冷凝而分離出來
√
應用體驗
二、石油與天然氣的綜合利用、合成高分子材料
化學中的“三餾”和“兩裂”
(1)化學中“三餾”的比較
歸納總結
名稱 干餾 蒸餾 分餾
原理 隔絕空氣加強熱使物質分解 根據液態混合物中各組分沸點不同進行分離 與蒸餾原理相同
產物 混合物 單一組分的純凈物 沸點相近的各組分組成的混合物
類型 化學變化 物理變化 物理變化
二、石油與天然氣的綜合利用、合成高分子材料
歸納總結
化學中的“三餾”和“兩裂”
(2)化學中“兩裂”的比較
名稱 定義 目的
裂化 在一定條件下，把相對分子質量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質量小、沸點低的烴 提高輕質油的產量，特別是提高汽油的產量
裂解 在高溫下，使具有長鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態烴和少量液態烴 獲得短鏈烴
二、石油與天然氣的綜合利用、合成高分子材料
隨堂檢測
1.(2022·山東棗莊高一期末)下列說法不正確的是
A.石油減壓蒸餾可以得到重柴油、潤滑油、石蠟、燃料油等餾分
B.等體積的甲烷與氯氣混合，在光照下反應只生成一氯甲烷和氯化氫
C.天然氣是清潔的化石能源，也可作為化工原料用于合成甲醇
D.煤干餾主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦爐氣
√
隨堂檢測
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
√
隨堂檢測
3.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
√
隨堂檢測
4.某研究性學習小組在實驗室中模擬石油的煉制，設計了如圖的裝置。實驗過程中，可觀察到b中試管內有少量液體凝結且聞到有汽油的氣味，c中試管內酸性KMnO4溶液褪色。
(1)實驗研究小組模擬的是___________(填化工工藝名稱)。
(2)b中試管內的液體____(填“能”或“不能”)使溴水褪色，請說明理由：
_______________________________________________________。
石油的裂化
能
裂化產物中有烯烴，易與溴發生加成反應，故能使溴水褪色
隨堂檢測
(5)實驗過程中，裝置d中的溴水褪色，寫出驗證烯烴與溴水的反應是加成反應而不是取代反應的方法：_____________________________________
_____________________________________________________________。
(3)c中試管內酸性KMnO4溶液褪色，體現了酸
性KMnO4溶液的_______性。
(4)寫出十六烷裂化得到辛烷和辛烯的化學方程
式：__________________________________。
氧化
向反應后的溶液中滴加紫色石蕊溶液，溶液不變紅，則說明該反應為加成反應而非取代反應
本節內容結束
目標一 答案
煤、石油、天然氣是人類使用的主要 ，也是重要的 原料。其綜合利用的關鍵是提高其 ，減少對環境的 。
1.煤的組成
煤
物質組成：由 和少量 組成的復雜混合物
元素組成：主要為 元素，還含有少量H、O、N、S等元素
能源
化工
利用率
污染
有機物
無機物
C
目標一 答案
2.煤的綜合利用
①干餾
定義：將煤 加強熱使之分解的過程
主要產品：焦爐氣、粗氨水、 、煤焦油、
②氣化
定義：將煤轉化為 的過程
主要反應：______________________
③液化
直接液化：使煤與 作用生成液體燃料
間接液化：煤 和 等
隔絕空氣
粗苯
焦炭
可燃性氣體
氫氣
CO
H2
甲醇
目標二 答案
1.天然氣的綜合利用
(1)主要成分： 。
(2)綜合利用
清潔的 。
化工原料：合成 和生產 等，通過化學變化合成含兩個或多個碳原子的其他 。
CH4
化石燃料
氨
甲醇
有機化合物
目標二 答案
2.石油的綜合利用
(1)石油的組成：由多種 組成的混合物。
(2)石油的綜合利用
分餾
原理
：利用石油中各組分 不同進行分離
產品
常壓：石油氣、 、 、 、重油
減壓：柴油、燃料油、石蠟、潤滑油、瀝青
①
裂化
②
目的：提高 的產量
原理：
C16H34
十六烷
C8H18＋C8H16
辛烷　辛烯
碳氫化合物
沸點
汽油
煤油
柴油
汽油
目標二 答案
裂解
③
目的：生產 等氣態化工原料
原理：
C8H18
辛烷
____________________________________________________
C4H10
丁烷
____________________________________________________
C4H10
丁烷
CH4＋C3H6
甲烷　丙烯
催化重整
④
目的：使 轉化為 。
產品： 或 等化工原料
乙烯
鏈狀烴
環狀烴
苯
甲苯
C4H10＋C4H8
丁烷　丁烯
C2H6＋C2H4
乙烷　乙烯
目標二 答案
3.化石能源與合成高分子材料
(1)三大合成高分子材料包括： 、 、 。
(2)以煤、石油、天然氣為原料，通過化學反應可以制得合成高分子材料。例如：
①乙烯制聚乙烯： 。
②丙烯制聚丙烯： 。
塑料
合成橡膠
合成纖維

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