資源簡介

(共30張PPT)
第2課時煤、石油和天然氣的綜合利用
學業基礎
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組成成分
加工方法 產品類型 社會價值
煤
石油 天然氣
核心微網絡
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化 石 燃 料
新課程標準
1.結合石油化工等實例了解化學在生產中的具體應用，認識化學工 業在國民經濟發展中的重要地位；
2 .以煤、石油等的開發利用為例，了解依據物質性質及其變化綜合 利用資源和能源的方法。
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素養新要求
1.能從問題出發，運用所學化學知識分析煤、石油、天然氣綜合利 用對社會可持續發展可能帶來的雙重影響；
2. 認識化學對于構建清潔低碳安全高效的能源體系所能發揮的作用， 體會化學對促進人與自然和諧相處的意義。
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物質組成 由國有機物和少量2無機物組成的復雜混合物
H 、0、
元素組成 主要含有3C 元素，另有少量4 N 、S_ 等元素
一、煤的組成和加工
1. 煤的組成
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煤
①定義：把煤5隔絕空氣加強熱使之分解的過程， 也叫[6煤的焦化
②主要產品：出爐煤氣，包括7焦 爐 氣、粗氨水、 粗苯；8煤 焦 油；焦炭
①直接液化：煤與氫氣生成液體燃料
②間接液化：煤先轉化為一氧化碳和氫氣，再在催 化劑作用下合成甲醇
① 定義：將煤轉 化 為 9可燃性氣體的過程
②主要反應的化學方程式：10C (s)+H O(g)
干餾-
氣化-
液化
2. 煤的加工方法及產品
cO(g)+H (g)
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答案
高溫
二、天然氣的組成和利用
組成- →主要成分是[ CH
用作12 燃料
主要用于合成氨 和生產甲醇等
日常生活
利用
化工生產
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利用14石油中各組分沸點的不同進行分離的過程
將含碳原子數較多、沸點較高的烴斷裂為碳
原子數較少、沸點較低的烴的過程
裂解就是深度裂化
石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過結構
的重新調整，使15鏈狀烴轉化為16環狀烴
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三、石油的組成和加工
組成一 → 由多種13碳氫化合物組成的混合物
分餾一
裂化-
裂解一
催化
重整
加工方法
四、以煤、石油、天然氣為原料生產合成材料
1. 三大合成材料：[17] 塑料 、[18] 合成橡膠、[19] 合成纖維，這 三大合成材料，主要是以石油、煤和天然氣為原料生產的。
2.合成材料的大量生產和使用，急劇增加的廢棄物對人類社會造成 巨大的環境壓力。
狀元隨筆 化石燃料也稱礦石燃料，其包括的天然資源為煤炭、石 油、天然氣、可燃冰、頁巖氣等，是不可再生資源。
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答案
[即學即練]
1. 判斷正誤，正確的打“ √”,錯誤的打“×”。
(1)煤、石油、天然氣的化學成分相同。( × )
(2)煤、石油和天然氣是不可再生能源，也是新型清潔能源。(× )
(3)把煤加強熱使之分解的過程叫煤的干餾。(× )
(4)化石燃料燃燒時產生的二氧化碳是大氣污染物之一。(× )
(5)天然氣的主要用途就是作燃料。(× )
(6)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴。( √ )
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2. 下列轉化不屬于煤或石油的綜合利用的是( )
A. 將煤干餾制得煤焦油和焦炭
B. 在一定條件下將煤與氫氣轉化為液體燃料
C. 將煤變為煤餅作燃料
D. 將石油裂解制得乙烯等化工原料
答案：C
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3.下列說法錯誤的是( )
石油①→分餾產品②乙烯③CH BrCH Br
A. 石 油 主 要 是 由 烴 組 成 的 混 合 物
B.① 主要發生物理變化
C.② 包括裂化、裂解等過程
D.③ 是加成反應，產物名稱是二溴乙烷
答案： D
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4. 下列說法正確的是( )
A. 煤是各種芳香烴組成的混合物
B. 煤是由非常復雜的無機物和有機物組成的化合物
C. 煤的干餾可以得到焦爐氣、煤焦油、焦炭等產品，該過程屬于 物理變化
D. 煤里主要含有碳及少量其他元素與礦物，但絕大多數都含硫， 在工業上，大量燃燒含硫煤是造成酸雨的主要原因之一
答案：D
解析：煤是由無機物和有機物組成的混合物，煤中并無各種芳香烴，而是其發 生化學變化以后的干餾產物煤焦油中含有芳香烴。煤中含有的硫在燃燒時轉化為 SO , 會造成環境問題，故燃燒之前應進行脫硫處理。
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解析
答案
5. 我國提出爭取在2030年前實現碳達峰、2060年前實現碳中和，這
對于改善環境、實現綠色發展至關重要。“碳中和”是指CO 的排放 總量和減少總量相當。下列措施中能促進碳中和最直接有效的是 ( )
A. 將重質油裂解為輕質油作為燃料
B. 大規模開采可燃冰作為新能源
C. 通過清潔煤技術減少煤燃燒污染
D. 研發催化劑將CO 還原為甲醇
答案：D
解析：無論是重質油還是輕質油，燃燒時均會產生大量CO , 對 CO 排放量的 降低幾乎無影響，A 項錯誤；可燃冰中的甲烷燃燒也會產生大量的CO ,B 項錯誤； 減少煤燃燒產生的污染與碳中和無關，C 項錯誤；將CO 轉化為甲醇可促進碳中 和 ，D 項正確。
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答案
解析
核心素養
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目標 煤和石油的常見加工方法
[例] 下列說法錯誤的是( )
A. 通過煤的干餾，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦爐氣等產 品
B. 天然氣屬于純凈物，可用于合成氨等 狀元隨筆 C. 裂解氣通入溴水，溴水褪色 煤的干餾在 D. 煤的氣化和液化是使煤變成清潔能源的有效途徑 工業上也叫 答案：B 煤的焦化。
解析：A項，煤的干餾是指煤在隔絕空氣的條件下加強熱，分解生成煤焦油、
焦炭、焦爐氣等物質，正確；B 項，天然氣的主要成分為CH , 還含有少量C H 等其他物質，是混合物，錯誤；C 項，裂解氣中含有不飽和烯烴，能使溴水褪色， 正確；D 項，煤的氣化和液化過程將煤轉化成CO、H 、甲醇等，這些都屬于高效 清潔燃料，正確。
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答案
解析
A. 儀 器W的名稱：圓底燒瓶
B. 碎瓷片的作用：催化劑
C. 冷卻水的流向：X 進 水 ，Y 出 水
D. 收集到的60～150 ℃的餾分為混合物
答案：D
解析：A 錯，儀器W 的名稱是蒸餾燒瓶。B 錯，碎瓷片的作用是防止暴沸，不是 催化劑。C錯，冷凝管中冷卻水從下口通入，從上口流出，故X是出水口，Y是進 水口。D 對，石油分餾得到汽油、煤油、柴油等餾分，都是多種烴的混合物。
[提升1] 石油蒸餾裝置如圖所示，下列說法正確的是( )
溫度計
W
石油 碎瓷片
X
Y
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答案
解析
產品回收、精制、改質
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[提升2] 我國的煤炭資源相對比較豐富，加快“煤制油”的發展， 對我國社會經濟可持續發展有著深遠的意義。下圖是煤間接液化的典 型流程示意圖。
汽油
煤油
柴油
燃料油
液化石油氣←
H +CO
合成產品
煤氣化
水蒸氣
一石油
煤
(1)寫出煤氣化反應的化學方程式 思考說明煤氣化的意義。
C+H O(g) CO+H 。 煤氣化能夠減少煤燃燒時的粉塵污染，提高煤燃 燒的效率，氣化后的產品可以用于化工生產，提高煤的綜合利用價值。
(2)如圖中由石油獲得相應產品的方法是什么 該方法是物理變化還 是化學變化 得到的各種分餾產品是純凈物嗎
圖中由石油獲得相應產品的方法是分餾，屬于物理變化，所得產品是混合物 。
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高溫
(3)石油裂化是為了得到更多的汽油，裂化汽油可以使溴的四氯化碳 溶液褪色，其原因是什么
裂化汽油中含有烯烴，能與Br 發生加成反應，可以使溴的四氯化碳溶液褪色。
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干餾 蒸餾
分餾
原理 隔絕空氣、高溫 下使物質分解 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
目 的 獲得煤或木材的 分解產物 使混合物中沸點較低的 組分揮發而達到分離或 提純的目的
使多組分混合物分離
為兩種或多種餾分而
達到分離的目的
產物 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(
稱為餾分)
反應 類型 化學變化 物理變化
物理變化
關鍵能力
“三餾”“二裂”的比較
1. “三餾”的比較
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狀元隨筆
兩點提醒：1.蒸餾和分餾是物理變化，煤的焦化、氣化和液化都是 化學變化。
2.石油的每種餾分仍為混合物。
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方法 原料 原理
目 的
裂化 重油 在一定條件下，將含 碳原子較多、沸點較 高的烴斷裂為含碳原 子較少、沸點較低的 烴
提高輕質液體燃料
油的產量，特別是
提高汽油的產量
裂解 (深度裂化) 石油的分餾 產品 (包括石油氣) 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 量的液態烴
獲得乙烯、丙烯、
甲烷等重要化工基
本原料
關系 裂解是深度裂化
2. “二裂”的比較
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學考評價
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1. 下列關于化石燃料的加工說法正確的是( )
A. 石油裂化主要得到乙烯
B. 石油分餾是化學變化，可得到汽油、煤油
C. 煤干餾主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦爐氣
D. 煤制煤氣是物理變化，是高效、清潔地利用煤的重要途徑
答案：C
解析：石油裂化主要得到更多的液態輕質油，A 錯誤；石油的分餾是指在加熱 條件下將石油分成不同沸點范圍的產物的過程屬于物理變化，B錯誤；煤的干餾 是將煤隔絕空氣加強熱的過程，其產物有焦炭、煤焦油、粗氨水和焦爐氣，C 正 確；由煤制取煤氣的過程中，煤中的碳與水蒸氣反應生成一氧化碳和氫氣，兩者 的混合物被稱為“水煤氣”,這個過程發生的是化學變化，D 錯誤。
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答案
解析
2. 下列說法中錯誤的是( )
A. 石油是混合物，石油分餾得到的汽油也是混合物
B. 含 C 0以上的烷烴的重油經過催化裂化可以得到汽油 C. 焦炭是煤干餾的一種重要產品
D. 煤中含有苯和甲苯，可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出 來
答案：D
解析：石油通過分餾的方法獲得汽油、煤油和柴油等輕質液體燃料，但產量不 高。通常采用裂化的方法，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，提高汽油的產量。煤是由有機物和少量無機物組成的復雜混合 物，主要含碳元素，還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤 干餾得到焦炭、煤焦油、焦爐氣等。煤焦油是含有多種芳香族化合物的混合物， 可以生產芳香族化合物苯和甲苯。
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答案
解析
3.下列說法不正確的是( )
A. 煤油可由石油分餾獲得，可用作燃料和保存少量金屬鈉
B. 煤可與水蒸氣反應制成水煤氣，水煤氣的主要成分為CO 和H
C. 汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氫化合物
D. 以石油、煤和天然氣為原料，可生產塑料、合成橡膠和合成纖 維
答案：C
解析：植物油是由C、H、O 三種元素構成的有機物，不屬于碳氫化合物。
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答案
解析
4. 下圖是實驗室干餾煤的裝置圖，結合下圖回答問題。
(1)指出圖中儀器名稱：
a 酒精噴燈；b 硬質玻璃管；
c 水槽_ ; d U 形管_。
(2)裝置c的作用是將干餾生成的氣體進行降溫 和冷凝_, d中的液體有 粗氨水 和煤焦油 。 有機物可以通過 分 餾_的方法使其中的重 要成分分離出來。
(3)e 處點燃的氣體是 焦爐氣，火焰的顏 色是 _藍_ 色。
(4)下列敘述錯誤的是C 。 A. 煤發生了化學變化
B. d中液體顯堿性
C.d 中液體不分層
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答案
解析
氣體 水煤氣 天然氣 液化 石油氣 焦爐氣
裂解氣
主要 成分 H 、CO CH C H 、 C H H 、CH 、 C H 、CO
C H 、C H
C H 、CH
來源 熾熱的炭 與水蒸氣 反應 氣 井 、 氣田 石油 分餾 煤的干餾 (煉焦爐)
石油
裂解
練后感悟，
化工“五氣”的比較
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