資源簡介

課時3　煤、石油和天然氣的綜合利用
　　一、煤的綜合利用
　　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,還含有少量氫、氧、氮、硫等元素。煤的綜合利用可獲得潔凈的燃料和多種化工原料,主要方法如下:
　　1　煤的干餾
　　煤的干餾是將煤隔絕空氣加強熱使其分解的過程,也叫煤的焦化。煤干餾過程中發生一系列復雜的化學反應,從煤干餾產物中可獲得重要的化工原料。煤的干餾產品:
煤的
干餾
　　2　煤的氣化
　　將煤中的有機物轉化為可燃性氣體的過程,主要反應是碳與水蒸氣反應生成水煤氣(CO和H2的混合氣體),反應的化學方程式為
　　C (s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
　　3　煤的液化
　?、倜旱闹苯右夯?使煤與氫氣作用生成液體燃料。
　?、诿旱拈g接液化:先將煤轉化為CO和H2,再在催化劑作用下合成甲醇等。
　　二、石油的綜合利用
　　從組成元素上看,石油的主要成分是 和 ,從組成物質上看,石油是由各種烷烴、環烷烴和芳香烴組成的混合物。
　　1　分餾
　　石油分餾是利用原油中各組分 的不同,將復雜的混合物分離成較簡單和更有用的混合物的過程。石油分餾在分餾塔中進行,可分為常壓蒸餾和減壓蒸餾,分餾產品及用途如下:
　　2　催化裂化
　　石油的催化裂化是將含碳原子較 、沸點較 的烴斷裂為含碳原子較 、沸點較 的烴的過程。石油裂化的產品再經過進一步裂解,可以獲得很多重要的化工原料。例如:
　　C16H34C8H18+C8H16
　　C8H18C4H10+ C4H8
　　C4H10C2H6+C2H4
　　C4H10CH4+C3H6
　　乙烯、丙烯、甲烷等都是通過石油裂化和裂解得到的重要化工原料,常把乙烯的產量作為衡量石油化工發展水平的標志。
　　石油的綜合利用方法歸納如表:
方法 原理 原料 目的 主要產品
分餾 常壓 利用加熱和冷凝,把石油分成不同 范圍的蒸餾產物 得到不同 范圍 的蒸餾產 品 溶劑油、汽油、煤油、柴油、重油
減壓 潤滑油、凡士林、石蠟、瀝青、石油焦
裂化 熱裂化 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 提高汽油 的產量 汽油和甲烷、乙烷、乙烯和丙烯
催化裂化
裂解 (深度 裂化) 在高溫下,把長鏈分子的烴斷裂為各種短鏈的 態烴和液態烴 含直鏈烷 烴的石油 分餾產品 獲得短鏈 不飽和烴 乙烯、丙烯、丁二烯
　　三、天然氣的綜合利用
　　天然氣主要是氣態烴,其中最主要的是 。
　　天然氣燃燒生成二氧化碳和水,它是一種清潔燃料,可以直接用作燃料,也是一種重要的化工原料,用于制備合成氨所需的氫氣和生產甲醇等物質。
例題1　下列關于煤和石油的說法正確的是(　　)
A.含有碳原子數大于20的烷烴的重油經過裂化可得到汽油
B.煤中含有甲苯和苯,可用先干餾后分餾的方法將它們分離出來
C.神舟十八號載人飛船返回艙的燒蝕防熱涂層以苯基橡膠為基體,工業上制備苯基橡膠的原料苯可來自煤的干餾或石油的分餾
D.石蠟油分解是石油減壓蒸餾的一種方式
例題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.將石油裂解制得乙烯等化工原料
D.將煤塊粉碎后加工成煤餅作燃料
例題3　用石油裂化和裂解過程得到的乙烯、丙烯來合成丙烯酸乙酯的路線如下:
關于對上述過程的敘述正確的是(　　)
A.由CH2=CH2制取有機物A屬于取代反應
B.有機物C的結構簡式為　CH2=CHCOOH
C.丙烯酸乙酯在氫氧化鈉溶液中可水解成有機物A和C
D.圖中所有有機物均能發生加聚反應
例題4　“碳中和”是指CO2的排放總量和減少總量相當。下列措施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CO2還原為甲醇
例題5　下列有關煤的綜合利用和石油化工的說法錯誤的是(　　)
A.煤的氣化、液化和煤的焦化均為化學變化
B.石油裂解可能獲得甲烷、乙烯、丙烯等物質
C.石油的催化重整可獲取苯、甲苯等化工原料
D.化石燃料均為碳氫化合物組成的簡單混合物
- 3 -課時3　煤、石油和天然氣的綜合利用
　　一、煤的綜合利用
　　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,還含有少量氫、氧、氮、硫等元素。煤的綜合利用可獲得潔凈的燃料和多種化工原料,主要方法如下:
　　1　煤的干餾
　　煤的干餾是將煤隔絕空氣加強熱使其分解的過程,也叫煤的焦化。煤干餾過程中發生一系列復雜的化學反應,從煤干餾產物中可獲得重要的化工原料。煤的干餾產品:
煤的
干餾
　　2　煤的氣化
　　將煤中的有機物轉化為可燃性氣體的過程,主要反應是碳與水蒸氣反應生成水煤氣(CO和H2的混合氣體),反應的化學方程式為
　　C (s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)
　　3　煤的液化
　?、倜旱闹苯右夯?使煤與氫氣作用生成液體燃料。
　?、诿旱拈g接液化:先將煤轉化為CO和H2,再在催化劑作用下合成甲醇等。
　　二、石油的綜合利用
　　從組成元素上看,石油的主要成分是C和H,從組成物質上看,石油是由各種烷烴、環烷烴和芳香烴組成的混合物。
　　1　分餾
　　石油分餾是利用原油中各組分沸點的不同,將復雜的混合物分離成較簡單和更有用的混合物的過程。石油分餾在分餾塔中進行,可分為常壓蒸餾和減壓蒸餾,分餾產品及用途如下:
　　2　催化裂化
　　石油的催化裂化是將含碳原子較多、沸點較高的烴斷裂為含碳原子較少、沸點較低的烴的過程。石油裂化的產品再經過進一步裂解,可以獲得很多重要的化工原料。例如:
　　C16H34C8H18+C8H16
　　C8H18C4H10+ C4H8
　　C4H10C2H6+C2H4
　　C4H10CH4+C3H6
　　乙烯、丙烯、甲烷等都是通過石油裂化和裂解得到的重要化工原料,常把乙烯的產量作為衡量石油化工發展水平的標志。
　　石油的綜合利用方法歸納如表:
方法 原理 原料 目的 主要產品
分餾 常壓 利用加熱和冷凝,把石油分成不同沸點范圍的蒸餾產物 原油 得到不同 沸點范圍 的蒸餾產 品 溶劑油、汽油、煤油、柴油、重油
減壓 重油 潤滑油、凡士林、石蠟、瀝青、石油焦
裂化 熱裂化 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 重油 提高汽油 的產量 汽油和甲烷、乙烷、乙烯和丙烯
催化裂化
裂解 (深度 裂化) 在高溫下,把長鏈分子的烴斷裂為各種短鏈的氣態烴和液態烴 含直鏈烷 烴的石油 分餾產品 獲得短鏈 不飽和烴 乙烯、丙烯、丁二烯
　　三、天然氣的綜合利用
　　天然氣主要是氣態烴,其中最主要的是甲烷。
　　天然氣燃燒生成二氧化碳和水,它是一種清潔燃料,可以直接用作燃料,也是一種重要的化工原料,用于制備合成氨所需的氫氣和生產甲醇等物質。
例題1　下列關于煤和石油的說法正確的是(　　)
A.含有碳原子數大于20的烷烴的重油經過裂化可得到汽油
B.煤中含有甲苯和苯,可用先干餾后分餾的方法將它們分離出來
C.神舟十八號載人飛船返回艙的燒蝕防熱涂層以苯基橡膠為基體,工業上制備苯基橡膠的原料苯可來自煤的干餾或石油的分餾
D.石蠟油分解是石油減壓蒸餾的一種方式
【解析】A項,以含碳原子數大于20的重油為原料,經過催化裂化可得到汽油、煤油和柴油等輕質燃料油,正確;B項,煤中不含苯和甲苯,但利用煤的干餾可以獲得苯和甲苯,不正確;C項,石油的分餾不能得到苯,但通過石油分餾產品的催化重整可以得到苯、甲苯等芳香烴,煤的干餾可以得到苯、甲苯等芳香烴,不正確;D項,石蠟油分解是石油的裂化或裂解,是化學變化,而石油減壓蒸餾是物理變化,不正確。
【答案】A
例題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.將石油裂解制得乙烯等化工原料
D.將煤塊粉碎后加工成煤餅作燃料
【解析】煤的綜合利用包括煤的干餾(焦化)、氣化和液化。石油的綜合利用包括分餾、裂化、重整等。煤變為煤餅,并未改變其成分及結構,不屬于綜合利用。
【答案】D
例題3　用石油裂化和裂解過程得到的乙烯、丙烯來合成丙烯酸乙酯的路線如下:
關于對上述過程的敘述正確的是(　　)
A.由CH2=CH2制取有機物A屬于取代反應
B.有機物C的結構簡式為　CH2=CHCOOH
C.丙烯酸乙酯在氫氧化鈉溶液中可水解成有機物A和C
D.圖中所有有機物均能發生加聚反應
【解析】有機物A為乙醇,由乙烯制取乙醇屬于加成反應,A項錯誤;有機物C是丙烯酸,B項正確;丙烯酸乙酯在堿性條件下水解成乙醇和丙烯酸鹽,C項錯誤;只要含有碳碳雙鍵的有機物就能發生加聚反應,D項錯誤。
【答案】B
例題4　“碳中和”是指CO2的排放總量和減少總量相當。下列措施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CO2還原為甲醇
【解析】將重質油裂解為輕質油并不能減少二氧化碳的排放量,達不到碳中和的目的,故A不符合題意;大規模開采可燃冰作為新能源,會增大二氧化碳的排放量,不符合碳中和的要求,故B不符合題意;通過清潔煤技術減少煤燃燒污染,不能減少二氧化碳的排放量,達不到碳中和的目的,故C不符合題意。
【答案】D
例題5　下列有關煤的綜合利用和石油化工的說法錯誤的是(　　)
A.煤的氣化、液化和煤的焦化均為化學變化
B.石油裂解可能獲得甲烷、乙烯、丙烯等物質
C.石油的催化重整可獲取苯、甲苯等化工原料
D.化石燃料均為碳氫化合物組成的簡單混合物
【解析】煤的氣化、液化和煤的焦化均為化學變化,故A正確;石油裂解可能獲得甲烷、乙烯、丙烯等物質,故B正確;石油的催化重整在經過熱或在催化劑的作用下,使油料中的烴類分子重新調整結構,生成大量苯、甲苯等化工原料,故C正確;化石燃料主要包括煤、石油、天然氣,煤是由有機物和無機物組成的復雜混合物,故D錯誤。
【答案】D
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