【高中化学】煤、石油和天然气的综合利用 课件 2022-2023学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.pptx

人教版必修第二册人教版必修第二册第八章创原家独网科学第一节 自然资源的开发利用第 三 课 时 煤、石 油 和 天 然 气 的 综 合 利 用新课导入煤、石油和天然气煤、石油和天然气仍然是人类使用的仍然是人类使用的主要能源主要能源，也是三种重要的，也是三种重要的化石燃料化石燃料优点优点:提供能量、化工原料提供能量、化工原料缺点缺点:不可再生、环境污染不可再生、环境污染综合利用、提高利用率、减少环境污染综合利用、提高利用率、减少环境污染目录0102石油的综合利用煤的综合利用03天然气的综合利用煤、石油和天然气的综合利用煤、石油和天然气的综合利用一、煤的组成及其综合利用一、煤的组成及其综合利用无机物无机物(少量少量)C C 元素（大量）元素（大量）H H、O O、N N、S S 等元素（少量）等元素（少量）无机盐等无机盐等 污污染染环环境境COCOx x、NONOx x、SOSO2 2 烟尘烟尘1.1.煤的组成煤的组成有有机机物物煤煤直接作燃料直接作燃料利用率低并污染环境利用率低并污染环境2、煤的综合利用、煤的综合利用煤的干馏煤的干馏煤的气化煤的气化煤的液化煤的液化 获得洁净的燃料和多种获得洁净的燃料和多种化工原料化工原料 物尽其用，保护环境物尽其用，保护环境煤、石油和天然气的综合利用煤、石油和天然气的综合利用煤干馏的产物有哪些？煤干馏的产物有哪些？将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上也叫将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化煤的焦化。（1 1）煤的干馏）煤的干馏U形管底部有黑褐形管底部有黑褐色粘稠的油状物生色粘稠的油状物生成，这是成，这是煤焦油煤焦油。成分：苯、甲苯、成分：苯、甲苯、二甲苯等二甲苯等点燃，导管尖嘴处点燃，导管尖嘴处有淡蓝色火焰。有淡蓝色火焰。出炉煤气：出炉煤气：氢气、氢气、甲烷、乙烯、一氧甲烷、乙烯、一氧化碳化碳煤的干馏是复杂的煤的干馏是复杂的物理物理和和化学化学变化过程变化过程玻璃管中的玻璃管中的烟煤粉最后烟煤粉最后变成黑灰色变成黑灰色固体物质这固体物质这是焦炭是焦炭1.必须隔绝空气，否则会使分解出来的成分燃烧。2.既能减少燃烧污染，又能提高燃煤的热效率，且能获得更有价值的化工原料。3.其过程中主要发生的是化学变化。【注意事项】2.煤的综合利用 干馏产物主要成分主要用途出炉煤气焦炉气H2、CH4、乙烯、CO气体燃料、化工原料粗氨水NH3、铵盐氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯炸药、燃料、医药、农药、合成材料煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚类、萘医药、染料、农药、合成材料焦炭沥青碳素电极、筑路材料碳冶金、燃料、合成氨表8-1 煤干馏的主要产品和用途煤、石油和天然气的综合利用煤、石油和天然气的综合利用一、煤的综合利用2.煤的综合利用（2）煤的气化）煤的气化将煤将煤转化为可燃性气体的过程。转化为可燃性气体的过程。工业制水煤气的方法工业制水煤气的方法(3)煤的液化煤的液化-(化学变化化学变化)直接液化直接液化使煤与使煤与H2作用生成作用生成液体燃料液体燃料 间接液化间接液化:CO(g)+2H2(g)催化剂催化剂CH3OH(l)C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)高温高温【思考与讨论】【思考与讨论】煤的气化、液化是物质三态煤的气化、液化是物质三态(气、液、固气、液、固)之间的变化吗？为什么？之间的变化吗？为什么？不是，物质三态之间的变化是物理变化，煤的气化、液化是化学变化不是，物质三态之间的变化是物理变化，煤的气化、液化是化学变化煤气化气化CO和H2催化剂CH3OH(甲醇)煤的利用途径煤的干馏煤的气化煤的液化原理主要反应产品用途CO、H2等可燃性气体物质液态燃料油、甲醇等将煤转化为可燃性气体（水煤气）的过程直接加氢液化或间接液化将煤转化为液态燃料的过程可作燃料可作燃料；基本化工原料隔绝空气加强热出炉煤气、煤焦油、焦炭很广泛分解反应下表比较煤的综合利用途径的区别 C+H2O(g)CO+H2 高温 CO+2H2 CH3OH（甲醇）催化剂 C+H2O(g)CO+H2 高温天然气的综合利用天然气主要成分CH4海底可燃冰：CH4nH2O1.清洁的化石燃料2.日常生活中，用作燃料3.化工生产中，用于合成氨和生产甲醇4.合成其他有机化合物天然气水合物天然气水合物海底海底:可燃冰可燃冰(CH4nH2O)三、石油的综合利用多种多种碳氢化合物碳氢化合物组成的混合物组成的混合物1.石油的组成 2.石油的综合利用 石油的分馏石油的分馏石油的裂化石油的裂化石油的裂解石油的裂解石油的催化重整石油的催化重整利用原油中各组分的沸点不同进行分离（蒸发冷凝）的过程。所得馏分是混合物。该过程是物理变化。石油分馏常压分馏减压分馏以原油为原料，产品为石油气、汽油、煤油、柴油、重油等含碳原子少的轻质油。以重油为原料，产品为柴油、润滑油、石蜡、燃料油、沥青等重油。分馏石油的综合利用三、石油的综合利用通过加热和冷凝，把石油分成通过加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围不同沸点范围的产物。的产物。分馏产物分馏产物石油气石油气汽油、煤油、柴油汽油、煤油、柴油等等蜡油、润滑油蜡油、润滑油重油（沥青等）重油（沥青等）轻质液体燃料轻质液体燃料2.石油的综合利用 石油的分馏石油的分馏干馏蒸馏分馏原理产物反应类型隔绝空气、加强热使物质分解根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离与蒸馏原理相同产物为混合物产物为单一组分的纯净物产物为沸点相近的各组分组成的混合物化学变化物理变化物理变化化学“三馏”的比较石油的综合利用三、石油的综合利用为了提高为了提高轻质液体燃料轻质液体燃料的产量和质量，工业上在一定条件下（加热、的产量和质量，工业上在一定条件下（加热、催化剂），把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、催化剂），把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。沸点较低的烃。裂化裂化的主要产物：的主要产物：汽油汽油、煤油煤油、柴油柴油、润滑油等。、润滑油等。2.石油的综合利用 石油的裂化石油的裂化十六烷十六烷辛烷辛烷辛烯辛烯裂化汽油主要成分是裂化汽油主要成分是不饱和烃不饱和烃直馏汽油主要成分是直馏汽油主要成分是饱和烃饱和烃辛烷辛烷丁烷丁烷丁烯丁烯三、石油的综合利用采用比裂化更高的温度，使其中相对分子质量较大的烃断裂成采用比裂化更高的温度，使其中相对分子质量较大的烃断裂成乙烯、丙烯乙烯、丙烯等小分子烃（小分子烃是有机化工的重要原料）等小分子烃（小分子烃是有机化工的重要原料）裂解裂解的主要产物：的主要产物：乙烯、丙烯乙烯、丙烯等。等。2.石油的综合利用 石油的裂解石油的裂解三、石油的综合利用丁烷丁烷乙烷乙烷乙烯乙烯丁烷丁烷甲烷甲烷丙烯丙烯2.石油的综合利用 石油的裂解石油的裂解三、石油的综合利用2.石油的综合利用 石油的催化重整石油的催化重整在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的调整，使在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的调整，使链状烃链状烃转化为转化为环状烃环状烃高炉高炉煤气煤气水煤气水煤气 天然气天然气液化石液化石油气油气焦炉气焦炉气裂解气裂解气主要主要成分成分CO、CO2H2、COCH4C3H8、C4H10H2、CH4、C2H4、COC2H4、C3H6、C4H8、CH4化学化学“六气六气”的主要成分的主要成分目前大多数石油产品仍作为燃料使用，只有一部分转化为化工、纺织、建材、医药、日用化学品等行业的基本原料石油的综合利用石油的综合利用课堂检测课堂检测1.煤是煤是“工业的粮食工业的粮食”，石油是，石油是“工业的血液工业的血液”，有关煤和石油，有关煤和石油加工的说法正确的是加工的说法正确的是()A.煤的干馏产物主要是各类有机物煤的干馏产物主要是各类有机物B.石油的裂解、分馏和煤的干馏都属于化学变化石油的裂解、分馏和煤的干馏都属于化学变化C.煤焦油经过分馏可得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯煤焦油经过分馏可得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯D.石油的裂化，说明长链烃在高温条件下可以分解为短链烃石油的裂化，说明长链烃在高温条件下可以分解为短链烃D课堂检测课堂检测C2.下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是()A石油裂化得到的汽油是纯净物石油裂化得到的汽油是纯净物B石油产品都可用于聚合反应石油产品都可用于聚合反应C天然气是一种清洁的化石燃料天然气是一种清洁的化石燃料D水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料课堂检测课堂检测C3.下列有关石油和煤的利用叙述不正确的是下列有关石油和煤的利用叙述不正确的是()A煤的干馏就是将煤隔绝空气在高温条件下使之分解，得煤的干馏就是将煤隔绝空气在高温条件下使之分解，得到焦炭、煤焦油等物质的过程到焦炭、煤焦油等物质的过程B煤的液化就是将煤转化成甲醇等液态物质的过程煤的液化就是将煤转化成甲醇等液态物质的过程C煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物煤的气化就是将煤在高温条件下由固态转化为气态的物理变化过程理变化过程D石油通过催化裂化，可以获得碳原子数较少的轻质油石油通过催化裂化，可以获得碳原子数较少的轻质油课堂检测课堂检测C4.如图所示是石油分馏塔的示意图，有关如图所示是石油分馏塔的示意图，有关a、b、c三种馏分的说三种馏分的说法中正确的是法中正确的是()Aa的沸点最高的沸点最高Bb的沸点最低的沸点最低Cc的平均相对分子质量最大的平均相对分子质量最大D每一种馏分都是纯净物每一种馏分都是纯净物