【授课】第四章复习课件.ppt

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1、第一节第一节开发利用金属矿物和海水资源开发利用金属矿物和海水资源第一课时第一课时4/2/20234/2/2023第四章化学与可持续发展第四章化学与可持续发展新课标人教版高中化学必修新课标人教版高中化学必修2自然资源与可持续发展自然资源与可持续发展广义地讲，所谓自然资源，是指广义地讲，所谓自然资源，是指在一定时间、地点的条件下能够产生经济价在一定时间、地点的条件下能够产生经济价值的，以提高人类当前和将来福利的自然环值的，以提高人类当前和将来福利的自然环境因素和条件的总称。可持续发展的目标是境因素和条件的总称。可持续发展的目标是满足人类需要，强调人类的行为要受到自然满足人类需要，强调人类的行为要受

2、到自然界的制约、强调代际之间、人类和其它生物界的制约、强调代际之间、人类和其它生物种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。种群之间、不同国家和不同地区之间的公平。它包括经济的可持续发展，社会的可持续发它包括经济的可持续发展，社会的可持续发展、资源可持续发展、环境可持续发展和全展、资源可持续发展、环境可持续发展和全球可持续发展。球可持续发展。一、金属矿物的开发和利用一、金属矿物的开发和利用请请同学们列举出常见金属的名称？同学们列举出常见金属的名称？越多越好！越多越好！金属活动性顺序金属活动性顺序KCaNaMgAlZnFeSnPb(H)CuHgAgPtAu金属活动性由强逐渐减弱金属活动性由强逐渐减

3、弱金属元素种类多，分布广，活动性差金属元素种类多，分布广，活动性差别大，在自然界的存在形式各异，别大，在自然界的存在形式各异，少数少数不不活泼金属以活泼金属以游离态游离态存在（如金和铂等），存在（如金和铂等），多数金属多数金属以以化合态化合态存在。人们在生活和生存在。人们在生活和生产中使用的金属材料多是合金或纯金属，产中使用的金属材料多是合金或纯金属，这就需要把金属从矿石中提炼出来，提炼这就需要把金属从矿石中提炼出来，提炼的过程就是金属的冶炼过程。的过程就是金属的冶炼过程。你能否给金属的冶炼下一个定义？你能否给金属的冶炼下一个定义？把金属从矿石中提炼出来，提炼的过把金属从矿石中提炼出来，提炼的

4、过程就是金属的冶炼。程就是金属的冶炼。（一）金属冶炼的原理是什么？（一）金属冶炼的原理是什么？（二）金属的冶炼的步骤：（二）金属的冶炼的步骤：金金属属冶冶炼炼有有哪哪些些方方法法？你你们们觉觉得得金金属属活活动动顺顺序序与与金金属属冶冶炼炼方方法法有有没没有有联联系系呢？如果有，有什么规律吗？呢？如果有，有什么规律吗？X+xe-M矿石的富集、冶炼、精炼矿石的富集、冶炼、精炼（三）冶炼金属的方法（三）冶炼金属的方法1、热分解法、热分解法2HgO=2Hg+O2加热加热2Ag2O=4Ag+O2加热加热（适合一些不活泼金属）（适合一些不活泼金属）思考讨论：你已知道金属冶炼方法有哪些？思考讨论：你已知道

5、金属冶炼方法有哪些？2、电解法、电解法MgCl2(熔融熔融)=Mg+Cl2电解电解2Al2O3(熔融熔融)=4Al+3O2电解电解冰晶石冰晶石2NaCl(熔融熔融)=2Na+Cl2电解电解（适合一（适合一些非常活泼金属些非常活泼金属）3、热还原法、热还原法CuO+H2=Cu+H2O高温高温Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2高温高温（适合大部分金属）（适合大部分金属）Fe2O3+2Al=2Fe+Al2O3高温高温铝热反应注意观察演示实验现象注意观察演示实验现象反应现象：其它铝热反应其它铝热反应 3MnO2+4Al=3Mn+2Al2O3高温高温Cr2O3+2Al=2Cr+Al2O3高温高温3Co

6、3O4+8Al=9Co+4Al2O3高温高温镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的光芒。纸漏斗镁条剧烈燃烧，并发出耀眼的光芒。纸漏斗的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融的下部被烧穿，有熔融物落入沙中。待熔融物冷却后，除去外层熔渣，可以发现落下的物冷却后，除去外层熔渣，可以发现落下的是铁珠。是铁珠。你你能总结出什么是铝热反应吗？能总结出什么是铝热反应吗？铝热反应的应用铝热反应的应用铝热反应的原理可以应用在生产上，如铝热反应的原理可以应用在生产上，如用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用于用于焊接钢轨等。在冶金工业上也常用于冶炼高熔点金属冶炼高熔点金属，如冶炼钒、铬、锰等，如冶炼钒、铬、锰等小结：小结：（1）热

7、分解法适用于金属活动顺序中氢）热分解法适用于金属活动顺序中氢以后的金属冶炼或精炼。以后的金属冶炼或精炼。（2）热还原法适用于金属活动顺序中部）热还原法适用于金属活动顺序中部的金属冶炼的金属冶炼（3）电解熔盐或氧化物法选用于钾、钠、）电解熔盐或氧化物法选用于钾、钠、钙、铝等活泼金属的冶炼。钙、铝等活泼金属的冶炼。小结：结合金属活动顺序表思考不同金属的冶炼方法电解法 热还原法 热分解法K Ca Na Mg Al Zn Fe K Ca Na Mg Al Zn Fe SnSn PbPb（H H）Cu Hg AgCu Hg Ag 思考：思考：为什么人类使用铁器比使用铜器晚？金属使用的先后与金属冶炼的难易

8、有关金属使用的先后与金属冶炼的难易有关 第一节第一节开发利用金属矿物和海水资源开发利用金属矿物和海水资源第二课时第二课时江苏省淮安中学张正飞江苏省淮安中学张正飞4/2/20234/2/2023第四章化学与可持续发展第四章化学与可持续发展新课标人教版高中化学必修新课标人教版高中化学必修2结合金属活动顺序表思考不同金属的冶炼方法电解法 热还原法 热分解法K Ca Na Mg Al Zn Fe K Ca Na Mg Al Zn Fe SnSn PbPb（H H）Cu Hg AgCu Hg Ag 思考：思考：为什么人类使用铁器比使用铜器晚？金属使用的先后与金属冶炼的难易有关金属使用的先后与金属冶炼的难

9、易有关 复习回忆复习回忆课堂练习课堂练习、下列各种方法中，适用于炼制相应金属的、下列各种方法中，适用于炼制相应金属的是（是（）A加热氧化铜加热氧化铜B氧化镁跟铝粉共热氧化镁跟铝粉共热C用焦炭还原氧化铜用焦炭还原氧化铜D电解熔融氯化钠电解熔融氯化钠、铝能用来冶炼难熔金属（如、铝能用来冶炼难熔金属（如Fe、V、Mn等），这是因为铝有等），这是因为铝有A两性两性B良好导电性良好导电性C熔点低熔点低D还原性，在反应中放出大量热还原性，在反应中放出大量热CDD、写出下列冶炼金属的化学反应方程式：、写出下列冶炼金属的化学反应方程式：（1）用红锌矿（）用红锌矿（ZnO）冶炼锌）冶炼锌（2）用磁铁矿（）用磁铁

10、矿（Fe3O4）冶炼铁）冶炼铁（3）用铝矾土（）用铝矾土（Al2O3）冶炼铝）冶炼铝（4）用食盐（）用食盐（NaCl）冶炼钠）冶炼钠课堂练习课堂练习（四）金属的回收和资源保护（四）金属的回收和资源保护1、回收金属的意义：、回收金属的意义：（1）节约矿物资源；（）节约矿物资源；（2）节约能源；）节约能源；（3）减少环境污染）减少环境污染以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土以铝为例，生产一吨原铝至少要消耗四吨铝土矿资源。当前全球原铝的年产量约矿资源。当前全球原铝的年产量约2500万吨，年消万吨，年消耗铝土矿超过一亿吨，如果照此发展下去，地球上耗铝土矿超过一亿吨，如果照此发展下去，地球上的铝土矿

11、资源就会越来越少，直至有一天枯竭。如的铝土矿资源就会越来越少，直至有一天枯竭。如果人类消费的铝能够回收利用，只要回收利用量达果人类消费的铝能够回收利用，只要回收利用量达到产量的二分之一，每年就将减少铝土矿消耗量约到产量的二分之一，每年就将减少铝土矿消耗量约5000万吨，这对保护全球铝土矿资源具有极为重要万吨，这对保护全球铝土矿资源具有极为重要的意义。其次，利用废杂原料生产一吨合金铝锭与的意义。其次，利用废杂原料生产一吨合金铝锭与用铝土矿原料生产一吨原铝锭相比，可以节省用铝土矿原料生产一吨原铝锭相比，可以节省95以上的能源消耗。以上的能源消耗。据有关资料统计，据有关资料统计，每每生生产产一一吨吨

12、原原铝铝锭锭需需要要消消耗耗能能源源2132TJ(电电能能约约占占82)，而而生生产产一一吨吨再再生生铝铝合合金金锭锭所所需需能能源源消消耗耗为为55TJ(燃燃料料约约占占80)，仅仅为为原原铝铝锭锭生生产产能能源源消消耗耗的的26，优优势势比比较较明明显显。由由于于铝铝可可以以反反复复循循环环使使用用，从从再再生生铝铝废废料料中中再再生生产产铝铝，其其节节能能效效果果更更加加显显著著。另另外外，再再生生铝铝生生产产中中二二氧氧化化碳碳的的产产生生量量和和排排放放量量与与原原铝铝生生产产相相比比，大大为为减减少少。有有资资料料统统计计，再再生生铝铝生生产产可可比比用用水水电电生生产产原原铝铝减

13、减少少二二氧氧化化碳碳排排放放量量91%，比比用用燃燃油油发发电电减减少少二二氧氧化化碳碳排排放放量量97以以上上，比比用用煤煤发发电电减减少少的的二二氧氧化化碳碳排排放放量量更更多多，环环保保效益十分显著。效益十分显著。2、回收金属的实例、回收金属的实例（1）废旧钢铁用于炼钢；）废旧钢铁用于炼钢；（2）废铁屑用于制铁盐；）废铁屑用于制铁盐；（3）定影液用于回收银）定影液用于回收银、我国古代的湿法冶金术是世界闻名的。我国、我国古代的湿法冶金术是世界闻名的。我国在世界上最先应用湿法冶金术冶炼的金属是（在世界上最先应用湿法冶金术冶炼的金属是（）A、Fe B、CuC、AgD、Hg、在冶金工业上，均不

14、能用化学还原剂制得的、在冶金工业上，均不能用化学还原剂制得的一组金属是（一组金属是（）A、NaMgAlB、NaKZnFeC、ZnFeCuAgD、MgAlZnFe、下列冶炼方法中，可将化合物中的金属元素、下列冶炼方法中，可将化合物中的金属元素还原为金属单质的是（还原为金属单质的是（）A、加热、加热Al2O3B、加热、加热CaCO3C、电解熔融、电解熔融NaClD、氯化钠与铝粉高温共热、氯化钠与铝粉高温共热课堂练习课堂练习BAC4/2/202325一、海水中蕴藏的资源及其开发意义一、海水中蕴藏的资源及其开发意义海洋水资源：海洋水资源：海水中水的储量约为海水中水的储量约为1.31091.3109亿吨

15、，亿吨，约占全球总水量的约占全球总水量的9797。化学资源：化学资源：含元素含元素8080多种，多种，海洋资源中，利用潜力海洋资源中，利用潜力最大的是海水中的化学资源。目前，在陆地上发现最大的是海水中的化学资源。目前，在陆地上发现的多种化学元素，在海水中已找到多种，的多种化学元素，在海水中已找到多种，其中多种可供提取。如，氯化钠（即食盐）有其中多种可供提取。如，氯化钠（即食盐）有亿亿吨，镁约有万亿吨，钾有万亿亿吨，镁约有万亿吨，钾有万亿吨，溴约有万亿吨，核燃料约亿吨亿吨，溴约有万亿吨，核燃料约亿吨亿吨。亿吨。矿产资源：矿产资源：海洋中所贮存的各种矿物约海洋中所贮存的各种矿物约500500亿吨。

16、亿吨。通常只要每平方米有通常只要每平方米有5 5的矿物。的矿物。锰结核、可燃冰、锰结核、可燃冰、砂和砾石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻砂和砾石，用于冶金、燃料、建筑、石英砂用制玻璃等。璃等。空间资源：空间资源：海洋可利用空间包括海上、海中、海底海洋可利用空间包括海上、海中、海底三个部分。海洋空间利用已从传统的交通运输扩大三个部分。海洋空间利用已从传统的交通运输扩大到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多到生产、通信、电力输送、储藏、文化娱乐等诸多领域。领域。我国拥有我国拥有1800018000公里的大陆海岸线，管辖的海公里的大陆海岸线，管辖的海域面积近域面积近300300万平方公里。

17、万平方公里。能源：能源：海水运动中蕴藏着巨大的能量，包括潮汐能海水运动中蕴藏着巨大的能量，包括潮汐能资源、波浪能资源、海流能资源、温差和盐差能资资源、波浪能资源、海流能资源、温差和盐差能资源、海上水能资源，它们都属于可再生能源，而且源、海上水能资源，它们都属于可再生能源，而且没有污染。没有污染。生物资源：生物资源：由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资由鱼、虾、贝、藻等组成的海洋生物资源，除了直接捕捞供食用和药用外，通过养殖、增源，除了直接捕捞供食用和药用外，通过养殖、增殖等途径还可实现可持续利用。殖等途径还可实现可持续利用。海洋生物品种繁多，海洋生物品种繁多，我国就有我国就有2027820278

18、种，其中入药的有种，其中入药的有700700种。种。知识拓展知识拓展：海洋生物资源海洋生物资源海洋能源海洋能源具有商业开发价值的：潮汐发电和波浪发电具有商业开发价值的：潮汐发电和波浪发电二、海水淡化二、海水淡化海水中水资源的利用：海水中水资源的利用：主要包括海水的淡化和直主要包括海水的淡化和直接利用海水进行循环冷却。通过从海水中提取淡接利用海水进行循环冷却。通过从海水中提取淡水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水或从海水中把盐分离出去，都可以达到淡化海水的目的。水的目的。海水淡化的方法主要有蒸馏法、电渗析法、离子交换法等。三、海水中的化学资源三、海水中的化学资源 由于与岩石、大气、生物的

19、相互作用，由于与岩石、大气、生物的相互作用，海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有海水中溶解和悬浮有大量的无机物和有机物，按含量计，水中的机物，按含量计，水中的H H、O O两种元素，两种元素，加上加上ClCl、NaNa、K K、MgMg、CaCa、S S、C C、F F、B B、BrBr、SrSr等等11 11种超过总量的种超过总量的99%99%，其他为微，其他为微量元素，总计含有量元素，总计含有8080多种元素。多种元素。海洋有海洋有取之不尽的化学资源。取之不尽的化学资源。1海水中含有的各种元素的特点：种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海种类多，总储量大，富集程度低。因此，从海水中提取物质

20、需要解决物质的富集的问题。水中提取物质需要解决物质的富集的问题。2从海水中提取物质的方法从海水中提取食盐的主要工艺流程从海水中提取食盐的主要工艺流程从海水中制从海水中制取盐的方法主要取盐的方法主要有：盐田法、电有：盐田法、电渗析法和冷冻法。渗析法和冷冻法。思考：（）思考：（）盐田法盐田法制得的制得的粗盐中含粗盐中含较多的氯化镁和氯化钙及泥沙，较多的氯化镁和氯化钙及泥沙，请设请设计实验室除去计实验室除去NaCl中混有的泥沙、中混有的泥沙、Ca2+、Mg2+离子的方法（需要仪器及实离子的方法（需要仪器及实验步骤）验步骤）先将样品溶解，加稍过量的氢氧化钙，再加入稍过量的碳酸钠溶液，过滤；在滤液中加入

21、稍过量的盐酸，蒸发结晶即可。从海水中提取镁的主要工艺流程从海水中提取镁的主要工艺流程镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上镁是一种用途很广的金属材料，目前世界上60%60%的的镁从海水中提取。主要步骤如下（见课本镁从海水中提取。主要步骤如下（见课本8484）：）：（1 1）为了使）为了使MgClMgCl2 2转化为转化为MgMg（OHOH）2 2，试剂，试剂可以可以选用选用，要使，要使MgClMgCl2 2完全转化为沉淀，加入试完全转化为沉淀，加入试剂剂的量应的量应 ，验证，验证MgClMgCl2 2已完全转化为已完全转化为MgMg（OHOH）2 2的方法的方法 。NaOH过量过量取上层清液，

22、滴入取上层清液，滴入NaOH溶液，不产生沉淀溶液，不产生沉淀（2）加入试剂）加入试剂，能够分离得到，能够分离得到Mg（OH）2沉淀沉淀的方法是的方法是。（。（3）试剂）试剂可以选用可以选用。（4）无水）无水MgCl2在熔融状态下，通电后会产生在熔融状态下，通电后会产生Mg和和Cl2，写出该反应的化学方程式写出该反应的化学方程式。过滤过滤HClMgCl2Mg+Cl2从海水中提取溴的主要工艺流程从海水中提取溴的主要工艺流程用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。用四氯化碳（或苯）萃取吸收塔内的溶液中的溴单质。用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水酸化。用蒸馏法将海水浓缩，用硫酸将浓缩的海水

23、酸化。向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴向酸化的海水中通入适量的氯气，使溴离子转化为溴单质：单质：2NaBr+Cl2NaBr+Cl2 2=Br=Br2 2+2NaCl+2NaCl向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质向含溴单质的水溶液中通入空气和水蒸汽，将溴单质吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：吹入盛有二氧化硫溶液的吸收塔内以达到富集的目的：BrBr2 2+SO+SO2 2+2H+2H2 2O=2HBr+HO=2HBr+H2 2SOSO4 4向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：向吸收塔内的溶液中通入适量的氯气：2HBr+Cl2HBr+Cl2 2=2HCl+Br=

24、2HCl+Br2 2海带中的碘元素主要以海带中的碘元素主要以I I-的形式存在，提取时用的形式存在，提取时用适当的氧化剂将其氧化成适当的氧化剂将其氧化成I I2 2，再萃取出来。，再萃取出来。用用H H2 2O O2 2做氧化剂，反应的离子方程式是：做氧化剂，反应的离子方程式是：从海带中提取碘的实验从海带中提取碘的实验提取流程提取流程反应原理反应原理含含碘碘单单质质的的有机溶液有机溶液含含碘碘单单质质的溶液的溶液试剂试剂残残渣渣含碘元素含碘元素的溶液的溶液海海带带溶解溶解过滤过滤海海带带灰灰灼烧2I-+H2O2+2H+=I2+2H2O（1）称取）称取3g干海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净干

25、海带，用刷子把干海带表面的附着物刷净（不要用水洗，有（不要用水洗，有I-）。）。将海带剪碎，用酒精润湿（便于将海带剪碎，用酒精润湿（便于灼烧）后，放在坩埚中。灼烧）后，放在坩埚中。（2）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全成灰，）用酒精灯灼烧盛有海带的坩埚，至海带完全成灰，停止加热，冷却。停止加热，冷却。（3）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入）将海带灰转移到小烧杯中，再向烧杯中加入10ml蒸蒸馏水，搅拌，煮沸馏水，搅拌，煮沸2min3min，使可溶物溶解，过滤。使可溶物溶解，过滤。（4）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约）向滤液中滴入几滴稀硫酸，再加入约1mlH2O2溶液，溶液，观察现象

26、。观察现象。（5）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象。）取少量上述滤液，加几滴淀粉溶液，观察现象。实验注意事项实验注意事项实验方法实验方法 海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带不要用水洗，以免洗去海带中的碘；用干海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。海带从而易于燃烧；灼烧海带的地方要注意通风。3 3海水综合利用联合工业体系一例（如下图）海水综合利用联合工业体系一例（如下图）海水资源的开发利用简述海水资源的开发利用简述总结总结（1 1）从海水中提取淡水）从海水中提取淡水海水淡化海水淡化（2 2）海水制盐）海水制盐（3 3）从海水中提取镁、钾、溴、碘等）从海水中提取镁、钾、溴、

27、碘等化工产品化工产品（4 4）从海水中获取铀和重水作为核能）从海水中获取铀和重水作为核能开发的重要原料开发的重要原料（5 5）从海水中获取其他物质和能量）从海水中获取其他物质和能量课堂练习1 海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：海水的综合利用可以制备金属镁，其流程如下图所示：（1）若在空气中加热MgCl26H2O，生成的是Mg(OH)Cl或MgO，写出相应反应的化学方程式 。用电解法制取金属镁时，需要无水氯化镁。在干燥的HCl气流中加热MgCl26H2O时，能得到无水MgCl2，其原因是：MgClMgCl2 26H6H2 2O=MgO+2HCl+5HO=MgO+2HCl+5H2 2

28、OO MgClMgCl2 26H6H2 2O=Mg(OH)Cl+HCl+5HO=Mg(OH)Cl+HCl+5H2 2OO 在干燥的在干燥的HClHCl气流中，抑制了气流中，抑制了MgClMgCl2 2水解，且带走水解，且带走MgClMgCl2 26H6H2 2O O受热产生的水气，故能得到无水受热产生的水气，故能得到无水MgCl2MgCl2 （2）Mg(OH)2沉淀中混有的Ca(OH)2应怎样除去？写出实验步骤。加入MgCl2溶液，充分搅拌，过滤，沉淀用水洗涤。（3 3）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、）实验室里将粗盐制成精盐的过程中，在溶解、过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，

29、分过滤、蒸发三个步骤的操作中都要用到玻璃棒，分别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的：别说明在这三种情况下使用玻璃棒的目的：溶解溶解过滤过滤蒸发蒸发搅拌，加速溶解 使待滤液体沿玻璃棒流入漏斗，防止外洒 搅拌，防止因局部过热液滴或晶体飞溅(4)(4)获得获得HClHCl的反应为的反应为2CH2CH4 4+O+O2 2+4Cl+4Cl2 2=2CO+8HCl(=2CO+8HCl(不考虑其不考虑其他反应他反应)。事实上，生产中。事实上，生产中HClHCl一直在循环使用。试从理一直在循环使用。试从理论上分析是否需要补充论上分析是否需要补充HClHCl，简要说明理由，简要说明理由 不需要补充不需要补充HC

30、lHCl,因为因为ClCl2 22HCl2HClMg(OH)Mg(OH)2 2MgClMgCl2 2ClCl2 2；依氯元素守恒可以看出理论上不要补充；依氯元素守恒可以看出理论上不要补充HClHCl。祝同学们学习进步！生活愉快第二节化学与资源综合利用、环境保护第二节化学与资源综合利用、环境保护第一课时第一课时4/2/20234/2/2023第四章化学与可持续发展第四章化学与可持续发展新课标人教版高中化学必修新课标人教版高中化学必修2一、煤、石油和天然气的综合利用一、煤、石油和天然气的综合利用（一）煤（一）煤的的综合利用综合利用阅读教材阅读教材P86P868787，回答下列问题：回答下列问题：1

31、 1、煤有哪些元素组成？根据含碳量不同可分为几类？、煤有哪些元素组成？根据含碳量不同可分为几类？2 2、为提高煤的综合利用，目前具有实用价值的方法有、为提高煤的综合利用，目前具有实用价值的方法有哪些？哪些？3 3、什么是煤的干馏？干馏后的产物有哪些，各有何用、什么是煤的干馏？干馏后的产物有哪些，各有何用？4 4、什么是煤的气化？主要的化学反应是什么？煤气、什么是煤的气化？主要的化学反应是什么？煤气化后的产物有哪几类？化后的产物有哪几类？5 5、什么是煤的液化？煤的液化有哪几个途径？、什么是煤的液化？煤的液化有哪几个途径？1、煤、煤的的形成与存在形成与存在 煤是人类历史上最古老的能源之一。在几千

32、万年甚煤是人类历史上最古老的能源之一。在几千万年甚至几亿年以前，当时的气候及环境条件都适合许多种植至几亿年以前，当时的气候及环境条件都适合许多种植物的生长，在沼泽地区出现了大量生长繁茂的植物。后物的生长，在沼泽地区出现了大量生长繁茂的植物。后来随着时间的推移，这些植物逐渐死亡，它们在细菌的来随着时间的推移，这些植物逐渐死亡，它们在细菌的作用下逐渐变成黑色或褐色的有机物质，经过长久的日作用下逐渐变成黑色或褐色的有机物质，经过长久的日积月累，形成一层厚厚的泥炭。随着地壳的变迁，这些积月累，形成一层厚厚的泥炭。随着地壳的变迁，这些泥炭被深深地埋在地下，在与空气完全隔绝的条件下，泥炭被深深地埋在地下，

33、在与空气完全隔绝的条件下，由于水分减少再加上地热和高压的作用，经过极其漫长由于水分减少再加上地热和高压的作用，经过极其漫长的岁月之后，当时的泥炭就变成了今天的煤。根据煤化的岁月之后，当时的泥炭就变成了今天的煤。根据煤化程度将煤分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。各类煤程度将煤分为泥炭、褐煤、烟煤和无烟煤四类。各类煤除主要含碳外，还含有少量氢、氧、氮、硫、磷等元素除主要含碳外，还含有少量氢、氧、氮、硫、磷等元素及其分矿物质。煤的含碳量随煤化程度加深而增加，而及其分矿物质。煤的含碳量随煤化程度加深而增加，而含氢量随煤化程度加深而减少。含氢量随煤化程度加深而减少。硫硫是煤中的有害成分。是煤中的有害成分

34、。2、煤的组成介绍、煤的组成介绍由由有机物有机物和和无机物无机物组成的复杂的混合物组成的复杂的混合物组成组成元素元素组成组成物质物质主要是主要是C元素，少量的元素，少量的H、O、N、S、P等等元素以及无机矿物质元素以及无机矿物质(Si、Al、Ca、Fe等等)无烟煤无烟煤(85(859595).烟煤烟煤(70(708585)褐褐 煤煤(50(507070).泥煤泥煤(约约5050)煤的煤的种类种类 煤的煤的“分子结构分子结构”煤煤的的“分分子子结结构构”3、煤的干馏、煤的干馏原理：原理：把煤把煤隔绝空气隔绝空气加强热使它加强热使它分解分解的过程的过程焦焦 炭炭：(灰黑色物质灰黑色物质),),治金

35、工业炼铁用治金工业炼铁用粗氨水：粗氨水：用来制氮肥和铵盐用来制氮肥和铵盐粗粗 苯：苯：提取苯、甲苯、二甲苯提取苯、甲苯、二甲苯煤焦油：煤焦油：黑褐色油状粘稠物黑褐色油状粘稠物,含芳香族化合物含芳香族化合物焦炉气：焦炉气：氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳等氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳等干干馏馏产产品品目的：目的：制备优质制备优质焦炭焦炭(灰黑色灰黑色),),治金业炼铁治金业炼铁煤的干馏煤的干馏实验装置图实验装置图原演示实验装置原演示实验装置改进后实验装置图改进后实验装置图煤干馏的主要产品和用途煤干馏的主要产品和用途P86表表424 4、煤的、煤的气化气化和液化和液化作用作用-使煤变成清洁能源，提高煤的燃

36、使煤变成清洁能源，提高煤的燃烧效率烧效率 煤的气化煤的气化：把煤中的有机物转化为把煤中的有机物转化为可燃性气体可燃性气体的过程的过程主要化学反应：主要化学反应：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高温高温煤的气化煤的气化:碳在碳在空气中燃烧空气中燃烧碳在碳在氧气中燃烧氧气中燃烧低热值气：低热值气：CO、H2、N2中热值气：中热值气：CO、H2、CH4高热值气：高热值气：CH4CO+3H2CH4+H2O催化剂（作为燃料气）作为燃料气）（煤气、合成氨、甲醇）煤气、合成氨、甲醇）（合成天然气）合成天然气）煤的气化和煤的气化和液化液化煤的液化：煤的液化：是把煤转化成是把煤转化成液体燃料液体燃料

37、的过程的过程 直接液化：直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料使煤与氢气作用生成液体燃料 间接液化：间接液化：先把煤气化成一氧化碳和氢气，先把煤气化成一氧化碳和氢气，然后再经过催化合成，得到液体燃料。然后再经过催化合成，得到液体燃料。（如：甲醇等）（如：甲醇等）作用作用使煤变成清洁能源，提高煤的燃烧使煤变成清洁能源，提高煤的燃烧效率效率石石油油 是一种暗绿色或暗褐色的粘稠的油是一种暗绿色或暗褐色的粘稠的油状液体状液体，不溶于水不溶于水，有特殊气味有特殊气味，密密度小于水，度小于水，没有一定的熔点和沸点没有一定的熔点和沸点。1 1、组成元素：、组成元素：除除C C、H H元素外，还含有少量的元素外

38、，还含有少量的 OO、NN、S S 等元素等元素2 2、组成组成化合物：化合物：主要是由各种主要是由各种烷烃、环烷烃烷烃、环烷烃和和芳香烃芳香烃所组成的所组成的混合物混合物，3 3、状态：大部分是、状态：大部分是液态烃液态烃，同时溶有少量，同时溶有少量的的气态烃气态烃、固态烃固态烃。注意：注意：石油的化学成分随产地的不同而不同。石油的化学成分随产地的不同而不同。苯和溴苯的混合物苯和溴苯的混合物，各占各占50%50%已知苯的沸点为已知苯的沸点为80.180.1，溴苯的，溴苯的沸点为沸点为156156 ，问如何分离？，问如何分离？蒸馏蒸馏：适用于不同物质之间适用于不同物质之间沸点相差较大沸点相差较

39、大的液态混合物的的液态混合物的分离。分离。石油石油蒸馏蒸馏蒸蒸馏馏烧烧瓶瓶冷冷凝凝管管牛牛角角管管(尾尾接接管管)锥锥形形瓶瓶温度计温度计酒酒精精灯灯铁架台铁架台冷凝水出口冷凝水出口冷凝冷凝水水进口进口注注意意事事项项1.蒸馏烧瓶中液体体积不得超过容积的蒸馏烧瓶中液体体积不得超过容积的2/32.少量瓷片，以防止液体在沸腾时剧烈跳动少量瓷片，以防止液体在沸腾时剧烈跳动(暴沸暴沸)3.温度计的水银球与温度计的水银球与蒸馏烧瓶蒸馏烧瓶的支管口处的支管口处4.冷凝水要从低处向高处逆流，却不可颠倒冷凝水要从低处向高处逆流，却不可颠倒分分 馏馏混合物混合物 气体气体 冷凝冷凝液体液体气化气化原理：原理：加

40、热液体混合物加热液体混合物时，沸点低的物质先挥发时，沸点低的物质先挥发变成气态，沸点高的物质不易挥发，而仍留在液变成气态，沸点高的物质不易挥发，而仍留在液体内，从而达到分离的目的。体内，从而达到分离的目的。注意注意：蒸馏与分馏的原理是一致的，都是蒸馏与分馏的原理是一致的，都是物理变化物理变化：蒸馏蒸馏：适用于不同物质之间沸点相差适用于不同物质之间沸点相差较大较大的混合物的的混合物的 分离，得到的物质为分离，得到的物质为纯净物纯净物。分馏分馏：适用于不同物质之间沸点相差较适用于不同物质之间沸点相差较接近接近的混合物的混合物 的分离，得到的物质为的分离，得到的物质为混合物混合物。石石油油的的炼炼制

41、制（常压分馏）常压分馏）原油原油分馏塔分馏塔石油气石油气(含含C4以下烃以下烃)汽油汽油(含含C5C11的烃的烃)煤油煤油(含含C11C16的烃的烃)柴油柴油(含含C15C18的烃的烃)重油重油(含含C20以上的烃以上的烃)重油重油润滑油润滑油(含含C15C20的烃的烃)凡士林凡士林液态烃和固态烃的混合物；液态烃和固态烃的混合物；石石蜡蜡(含含C20C30的烃的烃)沥沥青青(含含C30C40的烃的烃)注意：注意：外压越小，物质的沸点越低外压越小，物质的沸点越低，降低分馏塔里，降低分馏塔里的压强，的压强，使重油在低温下能充分分馏使重油在低温下能充分分馏，防止重油在防止重油在高温下炭化结焦。高温下

42、炭化结焦。（减压分馏）（减压分馏）石油的裂化和裂解石油的裂化和裂解石油的裂化石油的裂化 目的：目的：提高汽油的产量和质量；提高汽油的产量和质量；原理：原理：在一定条件下，将在一定条件下，将相对分子质量较大相对分子质量较大的烃断的烃断裂为裂为相对分子质量较小相对分子质量较小的烃的过程；的烃的过程；类型：类型：热裂化（热裂化（500）和催化裂化和催化裂化C16H34 催化剂催化剂加热、加热、加压加压C8H18辛烷辛烷+C8H16辛烯辛烯故裂化汽油中含有故裂化汽油中含有不饱和烃不饱和烃原料：原料：重油或石蜡重油或石蜡有些裂化产物还会继续分解，生成饱和有些裂化产物还会继续分解，生成饱和的和不饱和的气态

43、烃的和不饱和的气态烃石油的裂解石油的裂解目的：目的：为了获得更多的短链的不饱和气态烃为了获得更多的短链的不饱和气态烃 (主要是乙烯主要是乙烯 )衡量石油化工发展水平的重要标志衡量石油化工发展水平的重要标志原理：采用比裂化更高的温度原理：采用比裂化更高的温度(700-1000)(700-1000)，把具有，把具有长链的分子长链的分子烃断裂成各种烃断裂成各种短链的气态短链的气态烃烃的过程。的过程。深度的裂化深度的裂化注意：注意：裂解气的成分：裂解气的成分：主要是乙烯主要是乙烯还含有还含有丙烯、异丁丙烯、异丁烯烯、甲烷、乙烷、异丁烷、硫化氢和碳的氧化物等。、甲烷、乙烷、异丁烷、硫化氢和碳的氧化物等。

44、过过程程原理原理原料原料产产品及用途品及用途脱水脱水脱脱盐盐分分馏馏裂化裂化催化裂化催化裂化裂解裂解除去原油中的盐和水，减少对设除去原油中的盐和水，减少对设备的腐蚀。备的腐蚀。利用加热和冷凝，把石油分成利用加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的产物。不同沸点范围的产物。石油气，汽油，煤油，石油气，汽油，煤油，柴油，石蜡油、润滑柴油，石蜡油、润滑油、重油。油、重油。轻质液体燃料轻质液体燃料（裂化汽油）（裂化汽油）在一定条件下加热，把相对分子质量在一定条件下加热，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。较小、沸点较低的烃。轻质液体燃料轻质液体

45、燃料（裂化汽油）（裂化汽油）在一定条件下使用催化剂并加热，把在一定条件下使用催化剂并加热，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。相对分子质量较小、沸点较低的烃。采用比裂化更高的温度，使其中采用比裂化更高的温度，使其中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小的长链烃断裂成乙烯、丙烯等小分子分子乙烯、丙烯、丁乙烯、丙烯、丁二烯等（有机化二烯等（有机化工的原料）工的原料）重油重油原油原油原油原油重油重油直链烷直链烷烃烃石油气石油气【小结】石油炼制比较比较分馏、蒸馏、干馏分馏、蒸馏、干馏蒸蒸馏馏 分分馏馏干干馏馏操作操作过过程程原理原理目的目的加加热热和

46、冷和冷凝凝加加热热和冷和冷凝凝隔隔绝绝空气加空气加强强热热物理物理变变化化物理物理变变化化复复杂杂的物理的物理变变化和化和化学化学变变化化分离分离精精炼炼加工煤加工煤例：例：丁烷催化裂化时，碳链按两种形式生成两种丁烷催化裂化时，碳链按两种形式生成两种烷烃和烯烃，如果丁烷的裂化率为烷烃和烯烃，如果丁烷的裂化率为90，又知生，又知生成的两种烯烃质量相同，那么裂化后得到的混和成的两种烯烃质量相同，那么裂化后得到的混和气中分子量最小的气体所占体积约为气中分子量最小的气体所占体积约为()A.19B.36C.40D.50A3C4H103C2H6+3C2H42C4H102CH4+2C3H65C4H102CH

47、4+2C3H6+3C2H6+3C2H42/(10+51/9)例例2在沥青中含稠环芳烃，其中偶数个苯环的可视为同系在沥青中含稠环芳烃，其中偶数个苯环的可视为同系物。如：物。如：此顺推还有此顺推还有D、E、F等，在该系列化合物中含碳的最等，在该系列化合物中含碳的最大质量分数是：大质量分数是：(A)100%(B)93.75%(C)56%(D)97.3%解析解析根据题意，应先找出这一类化合物的规律，根据题意，应先找出这一类化合物的规律，A的分子式为的分子式为C10H8，B为为C16H10，C为为C22H12。故故这一类化合物的通式为这一类化合物的通式为C6n+4H2n+6，从通式可知从通式可知n值越大

48、，含碳量越高值越大，含碳量越高.D【同步训练同步训练】1 1、煤在干馏时得到气态煤在干馏时得到气态产物是（产物是（）（A A）天然气天然气 （B B）水煤气水煤气 （C C）焦炉气焦炉气 （D D）高炉煤气高炉煤气C C2.2.下列物质中，属于纯净物质的下列物质中，属于纯净物质的是（是（）3.3.把煤把煤 使它使它 的的过程，叫做煤的干馏；煤经过干馏能过程，叫做煤的干馏；煤经过干馏能生产出生产出 ;煤是工业煤是工业上获得上获得 烃的一种重要来源。烃的一种重要来源。（A A）萘萘 （B B）煤煤 （C C）煤油煤油 （D D）煤焦油煤焦油A A隔绝空气加强热隔绝空气加强热分分 解解焦炭、煤焦油、

49、焦炉煤气焦炭、煤焦油、焦炉煤气芳芳 香香4.4.菲与蒽互为同分异构体，菲的菲与蒽互为同分异构体，菲的结构简式为：结构简式为：则菲有可供则菲有可供取代的氢原子数目是（取代的氢原子数目是（）（A A）5 5 （B B）10 10 （C C）18 18 （D D）2121B B第二节化学与资源综合利用、环境保护第二节化学与资源综合利用、环境保护第二课时第二课时江苏省淮安中学张正飞江苏省淮安中学张正飞4/2/20234/2/2023第四章化学与可持续发展第四章化学与可持续发展新课标人教版高中化学必修新课标人教版高中化学必修2（三）天然气（三）天然气天然气一般是指在底下自然形成天然气一般是指在底下自然形

50、成的可燃性气体。的可燃性气体。天然气的主要成分是甲烷。天然气的主要成分是甲烷。天然气是混合物天然气是混合物西气东西气东输：该工程将天然气输：该工程将天然气从从新疆塔里木新疆塔里木输送输送到上海西郊到上海西郊，输气管道输气管道全长全长4200多千米，横多千米，横跨跨9个省、市、自治区个省、市、自治区，这一工，这一工程完成后，我国程完成后，我国东部沿海地区东部沿海地区就可以就可以用天然气作为主要燃料用天然气作为主要燃料。西西气气东东输输工工程程输输气气运运行行全全线线贯贯通通 可燃冰又称甲烷水化物，多数蕴可燃冰又称甲烷水化物，多数蕴藏在地球高纬度的永久冻土带或深海藏在地球高纬度的永久冻土带或深海海