【高中化学】自然资源的开发利用（3） 2022-2023学年高一化学（人教版2019必修第二册）.pptx

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1、第一节自然资源的开发利用第3课时第八章化学与可持续发展知识导航21本节重难点煤、石油、天然气为原料综合利用节约能源及防止污染的重要性新课导入燃料对我们来说并不陌生，你认识生活中的这些燃料吗？你能区分这些燃料哪些是不可再生的化石燃料吗？知识梳理上述燃料中的煤、石油、天然气就是人们常说的化石燃料。化石燃料是不能再生的资源，用一点少一点。天然气石油煤化石燃料知识梳理煤、石油和天然气在燃烧时能释放能量，是很好的能源。现在，世界上多数国家利用的能量(如热能、电能等)主要来自化石燃料的燃烧。例如：在我国，很大一部分电能是由煤燃烧产生的热能转化而来的。知识梳理你知道化石燃料是怎么形成的吗？知识梳理煤的形成l

2、煤的综合利用在沼泽和森林生 长 的 植 物这些腐化植物层屡受到地热和细菌分化作用，就 成 为 煤 层植物死后，就会腐烂，并被泥沙覆盖起来，形成很多 腐 化 植 物 层 和 泥 沙 层知识梳理煤的组成和利用l煤的综合利用n工业的粮食n黑色的金子我国煤炭资源丰富，石油和天然气资源却相对不足，煤炭保有储量超过1万亿吨，占我国化石能源总储量的90%以上。物质组成：和组成的复杂混合物元素组成：主要为，还含有少量等元素有机物少量无机物CH、O、N、S知识梳理由于煤中含有N、S等易与空气中组成成风形成环境污染的化合物，故煤炭使用前要经过：干馏、气化和液化获得清洁的燃料和多种化工原料，这是目前实现煤的综合利用

3、的主要途径。知识梳理l煤的综合利用焦炭煤焦油焦炉气(CO、H2、CH4、CO2等)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用于金属冶炼、制造电极作化工原料焦化干馏粗氨水粗苯化学变化煤焦油：主要是由各种芳香烃组成的液态混合物，根据各种芳香烃的沸点不同，利用蒸馏法进行分离可以得到芳香烃知识梳理l煤的综合利用将煤转化为可燃性气体的过程气化作燃料气和化 工 原 料化学变化高温高压下，在催化剂等作用下使煤发生裂解并加氢液化CH2O(g)COH2高温COH2CH4等化学变化CO和H2甲醇直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料间接液化：煤_等气化催化剂汽油煤油柴油等作液体燃料知识梳理l煤的综合利用

4、知识梳理天然气和石油的形成l天然气和石油的综合利用主要成分：综合利用：洁净的气体燃料(燃烧的产物是二氧化碳和水)化工原料：合成和生产，合成两个或多个碳原子的等氨有机化合物甲醇天然气CH4(甲烷)知识梳理石油的组成和利用l石油的综合利用石油石油石油(物理变化)分馏l原理：利用石油中各成分的沸点不同主要含C、H，含有少量S、N、O等溶剂油汽油航空煤油煤油柴油润滑油石蜡沥青l工业的血液知识梳理石油可以直接用作燃料吗？为什么？l不可以，石油需要分馏。在石油中能分离出能驱动汽车、飞机等的汽油、煤油等知识梳理石油经分馏后可以获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油，但其产量难以满足社会需求，而含碳原子多的

5、重油却供大于求。因此，需要通过催化裂化过程将重油裂化为汽油等物质，再进一步裂解，可以获得很多重要的化工原料。裂化汽油C16H34十六烷C8H18辛烷C8H16辛烯催化剂加热、加压原理：目的：提高_的产量辛烷值是交通工具所使用的燃料(汽油)抵抗震爆的指标，辛烷值高低与汽油质量没有直接关系，汽油的标号高表示抗爆性好。一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃定义：知识梳理l石油的综合利用裂解原理：目的：生产等气态化工原料催化剂加热、加压C8H18辛烷C4H10丁烷C4H8丁烯C2H6乙烷C2H4乙烯C4H10丁烷催化剂加热、加压CH4甲烷C3H6丙烯C4H10丁烷催化

6、剂加热、加压定义：高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃乙烯知识梳理链状烃环状烃苯甲苯l石油的综合利用催化重整_或_等化工原料产品：目的：使_转化为_苯甲苯知识梳理l石油的分馏和裂化及产品用途示意图知识梳理l石油的综合利用塑料、合成橡胶、合成纤维即三大有机合成材料目前，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。知识梳理示例：乙烯制聚乙烯：_丙烯制聚丙烯：_nCH2=CHCH3催化剂nCH2-CHCH3nCH2=CH2催化剂nCH2-CH2例如，在石油工业发展的早期，乙烯和丙烯都曾被当作炼油厂的废气而白白烧掉，聚乙烯和聚

7、丙烯的研制成功使乙烯、丙烯这些曾经的“废弃物”得到了充分利用。知识梳理合理利用与开发新能源250200150100500煤煤石油石油天然气天然气按照目前全世界对化石燃料的消耗速度计算，化石燃料可供人类使用的时间如下图所示，根据图示，谈谈你对化石燃料使用与开发的看法。45-50年50-60年200-220年知识梳理节约能源l研制节能产品，减少能源消耗；l节约用电；l节约用煤；提高燃料的利用率l改进燃料燃烧设备和技术，使燃料充分燃烧；l对燃料进行深加工后综合利用。l合理利用与开发新能源知识梳理太阳能风能核能地热能水能生物质能l合理利用与开发新能源知识梳理l合成材料引起环境问题白色污染合成材料的应用

8、与发展，大大方便了人类的生活。但是，合成材料废弃物的急剧增加也带来了环境问题，废弃塑料带来的“白色污染”尤为严重。白色污染的危害知识梳理使用一些新型的、可降解的塑料减少使用不必要的塑料制品l解决“白色污染”的措施如用布袋代替塑料袋等如塑料袋、塑料盒等回收各种废弃塑料如微生物降解塑料和光降解塑料等重复使用某些塑料制品PVC知识梳理煤、汽油、煤油、柴油和液化石油气等燃料中，除了含有碳、氢元素外，还含有少量硫、氮等元素，这些元素在燃烧时会转化为二氧化硫和氮的氧化物，释放到大气中，造成环境污染。知识梳理化石燃料燃烧时排放大量的CO2等污染物，会加剧“温室效应”l化石燃料燃烧对环境的影响知识梳理煤燃烧时

9、排放的SO2、NO2等污染物，会形成酸雨研究表明，酸雨对土壤、水体、森林、建筑、名胜古迹等人文景观均带来严重危害，不仅造成重大经济损失，更危及人类生存和发展，需要世界各国齐心协力，共同治理。酸雨对环境的危害可以使水质酸化，毒害鱼类和其他水中生物使土壤酸化，破坏农田，损 害 农 作 物、森 林腐蚀建筑物、金属制品、名胜古迹等l化石燃料燃烧对环境的影响拓展延伸可燃冰未来的新能源海域可燃冰实物样品陆地冻土区可燃冰实物样品可燃冰外观像冰，主要含有甲烷水合物(由甲烷分子和水分子组成)，还含少量二氧化碳等气体。其在低温和高压条件下形成，一体积可燃冰可储载100200倍体积的甲烷气体，具有能量高、燃烧值大等

10、优点。目前，可燃冰的开发尚处于试验性开采阶段。随堂演练1.国内能源供应紧张形势日益加剧，煤的涨价导致部分地区电荒，煤在国民经济中的重要地位由此可见一斑。下列关于煤的说法正确的是()A.煤属于有机化合物B.在物质变化类型上，煤的干馏包含了物理变化和化学变化C.煤中含有大量的苯、甲苯等芳香烃，煤是芳香烃的主要来源D.煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化并无意义B2.下列转化不属于煤或石油的综合利用的是()A.将煤干馏制得煤焦油和焦炭B.在一定条件下将煤气化或液化生成气体或液体燃料C.将煤制成煤球作燃料D.将石油裂解制得乙烯等化工原料C随堂演练3.关于煤和石油的综合利用，下列说法正确

11、的是()A.煤中含有甲苯、二甲苯等有机物，可以通过干馏得到B.以煤为主要原料，可以合成甲醇C.石油裂化的目的是获取短链不饱和气态烃D.石油裂化生产的汽油不能使溴水褪色B4.下列有关煤和石油的说法正确的是()A.煤和石油都属于有机化合物B.煤的干馏和石油的分馏都属于化学变化C.水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料D.石油在加热和催化剂的作用下可使烃分子重整生成苯、甲苯等有机物D随堂演练5.目前，多数石油产品仍作为燃料使用，如把石油产品来合成高分子材料，其价值将成倍提升，试写出用汽油(主要成分为辛烷C8H18)为原料，生成聚乙烯塑料的合成原理？nCH2=CH2催化剂nCH2-CH2催化剂加热、加压C8H18辛烷C4H10丁烷C4H8丁烯C4H10丁烷C2H6乙烷C2H4乙烯催化剂加热、加压课堂小结第一节自然资源的开发利用第2课时形成煤、天然气、石油的综合利用组成和利用综合利用节约能源及防止污染的重要性节约能源酸雨温室效应白色污染开发新能源