【化学】煤、天然气综合利用 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册.pptx

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1、第八章第八章 化学与可持续发展化学与可持续发展第一节第一节 自然资源的开发利用自然资源的开发利用第第1课时课时 煤和天然气煤和天然气【学习目标学习目标】1、了解煤、天然气的组成及其综合利用。、了解煤、天然气的组成及其综合利用。2、了解以煤、天然气为原料生产合成材料。、了解以煤、天然气为原料生产合成材料。3、了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源、了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源 的方法。的方法。【重难点重难点】煤的综合利用及其涉及到的反应煤的综合利用及其涉及到的反应煤煤石油石油天然气天然气目前，目前，煤、石油和天然气是人类使用的主要能源煤、石油和天然气是人类使用的主要能源、重要化

2、工原料重要化工原料；三者为三者为不可再生能源不可再生能源，如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。誉为誉为“工业的血液工业的血液”誉为誉为“工业的粮食工业的粮食”导一一、煤煤的组成和综合利用的组成和综合利用2、煤与炭的区别、煤与炭的区别形成方式不同：形成方式不同：煤煤是古时的动植物长时间埋在地下，由高是古时的动植物长时间埋在地下，由高温、变质等物理、化学变化得到的产物；温、变质等物理、化学变化得到的产物；炭炭是将是将木材木材隔绝空气烧而成的黑色

3、固体。隔绝空气烧而成的黑色固体。1、煤的组成（包括元素）煤的组成（包括元素）划课本！划课本！本质不同：本质不同：煤是可燃烧的沉积岩；煤是可燃烧的沉积岩；炭有木炭、焦炭两种。炭有木炭、焦炭两种。3、煤的综合利用煤的综合利用煤直接作燃料煤直接作燃料利用率低并污染环境；利用率低并污染环境；煤的综合利用的主要途径是：煤的综合利用的主要途径是：煤的干馏、煤的气化、煤的液化煤的干馏、煤的气化、煤的液化，目的是获得洁净的燃料和多种化工原料。目的是获得洁净的燃料和多种化工原料。思前8分钟后5分钟1、煤的干馏、气化、液化属于什么变化？概念以及、煤的干馏、气化、液化属于什么变化？概念以及 涉及相关方程式有哪些？涉

4、及相关方程式有哪些？2、煤、炭有什么区别？、煤、炭有什么区别？3、天然气的主要成分是什么？、天然气的主要成分是什么？4、干馏、分馏、蒸馏有什么区别？、干馏、分馏、蒸馏有什么区别？阅读课本102页，回答下列问题：完成相应的练习题完成相应的练习题存在的疑问写在【我有问题要问】存在的疑问写在【我有问题要问】(1)煤、石油和天然气是不可再生能源煤、石油和天然气是不可再生能源 ()(2)煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质()(3)将煤在空气中强热分解的过程为煤的干馏将煤在空气中强热分解的过程为煤的干馏 ()(4)煤里主要含碳及少量的其他元素，但绝大多数都含硫，工

5、业煤里主要含碳及少量的其他元素，但绝大多数都含硫，工业 上大量燃烧含硫燃料会形成上大量燃烧含硫燃料会形成“酸雨酸雨”()(5)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料 ()(6)煤的气化和液化都是物理变化煤的气化和液化都是物理变化()(7)把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏()判断正误判断正误 煤的干馏必须隔绝空气煤的干馏必须隔绝空气，否则会使分解出来的成分燃烧。否则会使分解出来的成分燃烧。煤的干馏能够减少燃烧污染煤的干馏能够减少燃烧污染，提高燃煤的热效率提高燃煤的热效率，且能从煤中提取有价值且能从煤中提取有

6、价值的化工原料。的化工原料。煤的干馏过程中发生的主要是煤的干馏过程中发生的主要是化学变化化学变化，而蒸馏的过程发生的是而蒸馏的过程发生的是物理变化物理变化。评一、煤一、煤的综合利用的综合利用 煤的干馏：属于煤的干馏：属于_变化变化；定义：；定义：_；得到的主要产物得到的主要产物:_、_、_、_、_；化学化学煤煤隔绝空气隔绝空气加强热使之加强热使之分解的过程分解的过程焦炉气焦炉气粗氨水粗氨水粗苯粗苯煤焦油煤焦油(液液)焦炭焦炭(固固)煤的气化：煤的气化：属于属于_变化变化；定义：；定义：_；涉及的反应方程式：涉及的反应方程式：_ 水煤气的主要成分：水煤气的主要成分：_煤的液化煤的液化:属于属于_

7、变化变化；分类：；分类：_和和_；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的过程可燃性气体的过程化学化学C(s)H2O(g)CO(g)H2(g)高温高温CO、H2 化学化学直接液化直接液化间接液化间接液化直接液化：直接液化：煤与氢气作用生成煤与氢气作用生成液体燃料液体燃料间接液化：间接液化：先转化为先转化为CO和和H2，再在催化剂作用合成，再在催化剂作用合成甲醇甲醇 CO+2H2 CH3OH（甲醇）（甲醇）一定条件一定条件实现煤的清洁利用，实现煤的清洁利用，并且可以并且可以生产化工原料生产化工原料方法方法变化类别变化类别处理过程处理过程产产 物物煤的干馏煤的干馏煤的气化煤的气化直接液

8、化直接液化间接液化间接液化煤的干馏、气化、液化对比煤的干馏、气化、液化对比化学变化化学变化化学变化化学变化化学变化化学变化化学变化化学变化粗苯等多种化工原料粗苯等多种化工原料将煤转化为将煤转化为可燃性气体可燃性气体水煤气水煤气煤与氢气作用生成煤与氢气作用生成液体燃料液体燃料先转化成先转化成CO和和H2隔绝空气高温分解隔绝空气高温分解甲醇甲醇干馏干馏蒸馏蒸馏分馏分馏原理原理产物产物反应类型反应类型隔绝空气、高温隔绝空气、高温下使物质分解下使物质分解根据液态混合物根据液态混合物中各组分沸点不中各组分沸点不同进行分离同进行分离与蒸馏原理与蒸馏原理相同相同产物为混合物产物为混合物产物为单一组产物为单一

9、组分的纯净物分的纯净物产物为沸点相产物为沸点相近的各组分组近的各组分组成的混合物成的混合物化学变化化学变化物理变化物理变化物理变化物理变化化学化学“三馏三馏”的比较的比较二、二、天然气的综合利用天然气的综合利用天然气是天然气是古生物遗骸长期沉积地下古生物遗骸长期沉积地下,经慢慢转化及变质裂解而产生的经慢慢转化及变质裂解而产生的 气态碳氢化合物气态碳氢化合物.天然气CH4主要成分应用清洁燃料化工原料合成氨合成甲醇合成两碳或多碳有机物天然气水合物天然气水合物是天然气水合物是天然气天然气与与水水在高压、低温在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷水合

10、物，其组成可表示为：是甲烷水合物，其组成可表示为：CH4 nH2O，甲烷分子处于多个水分子形，甲烷分子处于多个水分子形成的笼中，天然气水合物的外观像冰，具成的笼中，天然气水合物的外观像冰，具有有可燃性可燃性，故又被称为：，故又被称为：“可燃冰可燃冰”。清洁燃料：燃烧时能产生高热值清洁燃料：燃烧时能产生高热值、且不污染环境的燃料且不污染环境的燃料如如：氢气、液化石油气、甲醇、乙醇氢气、液化石油气、甲醇、乙醇【小结】【小结】煤的综合利用的意义：煤的综合利用的意义：减少污染物的排放减少污染物的排放；提高煤燃烧的效率：提高煤燃烧的效率：煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源煤的气化、液化都是使煤变成清洁能

11、源的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。获得重要的化工原料：获得重要的化工原料：通过煤的干馏，获得大量重要的化工原料。通过煤的干馏，获得大量重要的化工原料。官能团的转化官能团的转化1、烷烃、烷烃 卤代烃卤代烃 烯烃烯烃 卤代烃卤代烃 CH4+Cl2 CH3Cl+HCl光照光照 炔烃炔烃 卤代烃卤代烃 CH2=CH2+Br2 CH2BrCH2BrCH2=CH2+HCl CH3CH2Cl催化剂催化剂CHCH+HCl CH2CHClCH2CHCl +HCl CH3CHCl2/CH2ClCH2Cl 催化剂催化剂催化剂催化剂2、烯烃、烯烃 烷烃烷烃 CH2=CH

12、2+H2 CH3CH3催化剂催化剂 炔烃炔烃 烷烃烷烃 CHCH+2H2 CH3CH3 催化剂催化剂4、烯烃、烯烃 醇醇CH2=CH2H2O CH3CH2OH3、醇醇 烯烃烯烃CH3CH2OH CH2=CH2+H2O浓硫酸浓硫酸170 酯酯 醇醇5、醇、醇 酯酯CH3COOHCH3CH2OH CH3COOCH2CH3H2O浓硫酸浓硫酸CH3COOCH2CH3H2O CH3COOH CH3CH2OHH+6、醇、醇 醛醛2CH3CH2OHO2 2CH3CHO2H2O7、醇、醇 羧酸羧酸C2H5OH CH3COOHK2Cr2O7(H+)或或KMnO4(H+)已知已知D是有香味且不溶于水的油状液体；是

13、有香味且不溶于水的油状液体；E的产量可以用来衡量一个的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。请写出国家的石油化工发展水平。请写出A、B、C、D和和E的结构简式。的结构简式。A、CH3CH2OH B、CH3CHO C、CH3COOH D、CH3COOC2H5 E、CH2=CH2课堂检测1、下列说法不正确的是下列说法不正确的是（）A煤的气化、液化和干馏都是化学变化煤的气化、液化和干馏都是化学变化B天然气的主要成分甲烷在高温下可分解为炭黑和氢气天然气的主要成分甲烷在高温下可分解为炭黑和氢气C乙烯为不饱和烃，分子中乙烯为不饱和烃，分子中 6 个原子处于同一平面个原子处于同一平面D在催化剂作用下利用太阳能光解水可以制取氢气，该反在催化剂作用下利用太阳能光解水可以制取氢气，该反应放出热量应放出热量D2、下列有关煤的叙述正确的是（下列有关煤的叙述正确的是（）A煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物，煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物，主要含碳、氢元素主要含碳、氢元素B煤在空气中加强热可得焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气煤在空气中加强热可得焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气C推广使用煤液化和气化技术，可减少二氧化碳等推广使用煤液化和气化技术，可减少二氧化碳等 温室气体的排放温室气体的排放D煤的气化的主要反应是煤的气化的主要反应是A