【化学】煤、石油和天然气的综合利用教学课件 高一化学同步备课 人教版2019必修第二册.pptx
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1、 人教版2019 高一第一节第一节 自然资源的开发利用自然资源的开发利用第第3课时:煤、石油和天然气的综合利用课时:煤、石油和天然气的综合利用第八章 化学与可持续发展CONTENTS目录煤、天然气的综合利用煤、天然气的综合利用01石油的综合利用及合成材料石油的综合利用及合成材料02学习目标 1.通过阅读教材,运用分析、推理的方法,结合图片信息,认识煤的干馏、气化、液化原理和主要产品及用途,了解煤的综合利用对可持续发展的重要性。2.通过讨论交流、图示分析,了解石油的分馏和裂化产品的用途及石油化工产品的应用及投产与产出,认识合理开发和利用化石能源的重要性和必要性。3.通过联系实际,问题探究,能举例
2、说明重要资源和能源的主要类型、成分和作用,对资源的开发利用和能源的使用方案进行评价,认识合成高分子材料的重要性及石油化工废弃物带来的环境影响。新课导入新课导入 近年来,每年中国从俄罗斯进口原油超过1200万吨,大约占到了中国石油进口总量的10%。随着中国经济的快速向前发展,所需要的能源消耗也越来越多,因此中国必须要正确制定能源战略,积极与多个国家进行能源合作。迄今为止,煤、石油和天然气仍是人类使用的主要能源,同时也是重要的化工原料。如何实现化石燃料的综合利用,提高利用率,减少化石燃料所造成的环境污染,是人类面临的最大挑战。煤煤工业粮食工业粮食石油石油工业血液工业血液天然气天然气清洁能源清洁能源
3、环境污染环境污染PART 01煤、天然气的综合利用煤、天然气的综合利用0 01 1煤、天然气的综合利用任务一、认识煤的组成及综合利用任务一、认识煤的组成及综合利用学生活动学生活动1:阅读教材P102页第一、二自然段内容,思考煤的组成和结构有何特点?对煤进行综合利用有何意义?煤是由有机物和少量无机物组成组成的复杂混合物,主要含碳元素,还含有少量 H、O、N、S 等元素。煤根据组成成分中含碳量不同,由高到低可以将煤分为无烟煤、烟煤、褐煤、泥煤等。煤直接燃烧会产生大量的煤灰、煤渣、废气,污染环境、燃烧效率低等0 01 1煤、天然气的综合利用任务一、认识煤的组成及综合利用任务一、认识煤的组成及综合利用
4、学生活动学生活动1:阅读教材P102页第一、二自然段内容,思考煤的组成和结构有何特点?对煤进行综合利用有何意义?煤综合利用的意义意义:一是一是减少煤燃烧产生的大量SO2、NOx、碳的氧化物和粉尘等污染物的排放;二是二是提高煤燃烧的效率煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径,煤的燃烧效率也有很大的提高;三是三是生产基本化工原料通过煤的干馏,获得大量的基本化工原料。【温馨提示】【温馨提示】迄今为止,煤、石油和天然气仍是人类使用的主要能源,同时它们也是重要的化工原料。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。0
5、 01 1煤、天然气的综合利用任务一、任务一、认识煤的组成及综合利用认识煤的组成及综合利用0 01 1煤、天然气的综合利用任务一、任务一、认识煤的组成及综合利用认识煤的组成及综合利用学生活动学生活动2:阅读教材P102页低二、三自然段,结合表8-1,思考煤的综合利用有哪些主要途径?各途径的原理及特点分别是什么?实现煤的综合利用的主要途径是干馏、气化和液化干馏、气化和液化,目的是获得清洁的燃料和多种化工原料。煤的干馏干馏是指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。干馏产品主要成分及名称主要用途气态液态固态焦焦碳碳煤焦油煤焦油(苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘、沥青)焦炉气焦炉气(
6、H2、CH4、CO等)、粗氨水、粗苯粗氨水、粗苯燃料、化肥、炸药、医药、农药、合成材料炸药、医药、农药、合成材料、染料、筑路材料、制碳素电极冶金、合成氨造气、电石、燃料0 01 1煤、天然气的综合利用任务一、任务一、认识煤的组成及综合利用认识煤的组成及综合利用学生活动学生活动2:阅读教材P102页低二、三自然段,结合表8-1,思考煤的综合利用有哪些主要途径?各途径的原理及特点分别是什么?【温馨提示】【温馨提示】煤的干馏、气化、液化(产品为煤油、汽油等)均属于化学变化。煤的气化是指将煤转化为可燃性气体的过程,主要反应的方程式为:C+H2O(g)CO+H2高温高温煤的液化是指将煤直接或间接转化为甲
7、醇等液体燃料的过程。直接液化为煤煤与氢气氢气作用生成液体燃液体燃料料;间接液化为煤先转化为一氧化碳和氢气,再在催化剂作用下合成甲醇CO+2H2 CH3OH等催化剂催化剂0 01 1【典例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。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,故煤的气化并无意义对应训练【解析】煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物。苯和甲苯是煤中的某些干馏产物中的主要成分,并
8、不是煤本身含有的,是煤干馏过程中发生化学反应生成的。煤气化后变成清洁高效的燃料,再燃烧可提高其利用率,意义重大。B0 01 1【典例2】有关煤的叙述中正确的是()A煤在空气中加强热可得焦炭,煤焦油,粗苯,粗氨水和焦炉气 B煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,内含煤焦油等成分 C煤的气化主要反应是C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)D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对应训练【解析】A.将煤在隔绝空气时加强热,使它发生发生分解反应,可得焦炭,煤焦油,粗苯,粗氨水和焦炉气,A错误;B.煤是由多种有机物和无机物组成的复杂的混合物,煤干馏后得到的煤焦油,原物质中不
9、含煤焦油,B错误;C.煤的气化主要是使煤与水蒸气在高温下发生反应,C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g),产生氢气和CO气体,C正确;D.推广使用煤液化和气化技术,可减少二氧化硫等有害气体的排放,D错误。故合理选项是C。C0 01 1煤、天然气的综合利用任务二、天然气的组成及综合利用任务二、天然气的组成及综合利用学生活动学生活动1:阅读教材P102页最后自然段,回答天然气的主要成分及用途是什么?天然气的主要成分是甲烷,能成为21世纪新型清洁能源是因为它的燃烧更充分且燃烧产物是水和二氧化碳不会污染环境。重要的化工原料,主要用于合成氨及生产甲醇等:CH4H2O CO 3H2、CO 2H2
10、CH3OH催化剂催化剂0 01 1煤、天然气的综合利用任务二、天然气的组成及综合利用任务二、天然气的组成及综合利用学生活动学生活动2:阅读教材P103页“资料卡片”栏目,思考天然气水合物的组成、开发及应用有何特点?天然气水合物是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质,主要成分是甲烷水合物,其组成可表示为CH4nH2O。天然气水合物的外观像冰,具有可燃性,故又被称为“可燃冰”,它被认为是21世纪的高效清洁能源。储量巨大的天然气水合物的分解和甲烷释放,可能会诱发海底地质灾害,加重温室效应。目前,开发利用天然气水合物已经成为人们关注的重要领域,我国的天然气水合物开采技术处于世界先进水平。0
11、 01 1【典例1】下列有关说法不正确的是()A天然气、液化石油气和汽油的主要成分都是碳氢化合物 B等物质的量的氯气与甲烷在光照条件下反应能制得纯净的一氯甲烷 C生产口罩的熔喷布以聚丙烯为主要原料,合成聚丙烯的原料主要来 自石油的裂解 D煤焦油中可以获取苯、甲苯、二甲苯等有机化合物对应训练【解析】A项,天然气、液化石油气和汽油都是烃,主要成分都是碳氢化合物,正确;B项,在光照条件下,等物质的量的氯气与甲烷发生取代反应,会生成多种产物,不能够制得纯净的一氯甲烷,错误;C项,聚丙烯的原料为丙烯,主要来自石油的裂解,正确;D项,煤通过干馏得到的煤焦油中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物,通过分馏可以获取苯
12、、甲苯、二甲苯等有机物,正确。B0 01 1【典例2】天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体,等物质 的量的CH4和CO2产生的温室效应,前者大。下列是有关天然气的几种 叙述,其中正确的是()天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源;等质量的CH4和CO2产生 的温室效应也是前者大;燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一;CH4作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇。A B C D对应训练【解析】天然气与煤、柴油相比,氢元素的质量分数高,氢燃烧产物无污染,是相对清洁的能源;CH4的摩尔质量为16 gmol1,CO2的摩尔质量为44 gmol1,则等质量时,CH4产生的温室效应大于CO2;天然气燃烧不
13、产生硫、氮的氧化物,不会形成酸雨;由CH4的用途知正确。BPART 02石油的综合利用及合成材料石油的综合利用及合成材料0 02 2石油的综合利用及合成材料任务一、石油的组成及综合利用任务一、石油的组成及综合利用学生活动学生活动1:阅读教材P103页第二、三自然段,思考石油的组成有何特点?石油是由古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的一种化石能源,含有C、H、S等元素。石油是由多种碳氢化合物组成的混合物,成分主要为各种烷烃、环烷烃和芳香烃烷烃、环烷烃和芳香烃。石油是一种黑褐色的粘稠状物质,石油是一种黑褐色的粘稠状物质,有特殊气味,比水轻,不溶于水,有特殊气味,比水轻,不溶于水,没有固定的熔、
14、沸点。石石油油的的炼炼制制0 02 2石油的综合利用及合成材料任务一、石油的组成及综合利用任务一、石油的组成及综合利用【温馨提示】【温馨提示】石油不可以直接用作燃料,石油需要经过炼制,才能分离出能驱动汽车、飞机等的汽油、煤油等。0 02 2石油的综合利用及合成材料任务一、石油的组成及综合利用任务一、石油的组成及综合利用石油石油的综的综合利合利用工用工艺流艺流程图程图0 02 2石油的综合利用及合成材料任务一、石油的组成及综合利用任务一、石油的组成及综合利用学生活动学生活动2:阅读教材P103104页内容,结合图8-6、图8-7,思考什么是石油的分馏、裂化、裂解和催化重整?加工方法定义主要原料主
15、要产品或原理常压分馏减压分馏石油的分馏石油的分馏通过加热和冷凝方法,把石油分离成不同沸点范围内的产物的过程。石油重油汽油、煤油、柴油、重油柴油、润滑油、燃料油、沥青、石蜡煤油、汽油、柴油统称轻质油轻质油 0 02 2加工方法定义主要原料主要目的主要产品或原理裂化 石油的综合利用及合成材料任务一、石油的组成及综合利用任务一、石油的组成及综合利用学生活动学生活动2:阅读教材P103104页内容,结合图8-6、图8-7,思考什么是石油的分馏、裂化、裂解和催化重整?石油的裂化石油的裂化C16H34 C8H18C8H16提高轻质液体燃料的产量和质量一定条件下,把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质
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