【化学】煤、石油和天然气的综合利用 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 化学与可持续发展第一节 自然资源的开发利用8.1.3煤、石油和天然气的综合利用学习目标学习目标1.了解煤、石油和天然气的组成及综合利用。2.知道节约能源及防止污染的重要性，建立可持续发展意识和绿色化学观念，并能对与此有关的社会热点问题做出正确的价值判断课堂导入化石燃料人类使用的主要能源及重要的化工原料优点:提供能量、化工原料；缺点:不可再生、环境污染煤石油天然气一、煤的综合利用（1）煤的组成有机物+少量无机物组成的复杂混合物主要元素主要元素其他元素其他元素氧化物会造成环境问题CO2会加剧温室效应CH、O、N、S 等煤直接作燃料利用率低并污染环境。一、煤的综合利用煤的干馏：将煤隔绝空气加

2、强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化黑褐色粘稠的油状物生成，这是煤焦油成分：苯、甲苯、二甲苯等点燃，导管尖嘴处有淡蓝色火焰。出炉煤气：氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳玻璃管中的烟煤粉最后变成黑灰色固体物质这是焦炭表表8-1 煤干煤干馏的主要的主要产品和用途品和用途干馏产品主要成分主要用途出炉煤气(气)焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳气体燃料、化工原料粗氨水氨、铵盐氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯炸药、染料、医药、农药、合成材料煤焦油(液)苯、甲苯、二甲苯酚类、萘染料、医药、农药、合成材料沥青筑路材料、制碳素电极焦炭(固)碳冶金、合成氨造气、电石、燃料一、煤的综合利用煤的气化：将煤转化为可燃性气体的过程主要

3、反应是：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高温高温水煤气（管道煤气）煤的液化：将煤转化为液体燃料的过程，包括直接液化和间接液化直接液化:煤与氢气作用生成液体燃料。间接液化:先转化为CO和H2，再在催化剂作用合成甲醇等。C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高温高温 CO+2H2 CH3OH（甲醇）一定条件一定条件一、煤的综合利用（2）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都属于化学变化二、天然气的综合利用（1）主要成分：甲烷，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷等（2）综合利用：天然气水合物主要成分是甲烷水合物，其组成可表示为CH4nH2O又称可燃冰天然气水合物天然

4、气水合物海底海底:可燃冰可燃冰(CH4nH2O)三、石油的综合利用（1）组成：由多种碳氢化合物组成的混合物（2）综合利用：石油分馏石油分馏石油裂化石油裂化石油裂解石油裂解催化重整催化重整石油的分馏是物理变化，获得的是轻质油（混合物）石油气石油气(C1C4)汽油汽油(C5C12)煤油煤油(C12C16)柴油柴油(C15C18)重油重油(C20以上以上)原油原油脱盐脱水脱盐脱水石油石油常常压分分馏柴油、燃料油、石蜡、柴油、燃料油、石蜡、润滑油、滑油、沥青青减压减压分馏分馏轻质液液体燃料体燃料三、石油的综合利用石油的分馏：利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程叫做分馏石油气沥青汽油煤油柴油润滑油溶

5、剂油分馏塔直馏汽油化学变化C16H34 C8H18+C8H16催化催化剂加加热、加、加压烷烃烷烃烯烃裂化裂化的主要的主要产物：物：汽油汽油、煤油煤油、柴油柴油、润滑油等滑油等三、石油的综合利用石油的裂化：将重油裂化为汽油，提高轻质液体燃料的产量三、石油的综合利用石油的裂解：裂化后再进一步裂解C4H10丁丁烷CH4甲甲烷C3H6丙丙烯 催化剂催化剂 加热、加压加热、加压C2H6乙乙烷C4H10丁丁烷C2H4乙乙烯 催化剂催化剂 加热、加压加热、加压C8H18辛辛烷C4H10丁丁烷C4H8丁丁烯 催化剂催化剂 加热、加压加热、加压获得获得乙烯、丙烯、甲烷、乙烯、丙烯、甲烷、丁二烯丁二烯等重要化工基

6、本原料等重要化工基本原料化学变化催化重整：通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃，获得苯、甲苯【思维拓展】什么叫裂化汽油和直馏汽油？怎么鉴别它们？通过分馏得到的汽油叫直馏汽油，直馏汽油中没有不饱和烃。通过裂化得到的汽油叫裂化汽油，裂化汽油中含有不饱和烃。鉴别它们可以使用溴水，能使溴水褪色的为裂化汽油，不能使溴水裉色的为直馏汽油。三、石油的综合利用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 煤、石油和天然气的综合利用煤的组成及其综合利用天然气的组成及其综合利用石油的组成及其综合利用合成高分子材料煤的干馏煤的气化煤的液化石油的分馏石油的裂解催

7、化重整塑料合成橡胶干馏干馏蒸馏蒸馏分馏分馏原理原理产物产物反应反应类型类型隔绝空气、高温下使物质分解根据液态混合物各组分沸点不同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(1)石油的分馏为物理变化，获取的各种产品为混合物()(2)石油的裂化和裂解原理相同，目的

8、也相同()(3)裂化汽油不能用作提取溴的萃取剂()(4)含4个碳原子的烷烃，经催化裂解后，只能生成2种气态烃()(5)石油在加热和催化剂的作用下，可通过结构重整，获取苯、甲苯等环状烃()(6)许多性能优异的合成高分子材料的原料为煤、石油和天然气()1.下列说法不正确的是()A.煤的干馏是化学变化B.煤液化后可以得到甲醇等液体燃料C.煤经气化和液化两个物理变化过程，可变为清洁能源D.根据煤的干馏产品，可推知煤中含有C、H、O、N等元素化学变化焦炉气(H2、CH4、C2H4、CO)、煤焦油(苯、甲苯、酚等)、粗氨水、粗苯和焦炭2.下列说法正确的是A.石油的分馏、裂化、裂解均属于化学变化B.煤的干馏

9、、气化、液化均属于物理变化C.汽油、煤油、柴油、聚乙烯均是纯净物D.石油在加热和催化剂的作用下可使烃分子重整生成苯、甲苯等有机物裂化、裂解均属于化学变化，分馏属于物理变化三者均有新物质生成，属于化学变化以上均为是混合物3.(2022山东济宁高一期末)我国在“煤变油”技术上已取得了重大突破，达到5吨煤可以合成1吨成品油的水平。下列叙述错误的是A.煤是复杂的混合物，其组成以碳元素为主B.“煤变油”的方法之一是使煤与H2作用生成液态有机物C.煤之所以能变“油”，是因为煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油D.煤变成成品油需要经过一系列工艺流程，发生复杂的物理、化学变化才能实现“煤变油”是使煤与H2作用生成液态有机物，而不是因为煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油。