2020版新教材高中化学3.2.1从天然气、石油和煤中获取燃料课件鲁教版.pptx

第2节 从化石燃料中获取有机化合物 第1课时 从天然气、石油和煤中获取燃料,一、天然气和煤直接用作燃料 1.化石燃料 (1)含义:化石燃料又叫作_, 包括_,属于_能源。,矿石燃料、矿物燃料,天然气、煤和石油,不可再生,(2)现存问题: 化石燃料存在逐渐枯竭的危机; 引起的环境问题:如温室效应、有毒气体和粉尘污染等。,2.天然气 (1)主要成分:甲烷。另外沼气、坑道气(瓦斯)、天然气水合物(可燃冰)的主要成分也是甲烷。 (2)甲烷的物理性质,气体,小,难溶于水,(3)甲烷的燃烧 化学方程式为_。通常状况下, 1 mol CH4完全燃烧可放出_的热量,是一种优良 的气体燃料。,CH4+2O2 CO2+2H2O,802 kJ,【情境思考】 我国在南海北部神狐海域进行的“可燃冰”试开采获得成功,标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产量的国家,为可燃冰的开采迈出了重要的一步。,可燃冰是一种由天然气与水在低温(010)高压(107 Pa)条件下形成的类冰状结晶物质,又名天然气水合物。,有人认为“可燃冰的开采和利用实现了由水变成油的梦想”,这种说法对吗? 提示:不对。因为可燃冰中含有CH4和H2O,可燃冰中并不是只有H2O,可燃冰能燃烧是其中的可燃性成分CH4起作用。,3.煤 (1)煤的组成,(2)燃煤面临的问题: 直接燃煤会产生一些大气污染物,如硫的氧化物、氮的氧化物、烟尘等。因此燃煤面临的主要问题为如何降低燃煤污染、提高燃煤的热效率;煤的综合利用。,【巧判断】 (1)点燃甲烷之前需要检验纯度。 ( ) 提示:。可燃性气体点燃前需要检验纯度,防止混合气体爆炸。,(2)煤俗称煤炭,因此可看作碳元素形成的单质。 ( ) 提示:。煤是由无机化合物和有机化合物组成的复杂的混合物。,(3)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“酸雨”。 ( ) 提示:。煤中的硫元素在燃烧时会生成SO2气体,SO2气体是形成酸雨的主要污染物。,二、从石油中获取燃料 1.石油的组成,2.石油的炼制,沸点范围不同,轻质液,体燃料,气态,物理,化学,化学,石油气,汽油,煤油,汽油,乙烯,丙烯,3.按要求写出相应的化学方程式 (1)十六烷的一种裂化方式:_。 (2)辛烷的燃烧:_。,2C8H18+25O2 16CO2+18H2O,【巧判断】 (1)石油有固定的沸点,所以可以进行分馏。 ( ) 提示:。石油是由各种碳原子数不等的烃混合而成的混合物,没有固定的沸点。,(2)分馏、裂化得到的汽油成分完全相同。 ( ) 提示:。石油的裂化属于化学变化,裂化汽油成分中含有不饱和烃,分馏汽油中有石油气、煤油等。 (3)石油裂解的主要目的是得到短链不饱和烃。 ( ) 提示:。石油裂解可得到乙烯、丙烯等短链不饱和烃。,知识点一 石油的炼制 【重点释疑】 1.石油炼制的工艺流程简图,2.直馏汽油和裂化汽油的比较,【知识拓展】认识石油的炼制 (1)外界压强越小,物质的沸点就越低,而使本应要很高温度才能沸腾的馏分,在较低温度下就可以沸腾,从而得到高沸点馏分。一方面降低生产成本,另一方面可降低常压分馏中发生炭化的可能性。,(2)石油的裂化和裂解均属于烷烃的分解反应,且裂解就是深度裂化,采用的温度比裂化的温度更高。 (3)烷烃的分解反应中生成烯烃,因此裂化汽油的成分中含有烯烃,能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。,【思考讨论】 (1)石油通过分馏、裂化后得到的产物是纯净物吗? 提示:不是。石油通过分馏、裂化得到的产物是多种烃的混合物,而不是单一的纯净物。,(2)直馏汽油(石油分馏产品)和裂化汽油都适合做溴的萃取实验吗? 提示:裂化汽油中含有烯烃,能与溴发生加成反应,不适合做溴的萃取实验。直馏汽油主要成分是烷烃,不含烯烃,适合做溴的萃取实验。,【案例示范】 【典例】(2019咸阳高一检测)下列关于石油加工的叙述中,不正确的是 ( ) A.石油分馏所得的产物是具有恒定沸点的纯净物 B.石油裂化的目的是提高汽油等轻质燃油的产量和质量 C.石油裂解的原料是石油分馏产物,包括石油气 D.石油的分馏是物理变化过程,【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)注意区分石油炼制方法的不同点; (2)石油和石油的分馏产品均是混合物。 【解析】选A。石油分馏得到的馏分是不同沸点范围的产物,仍为混合物,A项错误,B、C两项正确;在石油常见的炼制方法中,分馏是物理变化,而裂化和裂解是化学变化,D项正确。,【迁移应用】 (2019六盘水高一检测)下列关于石油的说法不正确的是 ( ) A.石油主要含C、H两种元素 B.石油主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物 C.石油有固定的熔点 D.石油分馏得到的汽油是混合物,【解析】选C。石油是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物;混合物没有固定的熔、沸点;石油分馏所得的馏分为混合物。,【补偿训练】 (2019石家庄高一检测)下图是石油分馏塔的示意图,a、b、c三种馏分中 ( ),A.a的沸点最高 B.b的沸点最低 C.c的平均相对分子质量最大 D.每一种馏分都是纯净物,【解析】选C。石油分馏得到的每一种馏分都是混合物,沸点最低的最先蒸出,故a、b、c三种馏分中,a馏分的沸点最低,c馏分的沸点最高,沸点最高的馏分含碳原子数最多,即平均相对分子质量最大。,知识点二 烃分子式的确定方法 【重点释疑】 只要计算求得1 mol烃分子中碳原子、氢原子的物质的量,即可写出烃的分子式。,(1)化学方程式法:写出烃(CxHy)燃烧生成CO2和H2O的化 学方程式:CxHy+(x+ )O2 xCO2+ H2O,根据化学 方程式,结合已知条件可计算烃的分子式。 (2)原子守恒法:根据烃(CxHy)燃烧的化学方程式可直接 找到烃(CxHy)、CO2、H2O之间的定量关系,若1 mol烃完 全燃烧生成CO2和H2O的物质的量为n(CO2)、n(H2O),则 有x=n(CO2),y=2n(H2O)。,(3)最简式法:根据分子式为最简式的整数倍,因此 利用相对分子质量和最简式可确定分子式。即 n(C)n(H)= =ab(最简整数 比)。最简式为CaHb,则分子式为(CaHb)n,n= M为烃的相对分子质量,(12a+b)为最简式的式量。,【思考讨论】 (1)若某有机物充分燃烧后只生成CO2和H2O,该有机物一定是烃吗? 提示:不一定。燃烧后生成物只是CO2和H2O,说明该有机物含有碳、氢元素,但也可能含有氧元素,因此不能确定是烃。,(2)确定了有机物的分子式就一定能确定其结构吗? 提示:不一定。由于同分异构现象的存在,确定有机物的分子式之后,还需要通过有机物的结构特点以及性质来确定其可能的结构。,【案例示范】 【典例】写出下列各烃的分子式。 (1)烷烃A在同温同压下蒸气的密度是H2的36倍,A的分子式为_。 (2)某气态烷烃20 mL完全燃烧时,正好消耗同温同压下100 mL氧气,该烷烃的分子式_。,【解题指南】解答本题时应注意以下两点: (1)注意利用相对密度求相对分子质量的公式; (2)烷烃的分子通式为CnH2n+2。,【解析】(1)Mr(A)=362=72 设烷烃A的分子式为CnH2n+2,有12n+(2n+2)=72,n=5,故A的分子式为C5H12。,(2)设该烷烃分子式为CnH2n+2,由 CnH2n+2+ O2 nCO2+(n+1)H2O 1 20 mL 100 mL 有1 =20 mL100 mL,n=3。 故分子式为C3H8。 答案:(1)C5H12 (2)C3H8,【母题追问】(1)若将题干(1)中烷烃A改为烃A,是否还能求出A的分子式? 提示:能。Mr(A)=362=72,则有CxHy中x的最大值为 =6,没有余数,因此减少1个碳原子,则氢原子数为12,故分子式C5H12。,(2)写出题(1)中烷烃的结构简式和对应的名称。,提示:题(1)中的烷烃为C5H12, 分别为正戊烷CH3(CH2)3CH3、异戊烷 、 新戊烷 。,【迁移应用】 1.(2019兰州高一检测)1 L烷烃A的蒸气完全燃烧 时,生成同温同压下15 L水蒸气,则该烷烃的分子式 为 ( ) A.C14H30 B.C15H32 C.C16H34 D.C17H36,【解析】选A。1 L烷烃A的蒸气完全燃烧时,生成同温同压下15 L水蒸气,则烷烃与水的物质的量之比为115,根据氢原子守恒,可知A分子中氢原子数目为152=30,烷烃的组成通式为CnH2n+2,则2n+2=30,解得n=14,故烷烃A的分子式为C14H30。,2.(2019信阳高一检测)将0.1 mol两种气态烃组成的混合气体完全燃烧后得3.36 L(标准状况)CO2和3.6 g H2O。下列说法正确的是 世纪金榜导学号( ) A.一定有甲烷 B.一定有乙烷 C.一定没有甲烷 D.可能有乙烷,【解析】选A。0.1 mol两种气态烃中含有:n(C)= n(CO2)=0.15 mol,n(H)=2n(H2O)=0.4 mol,其平均 分子式为C1.5H4。故一定有甲烷,没有乙烷。,【补偿训练】 (2019潍坊高一