第六节石油煤.doc

第六节 石油 煤第一课时教学目标：1石油所含化学成分；2石油分馏及其新产品和用途；3煤的分类；4煤的干馏和综合作用；5了解我国石油化工发展的概况和煤在国民经济中的重要地位，以及节约能源和防止污染环境的重要性。教学重点：石油分馏，煤的干馏的原理及产品；石油的炼制原理；煤的综合利用。难点：石油产品，煤干馏产物及用途的记忆。疑点：石油裂化方式，煤的气化和液化。教学过程：【引入】在即将过去的20世纪中，人类使用的能源主要有三种，就是原油、天然气和煤炭。而根据国际能源机构的统计，假使按目前的势头发展下去，不加节制，那么，地球上这三种能源能供人类开采的年限，分别只有40年、50年和240年了。四五十年，从人类历史的角度来看，实在是非常非常的短促；试想一下，对于今于20来岁的年轻人来说，到他们六七十岁的时候，如果地球上已经没有原油和天然气可用，我们能不为此感到惊愕吗？所以，开发新能源，替代上述三种传统能源，迅速地逐年降低它们的消耗量，已经成为人类发展中的紧迫课题，核能在今后一段时期内还将有所发展，但是核电站的最大使用期只有2530年，核电站的建造、拆除和安全防护费用也相对不低，过多地建设核电站是否明智可取，还有待今后实践和历史来检验。那么，人类将向何处寻找新能源呢？先进国家的能源专家认为，太阳能、风能、地热能、波浪能和氢能这五种新能源，在今后将肯定会优先获得开发利用。【阅读课文】思考以下问题：1、石油的主要成分是什么？它们有何特点？2、为何在石油工业上要强调环保？【讲解】一、石油的成分石油主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物。石油的大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有少量的气态烃和固态烃。石油主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。石油的化学成分随产地不同而不同。据汉书和水经注记载，2000多年前的秦汉时代，我国已在今天的陕西延安、延长、延川等地区和甘肃的酒泉等地发现了石油，并用它作燃料和润滑剂，从而开始了我国利用石油的历史。二、石油的炼制石油是一种极重要的化工原料，通过炼制可以制得各种燃料（包括汽油、煤油等）和有机化工原料，其产品被广泛地应用到国民经济各个部门。所以人们称之为“工业的血液”。1、石油的分镏（利用各组分沸点不同进行分离）油田 原油 石油 各种馏分（包括汽油、煤油和重油）【讨论】1、实验室蒸馏石油的装置和操作：（1）主要仪器：蒸馏烧瓶、冷凝管、冷凝器、锥形瓶；（2）温度计的位置：水银球上端应与蒸馏烧瓶支管处相平，以用于测量蒸气的温度；（3）加入几片碎瓷片：以防液体暴沸。（4）进出水方向：下进上出，与蒸气形成逆向热交换。2、石油裂化：为提高汽油的产量，在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。如：C16H34C8H18+C8H16有些裂化产物还可以继续分解，生成饱和的不饱和的气态烃。如：C8H18 C4H10 + C4H8 C4H10 CH4+C3H6C4H10 C2H4+C2H6催化裂化：为提高汽油的质量，在催化剂的作用下进行的裂化。3、石油的裂解（深度裂化）温度一般在7000C8000C有时达到10000C。是目前生产乙烯的主要方法。三、石油化工用石油产品和石油气作原料来生产化工产品的工业简称石油化工。石油的裂解（即深度裂化）生成的裂解气是一种复杂的混合气体，它除了主要含有乙烯、丙烯、丁二烯等不饱和烃之外，还含有甲烷、乙烷、氢气、硫化氢等。裂解气里烯烃的含量比较高，因此常把乙烯的产量作为衡量石油化工发展水平的标志。把裂解产物进行分离，就可得到所需的多种原料。这些原料在合成纤维工业、塑料工业、橡胶工业等方面得到广泛的应用。在大力发展石油化工的同时，必须高度重视环境保护。石油有热裂化和催化裂化两种。【思考】1、如何鉴别：直馏汽油和裂化汽油？（采用溴水，能使溴水褪色的是裂化汽油，不褪色的为直馏汽油。注意：不能用酸性KMnO4溶液，因为在直馏汽油中含有苯的同系物，也能使酸性KMnO4溶液褪色）。2、如何证明裂化汽油中是否含有芳香烃？（向裂化汽油中加入足量的溴水直到不再褪色为止然后向该溶液中滴加酸性KMnO4溶液，观察是否褪色。如果不褪色，说明不含芳香烃，如果能褪色，说明含有芳香烃）。3、蒸馏、分馏和干馏各属于什么变化？（蒸馏、分馏是属于物理变化，干馏属于化学变化）。例题：丁烷裂解时可有两种方式断裂，生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷裂解率为90%，又知裂解生成的两种烯烃的质量相等，那么裂解后所得到的混合气体中，分子量最小的气体占有的体积为分数为（A ）A、19% B、25% C、36% D、40%分析：丁烷的两种断裂方式为： C4H10 CH4+C3H6（丙烯） C4H10 C2H6+C2H4（乙烯）设丁烷为1mol，则裂解的物质的量为0.9mol，反应后混合气体的总物质的量为0.92+0.1=1.9mol。其中分子量最小的烃为CH4，求其物质的量是其关键。第二课时【阅读课文】【讲解】一、煤的成分煤通常说煤炭，有的地方习惯叫石炭。但煤不是碳。煤是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物，主要含有碳元素，此外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质（主要含硅、铝、钙、铁等元素）。我国是世界上煤的蕴藏量最大的国家之一。我国已能向许多国家和地区提供石油、石油产品和煤炭。我国煤炭资源的60%集中在山西和内蒙。二、煤的分类根据含碳量的多少，可以把煤分为如下几类：无烟煤（含碳95%左右）、烟煤（含碳7080%）、褐煤（含碳5070%）、泥煤（含碳5060%）。煤的含碳量越高，燃烧热值也越高，质量越好。三、煤的干馏1、煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫煤的干馏。在炼焦炉里，把煤隔绝空气加强热到10000C以上，叫高温干馏；5006000C叫低温干馏。工业上炼焦就是利用了煤的干馏的原理。条件主要目的煤焦油低温干馏5006000C煤焦油液态的烷烃、烯烃、和环烷烃高温干馏10000C以上焦碳主要含芳香族化合物在煤分解的过程中，可以生成焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等。其中焦炭是冶金工业的重要原料；煤焦油中含有各种烃的同系物和酚类，是重要的化工原料，焦炉气中含有甲烷、乙烯、一氧化碳等气体燃料，是重要的燃料；粗氨水可以生产化肥。这样，煤就可以得到综合利用。2、煤焦油的分馏苯、甲苯、二甲苯和其它苯的同系物煤焦油 酚类和萘 复杂的芳香族化合物（如蒽）煤焦油在分馏后剩下的稠厚的黑色物质是沥青。3、煤的干馏产物和煤焦油的分馏产物从上可知，煤是个宝，人们爱称它是“乌金”。但煤加工或燃烧时产生的废气废渣等也会造成环境污染。四、煤的气化和液化1、气化主要反应原理：C(s) + H2O CO(g) + H2(g)该反应是一个_反应；热量来源：C的燃烧生热。气化产物可分为三种类型：低热值气，中热值气，高热值气成分特点用途低热值气CO、H2、N2热值较低用作冶金、机械工业的燃料中热值气CO、H2、CH4热值较高煤气、合成氨、甲醇等高热值气CH4热值很高，可远距输送煤气、化工原料2、液化（是把煤转化为液体燃料的过程）1）直接液化（高温、高压下使煤与氢气作用生成液体燃料）2）间接液化(先气化为成一氧化碳和氢气，然后再经过催化合成，得到液体燃料)例：煤气化后可得一氧化碳和氢，CO + 2H2 CH3OH (催化剂)练习例1：下列说法错误的是（ D