煤,石油,天然气(课堂PPT)

第二节资源综合利用环境保护,第1课时煤石油和天然气的综合利用,课前自主学习(学生用书P99),一煤石油天然气的综合利用1.煤的成分煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含有碳元素,还含有少量氢氧氮硫等元素,2.从煤中获得基本化工原料(1)煤的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(2)煤的气化:将煤转化为可燃性气体的过程,主要反应的化学方程式为C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)(3)煤的液化:直接液化:煤+H2液体燃料,间接液化:煤水煤气甲醇,3.天然气的综合利用(1)成分:CH4(2)用途:天然气是一种清洁的化石燃料,又是一种重要的化工原料,主要用于合成氨和生产甲醇等,4.石油的综合利用(1)石油的组成:由多种碳氢化合物组成的混合物(2)石油的加工及产品分馏:利用原油中各组分沸点不同进行的分离过程石油分馏后可以获得汽油煤油柴油等轻质油裂化裂解:通过裂化裂解可以得到乙烯丙烯甲烷等重要化工基本原料催化重整:通过催化重整,使链状烃转化为环状烃,如苯或甲苯等,二高分子化合物1.三大合成材料是指塑料合成橡胶和合成纤维2.高分子化合物中的几个化学用语(以聚乙烯为例)(1)单体:聚合成高分子化合物的小分子化合物如CH2=CH2(2)链节:高分子化合物中的最小重复单元如CH2CH2(3)聚合度:n,思考与交流:目前回收利用废旧合成材料有很多途径,请查阅资料了解有哪些途径?并试着从环境保护和经济成本等方面作出评价提示:回收利用废旧合成材料主要有三种途径,一是通过熔融再生重新做成多种有用的材料;二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解,用于制备多种化工原料,三是将废旧合成材料作为燃料使用对废旧合成材料进行回收利用,既节约了资源,又防止了对环境的污染,课堂深化探究(学生用书P99),一煤的综合利用,1.煤的干馏(1)概念:煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使其分解的过程,工业上也叫煤的焦化特别提示:隔绝空气:这是煤的干馏的先决条件,否则,强热条件下煤会燃烧生成CO2和H2O等物质煤的干馏是化学变化:煤在干馏过程中生成了许多新的物质,如苯萘蒽等,发生了复杂的物理变化和化学变化,(2)煤的干馏产物及其主要用途,2.煤的气化煤的气化是将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程,主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气,C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g);H2和CO的混合气体叫做水煤气,煤的气化目的是为了获得高效清洁燃料,3.煤的液化煤的液化是把煤转化为液体燃料的过程煤的液化可分为直接液化和间接液化:(1)直接液化:煤+氢气液体燃料(2)间接液化:煤一氧化碳和氢气甲醇等液体燃料,4.煤综合利用的重要意义:(1)减少煤燃烧产生的大量SO2氮的氧化物碳的氧化物和烟尘等污染物的排放(2)提高煤燃烧的热效率煤的气化液化是使煤变成清洁能源的有效途径,煤的燃烧效率也得以提高(3)提取煤中的化学原料在加工煤炭以及使用煤作燃料的过程中,对于所产生的煤灰煤渣废气废液等都加以合理的处理,做到既消除污染又充分利用资源,二石油的综合利用1.石油的组成:(1)从元素的种类看,石油主要由碳和氢两种元素组成,同时含有少量的SPN等(2)从化合物的种类看,石油主要是由各种烷烃环烷烃芳香烃所组成的混合物,因此没有固定的熔沸点(3)从状态看,大部分是液态烃,同时液态烃里溶有少量的气态烃和固态烃,2.石油炼制和加工的主要目的:一方面是将这些混合物进行一定程度的分离,使它们各尽其用;另一方面是将含碳原子较多的烃转变成含碳原子较少的烃,以提高石油的利用价值(1)石油的分馏原理:利用石油中各种烃的沸点不同,逐步升温使烃气化,再经冷凝后将烃分离成不同沸点范围产物的过程原料:原油(2)石油的裂化原理:在一定条件下,将相对分子质量较大沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小沸点较低的烃的过程目的:为了提高轻质液体燃料的产量,特别是提高汽油产量原料:重油,(3)裂解:在石油化工生产过程中,采取比裂化更高的温度(7001000以上),使石油分馏产品(包括石油气)中长链烃断裂成短链烃乙烯丙烯等小分子烃的加工过程,称为石油的裂解目的:是为了获得乙烯等烯烃,常把乙烯的产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的标志,(4)石油的催化重整原理:在加热和催化剂的作用下,使石油中的链状烃发生结构的重新调整而转化成环状烃的过程叫石油的催化重整目的:石油的催化重整可以获得苯甲苯等多种产品它们也是重要的化工基本原料特别提示:石油炼制方法的比较,典例剖析(学生用书P100),知识点一煤的综合利用例1对如图装置的叙述错误的是(),A.图示实验中发生了化学变化B.常温下X溶液的pH7,液体Y是一种黑色黏稠状液体C.气体Z易燃,可还原Fe2O3,也可使溴水褪色D.液体Y是一种纯净物解析本题考查煤干馏产物的成分和性质解题时首先明确煤干馏后能得到哪些物质,再结合选项判断,煤干馏后生成固体有焦炭,液体有粗氨水粗苯煤焦油等,气体有焦炉气,其成分含有H2COC2H4等,故煤干馏发生了化学变化,A正确;粗氨水使溶液X显碱性,即pH7,煤焦油是黑色黏稠状液体,B正确;气体Z中COH2具有还原性,C2H4能使溴水褪色,C正确;液体Y是混合物,D不正确答案D,知识点二石油的综合利用例2工业上合成氨的原料之一为氢气,其来源之一是利用石油气的有关成分如丙烷(C3H8)制取以下途径,假设反应都能进行,从经济效益考虑最合理的反应是()A.C3H83C+4H2B.C3H8C3H6+H2C.C3H8+6H2O(g)3CO2+10H2D.2H2O2H2+O2,解析A项和D项要消耗大量能量故不可取;BC项虽消耗能量相近,但C项产生H2更多,故选择C答案C,知识点三高分子化合物例3下列单体中,在一定条件下能发生加聚反应生成,C.CH3CH=CH2和CH2=CH2D.CH3CH=CH2,答案C,课内针对性训练(学生用书P101),1.有关煤的叙述中不正确的是()A.煤是工业上获得苯甲苯二甲苯等芳香烃的重要来源B.煤是由多种有机物组成的混合物,内含煤焦油等成分C.煤除了含有C元素外,还含有少量的NHSO等元素D.煤等化石燃料的储量有限,节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键答案:B,解析:煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物,主要含有碳元素,还含有少量NHOS等元素,煤干馏后生成煤焦油苯甲苯二甲苯等,故B不正确,2.下列过程不属于化学变化的是()A.干馏B.分馏C.裂化D.裂解答案:B解析:分馏为物理变化,干馏裂化裂解为化学变化,3.近期我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田下列关于石油的说法正确的是()A.石油属于可再生矿物能源B.石油常压蒸馏只能得到轻质油C.石油的裂化可得到乙烯,乙烯可发生聚合反应D.石油分馏的各馏分均是纯净物答案:C,解析:石油属于化石燃料,属于不能再生能源;石油经常压蒸馏既能得到轻质油也能得到重油;石油裂化得到乙烯,乙烯发生聚合反应生成聚乙烯;石油分馏的各馏分均是混合物,4.下列说法不正确的是()A.以天然气为原料可合成氨生产甲醇B.由丙烯变为聚丙烯没有发生化学反应C.天然气是清洁的化石燃料D.煤经过液化后可转化为甲醇答案:B,解析:天然气不仅是重要的清洁燃料,也是重要的化工原料,可用于生产NH3和CH3OH等;聚丙烯是完全不同于丙烯的高分子化合物;煤可先转化为CO和H2,再在催化剂作用下生成甲醇,5.人造象牙中,主要成分的结构是:,它是通过加聚反应制得的,则合成人造象牙的单体是()A.CH3CH2OHB.HCHOC.CH3CHOD.CH3OCH3答案:B解析:AD无法合成高分子;C项加聚反应得,故选B,课后优化训练(学生用书P101),基础强化1.下列关于煤石油天然气等资源的说法正确的是()A.石油裂解得到的汽油是纯净物B.石油产品都可用于聚合反应C.天然气是一种清洁的化石燃料D.水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料答案:C,解析:A选项石油不管是分馏还是裂化裂解得到的产品均是混合物;B选项石油产品有饱和烃也有不饱和烃,其中不饱和烃可用于聚合反应;D选项水煤气是在高温条件下煤和水蒸气反应得到的一氧化碳和氢气的混合气体,不是煤液化的产品,2.石油是一种重要能源,人类正面临着石油短缺油价上涨的困惑以下解决能源问题的方法不当的是()A.用木材作燃料B.用液氢替代汽油C.开发风能D.开发核能答案:A解析:用木材作燃料会消耗大量的树木,不利于环境保护,氢能风能核能均为可再生能源和清洁能源,3.关于裂解与裂化的叙述中,不正确的是()A.裂解与裂化的产物中都含有不饱和烃B.裂解与裂化都是为了得到气态烃C.裂解与裂化的原料都是石油分馏产品D.裂解与裂化都是发生了化学变化答案:B解析:裂解和裂化的原料都是石油分馏产品,均是化学变化,均可以得到不饱和烃裂解是深度裂化,主要为了得到气态不饱和烃或液态烃,4.下列说法正确的是()A.天然气是气体,它不属于化石燃料B.反应物的总能量就是反应物的总热量C.化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的COSO2等有害气体D.煤转化为煤气后燃烧,可以提高燃烧效率答案:CD,解析:煤石油天然气等都是古代动植物遗体埋于地下深处,并在地壳中经过一系列非常复杂的变化,亿万年才形成的非再生资源,它们都是化石燃料,所以A错;反应物的总能量是无法测得其绝对值的,只有变化过程中才会有相对地增加或减少,而热量就是指在变化过程中的相对改变量,所以B错;化石燃料的主要组成元素是C和H,另外也有少量NS等,在燃烧过程中除了主要生成CO2和H2O外,还有一定量的污染环境的COSO2NO等有害气体产生,所以C正确;煤经过液化或气化后,增大了与空气的接触面积,可充分燃烧,提高燃烧效率,所以D正确,5.下列对聚丙烯的描述错误的是()A.聚丙烯的分子中含有非极性键和极性键B.聚丙烯的分子长链上有支链C.聚丙烯的每个链节中有3个碳原子D.聚丙烯能使溴水褪色答案:D,6.煤的综合利用可以获得洁净的燃料及多种化工原料,下列不属于煤的综合利用的是()A.煤的干馏B.煤液化C.煤气化D.煤燃烧答案:D解析:煤的综合利用包括煤的干馏煤的液化和煤的气化,7.焦炉气的主要成分是()A.CO2H2N2B.CH2=CH2和CH2=CHCH3C.COCO2和N2D.CH4H2CH2=CH2和CO答案:D解析:焦炉气的主要成分为甲烷氢气乙烯一氧化碳气体,8.最近,新华社的一条消息中披露:我国南海海底发现巨大的“可燃冰”带,能源总量估计相当于中国石油总量的一半;而我国东海“可燃冰”的蕴藏量也很可观“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体(CH4H2O)请结合化学知识回答下列问题:,(1)下列说法中正确的是(填序号)_A.CH4H2O晶体中水是溶剂B.CH4H2O的组成元素有3种C.CH4H2O中CH4和H2O的质量比为1:1D.可燃冰能燃烧说明水具有可燃性答案:B,(2)可燃冰的发现为我国在新世纪使用高效新能源开辟了广阔的前景你认为能开发利用的新能源还有(至少填写两种)_,_答案：见解析解析:(1)溶剂是能够溶解其他物质的物质,溶剂与溶质间没有固定的组成,而CH4H2O有固定组成,故A不正确CH4H2O由CHO三种元素组成,B正确CH4H2O分子中CH4与H2O的物质的量之比为1:1,而其相对分子质量不等,故C不正确CH4H2O可燃是由于其分解产生CH4的原故,故D不正确,(2)新能源是指以新技术为基础的,可以开发利用的新能源,包括太阳能生物能风能地热能潮汐能氢能源等,能力提升1.近年来,我国部分地区陆续发现了“毒油”,所谓“毒油”是指混有汽油的食用油,不宜食用下列有关说法正确的是()A.汽油是纯净物,有固定的沸点B.汽油只能由石油分馏得到C.可用静置后看其是否分层来判断食用油中是否混有汽油D.汽油是含碳原子数为511的多种烃的混合物,答案:D解析:汽油是多种烃的混合物,可由石油分馏或裂化得到因为汽油与食用油互溶,所以静置后不会分层,2.用下列实验装置完成对应的实验(部分仪器已省略),能达到实验目的的是()A.干燥O2B.吸收HClC.石油分馏D.吸收NH3答案:D解析:A的气体进口错;B中HCl极易溶于水,易倒吸;C的温度计应在支管口附近;D正确,稀硫酸与四氯化碳不溶,氨气也不溶于四氯化碳中,因而氨气从四氯化碳中逸出后立即进入稀硫酸中被吸收,且能防止倒吸,3.C8H18在一定条件下受热裂化可生成CH4C2H4C2H6C3H6C4H8五种气体的混合气,此混合气体的平均相对分子质量为()A.14B.57C.38D.无定值答案:C,解析:分析气体成分,C8H18一定发生了下列反应C8H18C4H10+C4H8C4H10CH4+C3H6C4H10C2H6+C2H4可能发生下列反应:C4H82C2H4可见,1molC8H18分解后产生的混合气体最少为3mol,最多为4mol,若C4H8未裂解,=38g/mol若C4H8完全裂解,g/mol故混合气体平均相对分子质量,28.538也可进行下列估算:五种气体中相对分子质量最大的是C4H8,为56,相对分子的质量最小的是CH4,为16,平均相对分子质量1656,4.已知煤的近代结构模型如图所示:,回答下列问题:(1)从煤的结构模型来看,煤是工业上获得_烃的重要来源(2)我国大约70%的煤是直接用于燃烧的从煤的结构模型来看,在提供热量的同时产生大量的_等气体物质,造成严重的大气污染,芳香,SO2,氮的氧化物,(3)“型煤”技术不仅可以减少87%的废气排放量,烟尘排放量也可减少80%,致癌物