【公开课】煤、石油和天然气的综合利用高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第八章

化学与可持续发展第一节

自然资源的开发利用第二课时

煤、石油和天然气的综合利用人类面临的生存问题：人口危机、资源危机、环境危机煤、石油、天然气是目前人类使用的主要能源(化石燃料)一、煤的组成及其综合利用无机物(少量)C

元素（大量）H、O、N、S

等元素（少量）无机盐等污染环境COx、NOx、SO2

烟尘（一）煤的组成有机物煤直接作燃料——利用率低并污染环境（二）煤的综合利用煤的干馏煤的气化煤的液化获得洁净的燃料和多种化工原料

——物尽其用，保护环境

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。1、煤的干馏煤干馏的主要产物：焦炭气体：液体：固体：焦炉煤气（CO、H2、CH4、C2H4）煤焦油（苯、甲苯、二甲苯)煤干馏的主要产品和用途

干馏产品

主要成分

主要用途出炉煤气焦炉气氢气、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

苯、甲苯、二甲苯

酚类、萘类染料、医药、农药、合成材料

沥青

筑路材料、制碳素电极

焦炭

炭冶金、合成氨造气、电石、燃料(1)必须隔绝空气，否则会使分解出来的成分燃烧。(2)既能减少燃烧污染，又能提高燃煤的热效率，且能获得

更有价值的化工原料。(3)其过程中主要发生的是化学变化。【注意事项】在一定条件下把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。主要反应是：

C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

高温2、煤的气化CO和H2的混合物又叫水煤气产品用途：作化工原料、燃料。3、煤的液化CO+2H2CH3OH(甲醇)

催化剂加热加压在一定条件下将煤转化为液体燃料。产品：甲醇、汽油等

产品用途：用作液体燃料直接液化：间接液化：煤+氢气液体燃料煤气化催化剂

CO+H2

CH3OH等煤的干馏、气化、液化都是化学变化【思考】2.煤的气化、液化是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？不是，物质三态之间的变化是物理变化，煤的气化、液化是化学变化。【思考】1.煤的干馏是煤的蒸馏吗？不是。煤的干馏是将固体煤（混合物）隔绝空气加强热，使之分解产生其他物质的过程，是化学变化；蒸馏是利用液体混合物中各组分沸点的差异而将组分分离的过程，是物理变化。4、综合利用的意义①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。②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。③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。(1)把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏()(2)煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质()(3)煤中含粗苯、煤焦油等物质，可通过蒸馏获取苯、甲苯等芳香烃()(4)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料()(5)煤的气化和液化都是物理变化()(6)天然气是清洁的化石燃料，对环境没有污染()×正误判断√××××步步高P1251.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.煤的组成元素主要是碳，但煤是混合物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√随堂演练

步步高P127天然气的综合利用二、天然气——主要成分CH4海底可燃冰：CH4·nH2O1.清洁的化石燃料2.日常生活中，用作燃料3.化工生产中，用于合成氨和生产甲醇4.合成其他有机化合物三、石油的组成及其综合利用石油主要是多种碳氢化合物组成的混合物。(黑色或深棕色粘稠液体，比水稍轻，不溶于水，有特殊气味，无固定沸点。)按元素：碳、氢含量为97%-98%按物质：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物（一般石油不含烯烃）按组成状态：固态、液态、气态。大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃。石油——多种碳氢化合物组成的混合物分馏裂化裂解催化重整利用原油中各组分的沸点不同进行分离（蒸发冷凝）的过程。所得馏分是混合物。该过程是物理变化。石油分馏常压分馏减压分馏以原油为原料，产品为石油气、汽油、煤油、柴油、重油等含碳原子少的轻质油。以重油为原料，产品为柴油、润滑油、石蜡、燃料油、沥青等重油。（一）分馏石油的综合利用分馏出来的各种成分叫馏分。每一种馏分仍然是多种烃的混合物。干馏蒸馏分馏原理产物反应类型隔绝空气、加强热使物质分解根据液态混合物中各组分沸点不同进行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”的比较在一定条件下（加热、催化剂），把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。裂化的主要产物：汽油、煤油、柴油、润滑油等。目的：提高轻质汽油（裂化汽油）的产量（二）裂化C16H34十六烷

C8H18辛烷＋C8H16辛烯

催化剂

加热、加压C8H18辛烷C4H10丁烷＋C4H8丁烯

催化剂

加热、加压采用比裂化更高的温度，使其中相对分子质量较大的烃断裂成乙烯、丙烯等小分子烃（小分子烃是有机化工的重要原料）主要产物：乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。（三）裂解C4H10丁烷CH4甲烷＋C3H6丙烯

催化剂

加热、加压C2H6乙烷C4H10丁烷＋C2H4乙烯

催化剂

加热、加压在加热和催化剂的作用下，通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃。①提高汽油的质量②获得副产物氢气③获得苯、甲苯等重要的化工原材目的：（三）催化重整石油的综合利用分馏裂化裂解原料石油（脱水、脱盐后）重油石蜡分馏产品物质变化物理变化化学变化化学变化条件较低温度较高温度更高温度目的初级石油产品提高轻质油的产量和质量短链不饱和烃分馏、裂化、裂解的对比课堂小结(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，目的也相同()(3)含4个碳原子的烷烃，经催化裂解后，只能生成2种气态烃()(4)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()×正误判断√×√步步高P1262.(2022·泉州七中高一期中)下列关于化石燃料的说法不正确的是A.石油是混合物，汽油也是混合物B.石油分馏可以得到乙烯，煤干馏可以得到苯C.“西气东输”的“气”指的是甲烷D.石油的分馏是物理变化，而裂化和裂解属于化学变化√随堂演练

步步高P1273.下列关于煤和石油的说法不正确的是①石油是混合物，其分馏产品煤油为纯净物②煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠③煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料④石油催化裂化的主要目的是提高汽油等轻质油的产量与质量⑤煤的干馏属于化学变化⑥煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源⑦通过煤的干馏，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品A.①③ B.②④⑥ C.①②⑤ D.③④⑦√随堂演练

步步高P1274.下列说法正确的是A.煤和石油都是混合物，都只由碳和氢两种元素组成B.石油含有烷烃、环烷烃、芳香烃，煤含有苯、甲苯、二甲苯等有机物C.煤的气化、液化是使煤变成清洁能源、减小环境污染的有效途径D.沸点范围：汽油>煤油>柴油>重油√随堂演练

步步高P127四．以煤、石油和天然气为原料生产合成材料四．以煤、石油和天然气为原料生产合成材料三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维合成材料特征：相对分子质量很大，属于高分子化合物合成材料原理：加聚反应、缩聚反应1.加聚反应：由许多小分子经过加成反应合成高分子化合物的反应称为加成聚合反应，简称加聚反应。2.缩聚反应：由许多小分子经过缩合反应合成高分子化合物的同时生成许多小分子的反应称为缩合聚合反应，简称缩聚反应。例如获得聚对苯二甲酸乙二酯：缩聚反应煤、石油和天然气仍然是人类使用的主要能源，也是三种重要的化石燃料三废:废气、废水、废渣优点:

提供能量、化工原料缺点:

不可再生、环境污染沉鱼落雁闭月羞花绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头减少和消除污染。四、绿色化学理念

（

防治优于治理

）1、从环境