8.1.3煤、石油和天然气的综合利用 课件 高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第一节

自然资源的开发利用

第3课时

煤、石油和天然气的综合利用

第八章

化学与可持续发展1.了解煤、石油和天然气的主要成分及元素组成；2.理解煤、石油和天然气的综合利用及相关应用。学习目标

新课导入化石燃料是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、环境污染面临的挑战：综合利用、提高利用率、减少燃烧造成的环境污染

煤

石油

天然气

一、煤的综合利用【阅读思考】阅读课本P102，回答以下问题：1、煤的物质组成？2、煤的元素组成？主要是C，还有少量H、O、N、P、S、卤素等元素多种有机物和少量无机物组成的复杂混合物易错提醒：煤不是碳的单质煤直接作燃料——利用率低并污染环境。3、煤的综合利用的主要途径有哪些？煤的干馏、气化、液化煤的干馏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干馏产物主要成分主要用途出炉煤气焦炉气H2、CH4、乙烯、CO气体燃料、化工原料粗氨水NH3、铵盐氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯炸药、燃料、医药、农药、合成材料煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚类、萘医药、染料、农药、合成材料焦炭沥青碳素电极、筑路材料碳冶金、燃料、合成氨表8-1煤干馏的主要产品和用途煤的气化将煤转化为可燃性气体的过程C＋H2O(g)CO＋H2（水煤气）煤的液化将煤转化为可燃性液体燃料的过程液化直接液化：使煤与氢气作用生成__________间接液化：煤______________等CO和H2甲醇液体燃料方法变化类别处理过程产物煤的干馏煤的气化直接液化间接液化煤的干馏、气化、液化的异同化学变化化学变化化学变化化学变化粗苯等多种化工原料将煤转化为可燃性气体水煤气煤与氢气作用生成液体燃料先转化成CO和H2，再催化合成甲醇隔绝空气高温分解甲醇归纳小结

【交流讨论】

1、为什么一不小心将少量水洒在烧得通红的煤上时，火

不但没有熄灭，反而烧得更旺？这就是煤的气化，烧得通红的煤与水蒸气反应生成可燃性气体H2和CO，所以燃烧更旺。2、煤的干馏是煤的蒸馏吗？不是。煤的干馏是将固体煤碳（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，而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。3、煤的综合利用的意义？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。

③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。(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(

)1、正误判断××××√针对训练2、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C

二、天燃气的综合利用【阅读思考】阅读课本P102，回答以下问题：1、天然气的主要成分？2、天然气作为化工原料的主要应用？CH4合成氨、生产甲醇CH4+H2OCO+3H2一定条件3H2+N22NH3高温、高压催化剂天然气水合物可燃冰CH4·nH2O【阅读思考】阅读课本P103，了解可燃冰的应用。

三、石油的综合利用【阅读思考】阅读课本P103，回答以下问题：1、石油的物质组成？2、石油的综合利用有哪些途径？多种碳氢化合物组成的混合物分馏、裂化、裂解、催化重整石油的分馏利用石油中各组分沸点不同进行分离石油气(C1～C4)汽油(C5~C12)煤油(C12~C16)柴油(C15~C18)重油(C20以上)原油脱盐脱水石油常压分馏柴油、燃料油、石蜡、润滑油、沥青减压分馏轻质液体燃料目的：获得汽油、煤油、柴油等轻质油石油的裂化在一定条件下把相对分子质量大、沸点高的重油断裂为相对分子质量较小、沸点较低的汽油C16H34C8H18+C8H16催化剂加热、加压

C8H18C4H10+C4H8

催化剂加热、加压目的：获得汽油、煤油、柴油等轻质油石油的裂解又称深度裂化。采用比裂化更高的温度再断裂成乙烯、丙烯、甲烷等小分子烃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、加压目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工原料石油的催化重整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目的：获得苯、甲苯等重要的化工原材【交流讨论】1、什么叫裂化汽油和直馏（分馏）汽油？直馏（分馏）汽油：通过分馏得到的汽油裂化汽油：通过裂化得到的汽油用溴水鉴别，能使溴水褪色的为裂化汽油，不能使溴水裉色的为直馏（分馏）汽油。2、如何鉴别裂化汽油和直馏（分馏）汽油？石油工艺的总结它利用混合液体或液-固体系中各组分沸点不同，使低沸点组分先蒸发。使相对分子质量较大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小，沸点较低的烃。石油分馏石油裂化石油裂解原理原料产品变化类型使石油分馏产物中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等气态短链烃。原油重油重油石油中各种碳原子数不同、沸点不同的烷烃得到更多、质量更好的轻质油得到更多短链如乙烯、丙烯不饱和气态烃。物理变化化学变化化学变化归纳小结(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)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(

)√×√×√1、判断正误。针对训练2、关于煤和石油的综合利用，下列说法正确的是()A.煤中含有甲苯、二甲苯等有机物，可以通过干馏得到B.以煤为主要原料，可以合成甲醇C.石油裂化的目的是获取短链不饱和气态烃D.石油裂化生产的汽油不能使溴水褪色B

四、煤、石油、天然气为原料生产合成材料1.三大合成材料：

、

、

。2.实例：乙烯制聚乙烯：_________________________________，丙烯制聚丙烯：______________________________________。塑料

合成橡胶

合成纤维nCH2＝CH2[CH2－CH2]