《煤、石油和天然气的综合利用》化学授课课件教案

第八章化学与可持续发展自然资源的开发利用第2课时煤、石油和天然气的综合利用[核心素养发展目标]

1.了解煤、石油、天然气的组成及综合利用的意义，提高宏观辨识与微观探析的能力。2.了解煤、石油、天然气综合利用的内容，培养变化观念的学科素养。3.了解节约能源及防止污染的重要性，培养关注社会可持续发展的科学态度与社会责任。一、煤和天然气的综合利用1．煤的组成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．煤的综合利用(1)煤的干馏①定义：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，也叫煤的焦化。②主要产品：出炉煤气(焦炉气、粗氨水、粗苯)，煤焦油，焦炭。(2)煤的气化①定义：将煤转化为可燃性气体的过程。②主要反应：C＋H2O(g)CO＋H2。高温(3)煤的液化直接液化：间接液化：煤与氢气作用生产液体燃料煤CO和H2甲醇等气化催化剂某实验小组在实验室中用下图模拟煤的干馏，按要求回答相关问题：(1)仪器d的作用是_______________，e处点燃的气体主要有____________________。(2)c中液体分层，其中水层里溶有__________，有机物层可以通过________的方法使其中的重要成分分离出来。冷却H2、CO、CH4、C2H4粗氨水蒸馏3．天然气的综合利用天然气主要成为CH4应用清洁的化石燃料化工原料合成氨生产甲醇等(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(

)××√×××二、石油的综合利用化石能源与合成高分子材料1．石油的组成由多种______________组成的混合物。碳氢化合物2．石油的综合利用(1)石油的分馏：利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程，分馏后可获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油。(2)石油的裂化①目的：提高汽油的产量和质量。②原理：C16H34

C8H18＋C8H16。催化剂加热、加压(3)石油的裂解①目的：生成乙烯等气态化工原料。②原理：C8H18

C4H10＋C4H8催化剂加热、加压C4H10

C2H6＋C2H4催化剂加热、加压C4H10

CH4＋C3H6催化剂加热、加压(4)石油的催化重整①目的：②产品：使链状烃转化为环状烃。苯或甲苯等化工原料。某研究学习小组在实验室中模拟石油的炼制，设计了如图的装置。实验过程中,可观察到b中试管内有少量液体凝结且闻到有汽油的气味，c中试管内酸性高锰酸钾溶液褪色。(1)实验研究小组模拟的是__________________(填化工工艺名称)。(2)b中试管内的液体_____(填“能”或“不能”)用来萃取溴水中的溴。若不能，请说明理由：_______________________________________(若能,此空不填)。(3)c中试管内酸性KMnO4溶液褪色，体现了酸性KMnO4溶液的______性。(4)写出十六烷裂化得到辛烷和辛烯的化学方程式：____________________。(5)实验过程中，装置d中的溴的四氯化碳溶液褪色，写出验证烯烃与溴水的反应是加成反应而不是取代反应的方法：_____________________________________________________________________________________________。石油的裂化不能裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应氧化C16H34

C8H18＋C8H16催化剂△

向反应后的溶液中滴加石蕊溶液，溶液不变红，则说明该反应为加成反应而非取代反应3．化石能源与合成高分子材料(1)三大合成高分子材料包括：

塑料、合成橡胶、合成纤维。nCH2=CH2─CH2─CH2

─n催化剂②丙烯制聚丙烯：nCH2=CH2─CH3─CH2─CH

─n催化剂CH3①乙烯制聚乙烯：(2)以煤、石油、天然气为原料，通过化学反应可以制得合成高分子材料。例如：(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(

)(6)许多性能优异的合成高分子材料的原始原料为煤、石油和天然气(

)√×√×√√随堂演练知识落实1．(2020·江西宜春第九中学检测)下列关于煤、石油及其所得产品的叙述正确的是(

)A．煤的气化和液化都是物理变化B．煤的干馏和石油的分馏发生的都是化学变化C．用溴的四氯化碳溶液可鉴别直馏汽油和裂化汽油D．煤和石油都是混合物，都只由碳和氢两种元素组成C2．(2019·上海知行中学高一检测)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．②④⑥C．①②⑤ D．③④⑦A3．(2020·吉林乾安第二中学检测)下列说法正确的是(

)A．裂化汽油和直馏汽油都可以与溴水反应使其褪色B．煤通过干馏可获得焦炉气、煤焦油、焦炭等C．石油通过分馏得到的汽油是纯净物D．煤通过气化、液化这样的物理变化可获得洁净的燃料B4．(2020·甘肃陇南第一中学检测)下列说法正确的是(

)A．汽油与水不相溶，可以用裂化汽油萃取溴水中的溴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>C5．如图所示，将浸透了石蜡油(17个碳以上的液态烷烃混合物)的石棉放在硬质玻璃管的底部，试管中加入碎瓷片，给碎瓷片加强热，石蜡油蒸气通过炽热的碎瓷片表面发生反应，生成一定量的气体。利用该气体进行如下实验：①将生成的气体通入酸性高锰酸钾溶液后，酸性高锰酸钾溶液褪色。②将生成的气体通入溴的四氯化碳溶液中，溴的四氯化碳溶液也褪色。请回答下列问题：(1)实验装置中石棉的作用是________________，碎瓷片的作用是____________。(2)酸性高锰酸钾溶液褪色，有机化合物发生的化学反应的类型是______________。(3)溴的四氯化碳溶液褪色，有机化合物发生的化学反应的类型是______________。(4)假设石蜡油中的某种烃的化学式为C18H38，1molC18H38发生裂化(分解)反应生成1mol辛烷和1mol烃A,则烃A的化学式为______，1mol辛烷又发生裂化反应生成1mol丁烷和1mo