煤、石油和天然气的综合利用【教学课件】 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

第八章化学与可持续发展

第一节自然资源的开发利用

第3课时煤、石油和天然气的综合利用1．以煤、石油、天然气等的开发利用为例，了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源的方法，通过运用所学的化学知识与方法解决煤、石油、天然气等综合利用中简单的化学问题。培养学生“科学探究与创新意识”的学科素养。2．结合石油化工等实例了解化学在生产中的具体应用，认识化学工业在国民经济发展中的重要地位，认识化学对人类文明的伟大贡献，培养学生“科学态度与社会责任”的学科素养。

褐煤泥煤无烟煤煤：有机物+少量无机物组成的复杂混合物主要元素其他元素氧化物会造成环境问题CO2会加剧温室效应CH、O、N、S等煤直接作燃料——利用率低并污染环境1.煤的干馏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、合成材料沥青碳素电极、筑路材料焦炭碳冶金、燃料、合成氨表8-1煤干馏的主要产品和用途将煤隔绝空气加强热使其分解的过程化学变化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1.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黑灰色固体焦炭淡蓝色火焰黑褐色粘稠的油状物煤焦油2.煤的气化

在一定条件下将煤转化为可燃性气体的过程3.煤的液化

在一定条件下将煤转化为液体燃料的过程液化间接液化：煤CO+H2

甲醇C(s)＋H2O(g)====CO(g)＋H2(g)高温水煤气直接液化：煤+氢气

液体燃料催化剂高温、高压化学变化化学变化思考：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，故燃烧更旺可燃冰CH4化石燃料氨甲醇海域可燃冰实物样品陆地冻土区可燃冰实物样品3.石油的综合利用石油的组成石油是由

组成的混合物，没有固定的熔、沸点，只能在一定温度范围内熔化或汽化。多种碳氢化合物①分馏利用石油中各组分

不同进行分离沸点常压蒸馏在常压下进行的蒸馏叫常压蒸馏减压蒸馏在减压下进行的蒸馏叫减压蒸馏（

减压可降低碳氢化合物的沸点，

以防高级烃在高温下发生分解结焦）获得轻质油②裂化目的：提高

的产量原理：汽油C16H34十六烷C8H18辛烷＋C8H16辛烯目的：生产

等气态化工原料③裂解原理：乙烯C8H18辛烷C4H10丁烷＋C4H8丁烯C4H10丁烷C2H6乙烷＋C2H4乙烯C4H10丁烷CH4甲烷＋C3H6丙烯④催化重整目的：使

转化为_______产品：

或

等化工原料链状烃环状烃苯甲苯1.生活中汽车的车用燃料一般为裂化汽油，这种汽油和直馏汽油有何区别？通过分馏得到的汽油叫直馏汽油，直馏汽油中没有不饱和烃通过裂化得到的汽油叫裂化汽油，裂化汽油中含有不饱和烃鉴别它们可以使用溴水，能使溴水褪色的为裂化汽油，不能使溴水裉色的为直馏汽油【思考与交流】2.目前，多数石油产品仍作为燃料使用，如把石油产品来合成高分子材料，其价值将成倍提升，试写出用汽油(主要成分为辛烷C8H18)为原料，生成聚乙烯塑料的合成原理？C8H18辛烷C4H10丁烷＋C4H8丁烯C4H10丁烷C2H6乙烷＋C2H4乙烯nCH2=CH2催化剂CH2－CH2[]n煤、石油、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

生物质资源的利用

人类对生物质资源的开发利用具有悠久的历史。古代人类在长期实践中学会了种植农作物、用薪柴生火、酿酒、造醋、制作饴糖、植物药用，等等。现代科技的发展为开发利用生物质资源奠定了更加坚实的基础。人们利用物理、化学和生物方法将生物质资源转化为材料（如木材、纸张）、燃料（如生物乙醇、生物柴油），以及基本化工原料（如木炭、乙醇、甲醇、甲烷）等。目前，我国可供开发利用的生物质资源主要有农业、林业产品的废弃物（如农作物秸秆、林木加工余料），生产和生活的废弃物（如厨余垃圾、畜禽粪便）等。随着科技和社会的发展，以来自生物质的纤维素、淀粉和油脂等为原料的化工生产路线，替代以煤、石油和天然气为原料的路线，将是一条绿色的可持续发展途径。化石燃料煤干馏：隔绝空气强热，产品焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水、粗苯主要成分：CH4，清洁燃料，重要化工原料。裂化：大、高→小、低，提高汽油等轻质油的产量和质量石油天然气液化：直接液化煤+氢气→液体燃料；间接液化煤→水煤气→甲醇气化：制水煤气C+H2O（g）

CO+H2高温分馏：获得汽油、煤油、柴油等轻质油及重油裂解：深度裂化，获得短链不饱和烃如乙烯、丙烯、丁烯、甲烷等催化重整：链状烃→环状烃干馏蒸馏分馏原理产物反应类型隔绝空气、高温下使物质分解根据液态混合物各组分沸点不同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1.国内能源供应紧张形势日益加剧，煤的涨价导致部分地区电荒，煤在国民经济中的重要地位由此可见一斑。下列关于煤的说法正确的是()A.煤属于有机化合物B.在物质变化类型上，煤的干馏包含了物理变化和化学变化C.煤中含有大量的苯、甲苯等芳香烃，煤是芳香烃的主要来源D.煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化并无意义B2.有关煤的叙述中正确的是（

）

A．煤在空气中加强热可得焦炭，煤焦油，粗苯，粗氨水和焦炉气

B．煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，内含煤焦油等成分

C．煤的气化主要反应是C(s)+H2O(g)=CO(g)+H2(g)

D．推广使用煤液化和气化技术，可减少二氧化碳等温室气体的排放C3.天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下列是有关天然气的几种叙述，其中正确的是（

）①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；③燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一；④CH4作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇。

A．①②③B．①②④C．③④D．②③B4.下列关于石油及石油炼制的叙述中，错误的是（

）

A．通过石油的催化裂化和裂解可以得到较多的轻质油和气态烯烃

B．含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到煤油和柴油

C．裂化汽油不能用于萃取溴水，催化重整可得芳香烃

D．石油分馏是物理变化，分馏得到的各馏分仍是多种烃的混合物B5.《后汉书·郡国志》中记载：“石