内容正文:
第2节 从化石燃料中获取有机化合物
第1课时 从天然气、石油和煤中获取燃料
一、天然气和煤直接用作燃料
1.化石燃料
(1)含义:化石燃料又叫作___________________,
包括_________________,属于_________能源。
矿石燃料、矿物燃料
天然气、煤和石油
不可再生
(2)现存问题:
①化石燃料存在逐渐枯竭的危机;
②引起的环境问题:如温室效应、有毒气体和粉尘污染等。
2.天然气
(1)主要成分:甲烷。另外沼气、坑道气(瓦斯)、天然气水合物(可燃冰)的主要成分也是甲烷。
(2)甲烷的物理性质
气体
小
难溶于水
颜色 状态 气味 密度 水溶性
无色 _____ 无味 比空气___ _________
(3)甲烷的燃烧
化学方程式为____________________。通常状况下,
1 mol CH4完全燃烧可放出_______的热量,是一种优良
的气体燃料。
CH4+2O2 CO2+2H2O
802 kJ
点燃
【情境·思考】
我国在南海北部神狐海域进行的“可燃冰”试开采获得成功,标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产量的国家,为可燃冰的开采迈出了重要的一步。
可燃冰是一种由天然气与水在低温(0~10℃)高压(>107 Pa)条件下形成的类冰状结晶物质,又名天然气水合物。
有人认为“可燃冰的开采和利用实现了由水变成油的梦想”,这种说法对吗?
提示:不对。因为可燃冰中含有CH4和H2O,可燃冰中并不是只有H2O,可燃冰能燃烧是其中的可燃性成分CH4起作用。
3.煤
(1)煤的组成
(2)燃煤面临的问题:
直接燃煤会产生一些大气污染物,如硫的氧化物、氮的氧化物、烟尘等。因此燃煤面临的主要问题为①如何降低燃煤污染、提高燃煤的热效率;②煤的综合利用。
【巧判断】
(1)点燃甲烷之前需要检验纯度。 ( )
提示:√。可燃性气体点燃前需要检验纯度,防止混合气体爆炸。
(2)煤俗称煤炭,因此可看作碳元素形成的单质。 ( )
提示:×。煤是由无机化合物和有机化合物组成的复杂的混合物。
(3)煤里主要含碳及少量的其他元素,但绝大多数都含硫,工业上大量燃烧含硫燃料会形成“酸雨”。 ( )
提示:√。煤中的硫元素在燃烧时会生成SO2气体,SO2气体是形成酸雨的主要污染物。
二、从石油中获取燃料
1.石油的组成
2.石油的炼制
沸点范围不同
轻质液
体燃料
气态
物理
化学
化学
石油气
汽油
煤油
汽油
乙烯
丙烯
分馏 裂化 裂解
目的 将石油分离成
_____________
的产物 提高_______
_______的
产量和质量 得到_____
短链烃
主要变化类型 _____变化 _____变化 _____变化
主要产物 _______、_____、
_____、柴油、
重油等 _____等轻
质液体燃料 _____、
_____等小分
子不饱和烃
3.按要求写出相应的化学方程式
(1)十六烷的一种裂化方式:_____________________。
(2)辛烷的燃烧:__________________________。
2C8H18+25O2 16CO2+18H2O
点燃
【巧判断】
(1)石油有固定的沸点,所以可以进行分馏。 ( )
提示:×。石油是由各种碳原子数不等的烃混合而成的混合物,没有固定的沸点。
(2)分馏、裂化得到的汽油成分完全相同。 ( )
提示:×。石油的裂化属于化学变化,裂化汽油成分中含有不饱和烃,分馏汽油中有石油气、煤油等。
(3)石油裂解的主要目的是得到短链不饱和烃。 ( )
提示:√。石油裂解可得到乙烯、丙烯等短链不饱和烃。
知识点一 石油的炼制
【重点释疑】
1.石油炼制的工艺流程简图
2.直馏汽油和裂化汽油的比较
获得方法 主要化学成分 鉴别方法
直馏
汽油 原油直接分馏,物理变化 一般是C5~C12的烷烃及少量的芳香烃等,性质稳定 能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油
裂化
汽油 重油裂化,化学变化 含有C5~C12的烷烃和烯烃,性质活泼
【知识拓展】认识石油的炼制
(1)外界压强越小,物质的沸点就越低,而使本应要很高温度才能沸腾的馏分,在较低温度下就可以沸腾,从而得到高沸点馏分。一方面降低生产成本,另一方面可降低常压分馏中发生炭化的可能性。
(2)石油的裂化和裂解均属于烷烃的分解反应,且裂解就是深度裂化,采用的温度比裂化的温度更高。
(3)烷烃的分解反应中生成烯烃,因此裂化汽油的成分中含有烯烃,能使溴水或溴的四氯化碳溶液褪色。
【思考·讨论】
(1)石油通过分馏、裂化后得到的产物是纯净物吗?
提示:不是。石油通过分馏、裂化得到的产物是多种烃的混合物,而不是单一的纯净物。
(2)直