8.1 自然资源的开发利用 第3课时 课件 2022-2023学年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3课时 煤、石油和天然气的综合利用 煤、石油、天然气是目前人类使用的主要能源(化石燃料)。 一、煤的综合利用 【想一想】如何高效使用煤？ COx、NOx、SO2 、烟尘等 煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，以碳元素为主，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素 煤的结构模型 获得洁净的燃料和多种化工原料 ——物尽其用，保护环境 一、煤的综合利用 （1）煤的干馏 是指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。 煤的干馏装置 玻璃管中的烟煤粉最后变成黑灰色固体物质这是焦炭； 点燃，导管尖嘴处有淡蓝色火焰。 出炉煤气：氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳。 U形管底部有黑褐色粘稠的油状物生成，这是煤焦油。 成分：苯、甲苯、二甲苯等。 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 （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 （液）    苯、甲苯、二甲苯    酚类、萘 染料、医药、农药、合成材料    沥青    筑路材料、制碳素电极      焦 炭（固）    碳 冶金、合成氨造气、电石、燃料 5 （2）煤的气化 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 CO + 2H2 CH3OH（甲醇） 一定条件 在一定条件下将煤转化为液体燃料。 直接液化： 煤与氢气作用生成液体燃料 先转化为CO和H2，再在催化剂作用合成甲醇 （3）煤的液化 间接液化： 总结：煤的综合利用 天然气的主要成分：甲烷 二、天然气的组成及其综合利用 “可燃冰”CH4·nH2O 天然气灶 2017年5月，中国首次海域天然气水合物（可燃冰）试采成功。世界第一掌握此项技术的国家。 石油又称原油，是一种粘稠的、深褐色液体。地壳上层部分地区有石油储存，主要成分是各种烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。它是古代海洋或湖泊中的生物经过漫长的演化形成，属于化石燃料。石油主要被用来作为燃油和汽油，也是许多化学工业产品如溶液、化肥、杀虫剂和塑料等的原料。 二、石油的组成及其综合利用 生物成油理论 研究表明，石油的生成至少需要200万年的时间，在现今已发现的油藏中，时间最老的达5亿年之久。在地球不断演化的漫长历史过程中，有一些“特殊”时期，如古生代和中生代，大量的植物和动物死亡后，构成其身体的有机物质不断分解，与泥沙或碳酸质沉淀物等物质混合组成沉积层。由于沉积物不断地堆积加厚，导致温度和压力上升，随着这种过程的不断进行，沉积层变为沉积岩，进而形成沉积盆地，这就为石油的生成提供了基本的地质环境。　大多数地质学家认为石油像煤和天然气一样，是古代有机物通过漫长的压缩和加热后逐渐形成的。按照这个理论石油是由史前的海洋动物和藻类尸体变化形成的。 1.石油中有哪些成分？ 2. 如何分离以上有机物？ 实验室：蒸馏 60℃～150℃是什么？ 150℃～300℃是什么？ 300℃～400℃是什么？ 汽油 煤油 柴油 有机物的主要成分是各种烷烃： C1～C4气态烷烃、 C5～C12的汽油、 C12～C16的煤油 C15～C18的柴油、 C18～C20的润滑油、 C20以上的重油 工业分离石油方法：分馏 石油气 轻质汽油 汽油 煤油 柴油 润滑油 沥青 实际生活生产中直馏汽油远不能满足需求，怎样提高汽油的产量？ 石油的裂化 直馏汽油 固态油裂化 提高液态油产量的方法： C16以上 长链烷烃 C5～C12 短链烷烃和烯烃 隔空气高温 C16H34 C8H18 + C8H16 石蜡 裂化汽油 与直馏汽油有什么区别？ C5H12 C2H4 + C3H8 裂解（深度裂化） 石油分馏和裂化及产品用途示意图 名称 干馏 蒸馏 分馏 原理 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 混合物 单一组分的纯净物 沸点相近的各组分组成的混合物 类型 化学变化 物理变化 物理变化 名称 定义 目的 裂化 在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量 裂解 在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链不饱和烃 $