8.1.3 煤、石油和天然气的综合利用（精品课件）-2022-2023学年高一化学同步精品课堂（人教版2019必修第二册）

走进奇妙的化学世界 2022-2023 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 煤 石 油 天 然 气 学习 目标 第3课时 煤 石油和天然气的综合利用 PART 01 PART 02 了解煤、石油和天然气的组成及其综合利用。 了解以煤、石油和天然气为原料生产合成材料。 了解节约能源和防止污染的重要性。 通过煤、石油、天然气的组成及其综合利用，培养学生科学探究与创新意识 1.煤的组成 由有机物和少量无机物组成的复杂混合物 主要含有C元素，另有少量H、O、N、S等元素 物质组成： 元素组成： 2.煤的综合利用（均为化学变化） ①干馏 将煤隔绝空气加强热使之分解的过程（煤的焦化） 定义： 主要产品： 出炉煤气（焦炉气、粗氨水、粗苯）、 煤焦油、焦炭 原创：WJ化学研究院 邮箱wj-chem@qq.com 学习任务 煤 石油 天然气的综合利用 一.煤的综合利用 煤干馏的主要产品和用途 煤中不含有苯等芳香烃,在干馏时生成了芳香烃。将煤焦油蒸馏可得苯。 【思考与交流】通过煤的干馏可以得到粗苯和煤焦油,煤焦油中也含有苯,那么煤中含有苯等芳香烃吗? 如何从煤焦油中分离出苯? 原创：WJ化学研究院 邮箱wj-chem@qq.com 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 6 ②气化 将煤转化为可燃性气体的过程； 定义： 主要反应： C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 高温 水煤气 ③液化 直接液化： 间接液化： 使煤与H2作用生成液体燃料 CO + 2H2 CH3OH（甲醇） 一定条件 C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 高温 相关方程式： 【思考与交流】 煤的气化和液化是物理变化还是化学变化?煤的干馏呢？ 煤的气化和液化是化学变化。 煤的干馏也是化学变化。 神华宁煤集团400万吨/年煤炭间接液化示范项目总投资约550亿元 原创：WJ化学研究院 邮箱wj-chem@qq.com 8 一、煤的综合利用总结 (1)天然气的组成和利用。 (2)天然气水合物 天然气水合物是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷水合物，其组成可表示 为CH4•nH2O，甲烷分子处于多个水分子形成的笼中，天然气水合物的外观像冰，具有可燃性，故又被称为：“可燃冰”。 2. 天然气的综合利用 催化重整 可燃冰：CH4·nH2O 二、天然气的综合利用 已知甲烷和汽油(可用C8H18表示,相对质量为114)燃烧的 热化学方程式 CH4(g) + 2 O2(g) = CO2(g)+2 H2O(l) △H= -890.3KJ·mol-1 C8H18 (g)+12.5 O2(g)= 8CO2 (g)+9 H2O(l) △H= -5472 KJ·mol-1 更高效 更低碳 更环保 已知有机物的含碳量越高，燃烧越不充分，黑烟越多，据此又可得出什么结论？ 怎样说明甲烷比汽油更高效？ 比较等质量的汽油和甲烷燃烧产生的热量 比较产生相同热量所生成的二氧化碳的物质的量 890.3KJ 甲烷作为燃料的价值探究 设1g 55.64KJ 114 48KJ 汽油产生1.3molCO2 11 三. 石油的综合利用 石油——工业的血液 经过地质普查，在我国960万平方公里土地上，发现有300多个可供勘探石油的沉积岩盆地，沉积岩面积达450万平方千米，约占国土总面积的44%。地质学家估计我国陆上石油的储量大约为3×1011~6×1011吨。 我国还有1.8×104km的海岸线。经过近几年的勘查，先后在渤海、黄海南部、东海、台湾浅海、珠江口、莺歌海、北部湾等海域发现了7个油气盆地，总面积为1.0×107km2。据我国专家估计，我国近海石油的储量约为2×1011~5×1011吨，国外人士估计为2×1011~9×1011吨。 由多种烷烃 环烷烃等碳氢化合物组成的复杂的混合物。 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～C2