8.1.3 煤、石油和天然气的综合利用-【备课优选】2022-2023学年高一化学同步优选备课课件(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 新课引入 煤 石 油 天然气 目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料。 化石燃料 煤：工业的“粮食” 石油：工业的“血液” 天然气：清洁能源 新课引入 如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的的环境污染，是人类面临的重大挑战。 迄今为止，煤、石油和天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们也是重要的化工原料。 煤、石油和天然气的综合利用 煤的综合利用 煤的综合利用 煤的形成 煤、石油和天然气的综合利用 煤的综合利用 煤的综合利用 煤的组成 成分： 多种有机物和少量无机物组成的复杂混合物 元素： 主要是C元素，还有少量H、O、N、P、S、卤素等元素。 煤的组成 煤、石油和天然气的综合利用 煤的干馏 煤的气化 煤的液化 煤直接作燃料 ——利用率低并污染环境 煤的综合利用 煤的综合利用的主要途径 煤、石油和天然气的综合利用 煤的综合利用 煤的干馏 将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏（煤的焦化)。 煤干馏的主要产品和用途 产品 主要成分 用途 出炉 煤气 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 化肥、炸药、染料、医药、 农药、合成材料 粗苯 苯、甲苯、二甲苯 煤焦油 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、碳素电极 焦炭 碳 冶金、合成氨造气、电石、燃料 化学变化 煤、石油和天然气的综合利用 煤的综合利用 煤的气化 目的：把煤中的有机物转化为CO、H2、CH4等可燃性气体。 高温 C(s) + H2O(g) CO(g) + H2(g) 产品用途：作化工原料、燃料。 煤、石油和天然气的综合利用 煤的综合利用 煤的气化 煤、石油和天然气的综合利用 煤的综合利用 煤的液化 直接液化：煤与H2作用生成液体燃料。 间接液化：煤转化为CO和H2，在催化合成CH3OH。 产品：甲醇、汽油等 产品用途：用作液体燃料 煤、石油和天然气的综合利用 煤的综合利用 煤的利用途径 煤的干馏 煤的气化 煤的液化 原理 主要 反应 产品 用途 CO、H2等可燃性 气体物质 液态燃料油、甲醇等 将煤转化为可燃性 气体（水煤气）的过程 直接加氢液化或间接液化 将煤转化为液态燃料的过程 可作燃料 可作燃料；基本化工原料 隔绝空气加强热 出炉煤气、 煤焦油、焦炭 很广泛 分解反应 C+H2O(g) CO + H2 高温 CO + 2H2 CH3OH（甲醇） 催化剂 C+H2O(g) CO + H2 高温 煤、石油和天然气的综合利用 天然气的综合利用 天然气——主要成分CH4 海底可燃冰：CH4·nH2O 1. 清洁的化石燃料 2. 日常生活中，用作燃料 3. 化工生产中，用于合成氨和生产甲醇 4. 合成其他有机化合物 煤、石油和天然气的综合利用 资料卡片 煤、石油和天然气的综合利用 石油的综合利用 古代动植物遗体经过复杂的变化而形成 煤、石油和天然气的综合利用 石油的综合利用 主要含有碳和氢两种元素（碳、氢含量为97%~98%），同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。 主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物。 石油的组分 大部分为液态烃；在液态烃中溶有气态烃、固态烃。 煤、石油和天然气的综合利用 石油的综合利用 石油的分馏 利用原油中各组分的沸点不同进行分离（蒸发冷凝）的过程。所得馏分是混合物。 石油分馏 常压分馏 减压分馏 以原油为原料，产品为石油气、汽油、煤油、柴油、重油等含碳原子少的轻质油。 以重油为原料，产品为柴油、润滑油、石蜡、燃料油、沥青等重油。 石油的综合利用 物理变化 煤、石油和天然气的综合利用 石油的综合利用 石油的分馏 煤、石油和天然气的综合利用 石油的综合利用 石油的裂化 在一定条件下（加热、催化剂），把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。 裂化的主要产物：汽油、煤油、柴油、润滑油等。 目的： 提高轻质汽油（裂化汽油）的产量 C16H34 十六烷 C8H18 辛烷 ＋ C8H16 辛烯 催化剂 加热、加压 C8H18 辛烷 C4H10 丁烷 ＋ C4H8 丁烯 催化剂 加热、加压 煤、石油和天然气的综合利用 石油的综合利用 石油的裂解 采用比裂化更高的温度，使