8.1.3 煤、石油和天然气的综合利用 课件2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

高中化学必修第二册 第1节 自然资源的开发利用 第八章化学与可持续发展 （3）煤、石油和天然气的综合利用 学习目标 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。 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。 新课导入 煤、石油和天然气仍然是人类使用的主要能源，也是三种重要的化石燃料 优点: 提供能量、化工原料 缺点: 不可再生、环境污染 综合利用、提高利用率、减少环境污染 三.煤、石油和天然气的综合利用 三.煤、石油和天然气的综合利用 1.煤的综合利用 ⑴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： 我国化石能源资源储量 【思考】煤作为燃料有什么缺点？ 煤燃烧产生大量的煤灰、煤渣、废气（SO2、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等）， 污染环境，燃烧效率低！ 5 三.煤、石油和天然气的综合利用 ⑵主要途径 煤的干馏 煤的气化 煤的液化 优点： ①减少了煤燃烧产生的SO2、氮的氧化物、 碳的氧化物和烟尘等污染物的排放。 ②提高了煤燃烧的热效率 ③提取了煤中的化学原料。 三.煤、石油和天然气的综合利用 ①煤的干馏-将煤隔绝空气加强热使之分解的过程（煤的焦化） 煤的干馏实验装置 三.煤、石油和天然气的综合利用 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 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 煤的干馏是复杂的物理和化学变化过程 玻璃管中的烟煤粉最后变成黑灰色固体物质这是焦炭 三.煤、石油和天然气的综合利用 三.煤、石油和天然气的综合利用 ②煤的汽化 把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程 属于化学变化 C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g) 高温 水煤气 工业制水煤气的方法 三.煤、石油和天然气的综合利用 ③煤的汽化---- (化学变化) 直接液化——使煤与H2作用生成液体燃料 间接液化: 煤 气化 CO和H2 催化剂 CH3OH(甲醇) CO + 2H2 CH3OH（甲醇） 一定条件 C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 高温 相关方程式： 【思考与讨论】 煤的气化、液化是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？为什么？ 不是，物质三态之间的变化是物理变化，煤的气化、液化是化学变化 三.煤、石油和天然气的综合利用 煤的综合利用 出炉煤气 煤焦油 焦炭 可燃性气体（水煤气） 液体燃料 水煤气 干馏 气化 +H2 直接液化 液化 苯、甲苯等 H2O(g) 水煤气 催化剂 甲醇 催化剂 +H2O 间接液化 三.煤、石油和天然气的综合利用 2.石油的综合利用 ⑴石油中元素 C、H（占97%-98%）O、N、S等 ⑵石油的成分 多种碳氢化合物组成的混合物 ⑶石油的物性 粘稠液体，呈黑色或深棕色，有特殊气味，不溶于水，比水稍轻，没有固定的熔沸点 1~50个碳原子的烷烃及环烷烃，一般不含烯烃 三.煤、石油和天然气的综合利用 三.煤、石油和天然气的综合利用 (1)石油的分馏 石油气(C1～C4) 汽油(C5~C12) 煤油(C12~C16) 柴油(C15~C18) 重油(C20以上) 原油 脱盐脱水 石油 常压分馏 利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物分离成简单混合物的过程 轻质液体燃料 物理变化 目的：获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油 三.煤、石油和天然气的综合利用 ①裂化：将含碳原子较多、沸点较高的烃分裂为含碳原子较少、 沸点较低的烃的过程。 目的：提高优质、轻质液体燃料的产量,特别是提高汽油的产量。 （2）化学变化： 三.煤、石油和天然气的综合利用 ②裂解：裂解就是深度裂化 目的：得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。 ③催化重整：在加热和催化剂的作用下，通过结构的重新调整, 使链状烃转化为环状烃的过程。 目的：获得苯、甲苯等产品。 三.煤、石油和天然气的综合利用 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 产物为混合物 产物为单一组分的纯净物 产物为沸点不同的混合物 反应 类型 化学变化 物理变化 物理变化 ★易混淆概念 三.煤、石油和天然气的综合利用 3.天然气的综合利用 ⑴天然气-主要成分甲烷(CH4） 清洁化石燃料 ⑵应用： ①燃料 ②化工原料 合成氨 生产甲醇 CO + 3H2 CO + H2