8.1.3 煤、石油和天然气公开课课件2022-2023学年下学期高一化学人教版（2019）必修第二册

8.1.3 煤、石油、天然气的综合利用 思政一体化教学大赛 素元化学工作室 化石燃料 煤 石油 天然气 人类使用的主要能源 重要的化工原料 综合利用---提高利用率、减少环境污染 素元化学工作室 学习目标 1. 了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用的内容，培养变化观念的学科素养。 2. 知道节约能源及防止污染的重要性，培养关注社会可持续发展的科学态度与社会责任。 素元化学工作室 预习检测 素元化学工作室 1. 为什么石油没有固定的熔沸点？ 2. 石油的分馏与蒸馏什么关系？ 3. 石油的裂化裂解的原理是什么？ 4. 煤的气化、液化是物质三态（气、液、固）之间的变化吗？为什么？ 5.生活中汽车的所用燃料一般为裂化汽油，这种汽油和直馏汽油有何区别？如何鉴别？ 学生预习所提出的问题 教师预设问题 1. 如何区分“三馏”（干馏、分馏、蒸馏）、“两裂”（裂化、裂解）？ 2.“六气”（高炉煤气、水煤气、天然气、石油气、焦炉气、裂解气）的主要成分、来源和用途是什么？ 素元化学工作室 任务一：了解石油及其综合利用 石油中元素 C、H（占97%-98%）、O、N、S等 石油的成分 多种碳氢化合物组成的混合物 1~50个碳原子的烷烃及环烷烃，一般不含烯烃 石油----工业的血液 重要的能源----世界能源消费结构中，石油占首位 我国是世界上最早发现并利用石油的国家之一 学生预习所提出的问题：为什么石油没有固定的熔沸点？ 素元化学工作室 石油的分馏 原理：利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程。 分馏产物： 石油气(C1～C4) 汽油(C5~C12) 煤油(C12~C16) 柴油(C15~C18) 重油(C20以上) 燃料油、石蜡、润滑油、沥青 减压分馏： 轻质液体燃料 常压分馏 物理变化 学生预习所提出的问题：2. 石油的分馏与蒸馏什么关系？ 学原理相同，只是分馏的组分多 素元化学工作室 石油的裂化 定义：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。 裂化的目的:提高轻质汽油的产量。 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 裂化汽油（含烯烃、烷烃） 化学变化 学生预习所提出的问题： 5.生活中汽车的所用燃料一般为裂化汽油，这种汽油和直馏汽油有何区别？如何鉴别？ 素元化学工作室 石油的裂解 采用比裂化更高的温度，使其中相对分子质量较大的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃。（深度裂化） 主要产物：乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。 C4H10 丁烷 CH4 甲烷 ＋ C3H6 丙烯 催化剂 加热、加压 C2H6 乙烷 C4H10 丁烷 ＋ C2H4 乙烯 催化剂 加热、加压 化学变化 乙烯的产量是衡量一个国家石油化学工业水平的标志 素元化学工作室 石油的结构重整 化学变化 素元化学工作室 1.煤的组成 任务二：了解煤及其综合利用 【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！ 素元化学工作室 表8-1煤的干馏的重要产品和用途 煤是化学工业的重要原料。 煤的干馏为化学变化 (1)煤的干馏： 将煤隔绝空气加强热使它分解的过程。 【思考】煤的干馏为什么要隔绝空气？ 若不隔绝空气，在高温条件下，煤会在空气中燃烧。 素元化学工作室 12 煤的综合利用 (2)煤的气化 将煤转化为可燃性气体的过程。 主要反应： 水煤气 C+H2O(g) CO + H2 高温 【思考】为什么一不小心将少量水洒在烧得通红的煤上时，火不但没有熄灭，反而烧得更旺？ 这就是煤的气化，烧得通红的煤与水蒸气反应生成可燃性气体H2和CO，所以燃烧更旺。 煤的气化为化学变化 素元化学工作室 煤的综合利用 CO + 2H2 CH3OH（甲醇） 催化剂 (3)煤的液化： 直接液化： 使煤与氢气作用生成液体燃料 间接液化： 先转化为CO和H2，然后在催化剂作用下合成甲醇 将煤转化为液体燃料的过程。 化学变化 中国神华鄂尔多斯煤制油公司的庞大厂区，这是目前世界最大的煤炭直接液化装置。 宁夏煤间接炼油厂 学生预习提出的问题： 4.煤的气化、液化是物质三态（气、液、固）之间的变化吗？为什么？ 生成其他物质，是化学变化过程，不是简单的物理状态变化。 素元化学工作室 任务三:了解天然气的综合利用 主要成分——甲烷占绝大多数，另有少量的乙烷、丙烷和丁烷等 燃料—清洁能源 液化天然气公交车 天然气灶 素元化学工作室 课堂小结