8.1 自然资源的开发利用 第2课时学案 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第2课时　煤、石油和天然气的综合利用 素养要求 1.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。 2．以煤、石油等的开发利用为例，了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源的方法。 3．认识化学对于构建清洁低碳、安全高效的能源体系所能发挥的作用，体会化学对促进人与自然和谐相处的意义。 一、煤的组成和加工 1．煤的组成 2．煤的加工方法及产品 二、天然气的组成和利用 三、石油的组成和加工 四、以煤、石油、天然气为原料生产合成材料 1．三大合成材料：________、________、________，这三大合成材料，主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。 2．随着合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物也给人类社会造成了巨大的环境压力。 提醒　化石燃料也称矿石燃料，其包括的天然资源为煤炭、石油、天然气、可燃冰、页岩气等，是不可再生资源。 【学而思】 1.汽油是我们生活中不可或缺的物质，汽油可以通过石油分馏得到或者通过重油裂化得到。分馏汽油和裂化汽油有何区别？如何区分二者？ 2．煤的气化、液化和干馏是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？ [即时练] 1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。 (1)煤、石油、天然气的化学成分相同。(　　) (2)煤、石油和天然气是不可再生能源，也是新型清洁能源。(　　) (3)把煤加强热使之分解的过程叫煤的干馏。(　　) (4)化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一。(　　) (5)天然气的主要用途就是作燃料。(　　) (6)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴。(　　) 2．下列转化不属于煤或石油的综合利用的是(　　) A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭 B．在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料 C．将煤变为煤饼作燃料 D．将石油裂解制得乙烯等化工原料 3．下列说法错误的是(　　) A．石油主要是由烃组成的混合物 B．①主要发生物理变化 C．②包括裂化、裂解等过程 D．③是加成反应，产物名称是二溴乙烷 4．下列说法正确的是(　　) A．煤是各种芳香烃组成的混合物 B．煤是由非常复杂的无机物和有机物组成的化合物 C.煤的干馏可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品，该过程属于物理变化 D．煤里主要含有碳及少量其他元素与矿物，但绝大多数都含硫，在工业上，大量燃烧含硫煤是造成酸雨的主要原因之一 5．我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、 实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是(　　) A．将重质油裂解为轻质油作为燃料 B．大规模开采可燃冰作为新能源 C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染 D．研发催化剂将CO2还原为甲醇 目标　煤和石油的常见加工方法 例1. 石油蒸馏装置如图所示，下列说法正确的是(　　) A．仪器W的名称：圆底烧瓶 B．碎瓷片的作用：催化剂 C．冷却水的流向：X进水，Y出水 D．收集到的60～150 ℃的馏分为混合物 例2. 煤是一种重要能源，工业上常把煤进行气化和液化处理，变为清洁能源。由水蒸气和炽热的无烟煤作用可得水煤气，水煤气是混合气体，主要由两种无色无味气体组成，是重要的工业原料。 (1)在工业生产水煤气时，燃料层的温度会下降，这说明______________________。 (2)提出猜想：水煤气的成分可能是①__________和氢气，②________和氢气(填化学式)；提出以上猜想的依据是______________________________。 设计实验：请从下列装置中选择一种，设计简单的实验证明猜想。 (3)你选择的装置是(填字母代号)________。 (4)实验结论：如果__________________，那么猜想________(填序号)合理。 关键能力 “三馏”“二裂”“五气”的比较 1．“三馏”的比较 干馏 蒸馏 分馏 原理 隔绝空气、高温下使物质分解 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 目的 获得煤或木材的分解产物 使混合物中沸点较低的组分挥发而达到分离或提纯的目的 使多组分混合物分离为两种或多种馏分而达到分离的目的 产物 产物为混合物 产物为单一组分的纯净物 产物为沸点相近的各组分组成的混合物(称为馏分) 反应类型 化学变化 物理变化 物理变化 两点提醒：1.蒸馏和分馏是物理变化，煤的焦化、气化和液化都是化学变化。 2．石油分馏的每种馏分仍为混合物。 2．“二裂”的比较 方法 原料 原理 目的 裂化 重油 在一定条件下，将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的烃 提高轻质液体燃料油的产量，特别是提高汽油的产量