8.1.3 第一课时 煤的综合利用 课件 2023-2024学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

8.1.3 第一课时 煤的综合利用 教学目标： 1、认识煤的综合利用的意义。 2、通过对煤的综合利用的学习，认识煤的干馏原理，初步了解干馏产物和用途。 煤的组成 1、宏观上，煤是由有机物和无机物所组成的复杂混合物。 2、微观来看，煤中含量最高的元素是碳，其次是氢和氧，另外还有少量的硫、磷、氮等元素。 煤的结构模型 煤炭 煤的使用 1、作为人类主要使用的三大能源（石油、煤、天然气）之一，你所知道的煤的主要直接利用方式是？ 2、煤作为燃料有什么缺点？ 3、化石燃料综合利用的主要意义是什么？ 交流讨论 人类利用煤炭的历史悠久。在煤的利用方面，人们最关注的是煤的综合利用问题，例如， 如何提高煤燃烧的热效率？ 如何减少煤燃烧引起的污染？ 如何从煤中提取、分离出有用的化学原料？ 利用煤的气化、液化和干馏这些加工手段可以从煤中获得多种有机化合物。 煤的综合利用 学习任务一：煤的气化 (1)煤的气化：把煤转化为可燃性气体的过程。 (2)原理： 在高温下煤和水蒸气作用得到CO、H2等气体。 主要反应为：C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) (3)目的： 作为燃料或化工原料气。水煤气可以进一步合成液态烃、甲醇、二甲醚等含氧有机物。 高温 ====== 学习任务二：煤的液化 (1)煤的液化：把煤转化为液体燃料的过程。 (2)原理： 在高温、催化剂存在条件下，煤和氢气作用可以得到液体燃料，也可以获得洁净的燃料油（汽油、煤油、柴油等）和化工原料。 直接液化：高温、高压和催化剂，与氢气作用生成液态碳氢化合物 即：煤＋H2 → 液体燃料 间接液化：高温下与水蒸气作用，产生CO、H2，再催化合成甲醇等 即：煤 → CO＋H2 → 甲醇 CO + 2H2 CH3OH（甲醇） 一定条件 学习任务三：煤的干馏 1、定义：将煤隔绝空气加强热使煤中的有机物分解，是一个复杂的物理变化和化学变化过程。 煤的干馏可以得到煤焦油、粗苯、焦炭、焦炉煤气、粗氨水等 苯、甲苯、二甲苯等 可制得染料、化肥、农药、洗涤剂、溶剂和多种合成材料。 调查研究 请同学们查阅资料，根据所学知识，了解煤干馏工艺和主要产物用途，解决下列问题。 调查研究 将煤直接作为燃料燃烧，一方面热效率较低，另一方面还会产生烟尘、二氧化硫、氮氧化物等，造成严重的环境污染。煤的干馏是提高煤的利用率、生产重要化工原料、减少污染物排放量的有效措施之一。某化学兴趣小组在实验室条件下探究煤干馏的现象及产物，设计如图装置进行实验。 探究1：煤的干馏原理 问题1：在组装干馏实验装置时，一定注意要把硬质玻璃管密封好，为什么？ 煤的干馏要求隔绝空气，防止空气进入发生燃烧。 问题2：煤经过干馏，得到了气体、液体和黑色的固体，是物理变化吗？ 不是。煤的干馏是高温下发生的复杂的化学变化。 问题3：生产、生活中用到的煤油是煤干馏得到的产品吗？ 不是。煤油是石油分馏得到的碳原子数在8~16之间的多种烷烃混合物。 问题1：试管导出的气体产物点燃后有蓝色的火焰，其主要成分是什么？ 试管导出的气体主要是氢气、甲烷、乙烯的混合气体。 问题2：在试管底部得到黑色的液体，有一股刺激性气味，表明生成了什么产物？ 生成了氨气。 问题3：如何从试管底部的黑色液体中得到苯、甲苯、二甲苯等化工原料？ 分馏。 探究2：煤的干馏产物 煤化工的长远发展 传统的煤干馏工艺能耗大，对环境有 一定的影响。 煤焦工艺改造以清洁能源产业要求为目标，探索清洁高效的气体燃烧技术和提升能源利用效率，实现污染气体零排放和CO2气体低排放，建构清洁高效的煤干馏工艺过程。 新型煤化工将向煤炭—能源化工一体化方向转型，以生产洁净能源和可替代石油化工的产品为主，减轻燃煤造成的环境污染，降低对进口石油的依赖，促进煤化工的绿色发展。 是科学家也是魔术师——煤转变为石油 练习 1、下列关于煤的说法正确的是（ ） A、煤中含有碳，可看做无机化合物 B、煤加强热使其分解的过程称为煤的干馏 C、煤中含有苯，可看作有机化合物 D、焦炭是煤干馏的一种重要产品 2、下列关于煤的说法中不正确的是（ ） A、将煤气化可以制取清洁能源 B、煤的干馏的主要目的是得到苯、甲苯、二甲苯等有机化合物 C、煤的液化是将煤转化为洁净燃料油和化工原料 D、石油的分馏是物理变化，煤的干馏是化学变化 D B Lavf58.46.101 $$