第8章 第1节 新知探究课20 煤、石油和天然气的综合利用-【名师导航】2023-2024学年高中化学必修第二册同步课件(人教版2019)

第八章　化学与可持续发展 第一节　自然资源的开发利用 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 学习任务 1．结合石油化工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、天然气的开发利用为例，了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源的方法。 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 必备知识·自主预习 01 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3 一、煤、天然气的综合利用 1．煤的组成 有机物 无机物 碳 氢、氧、氮、硫 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．煤的综合利用 隔绝空气加强热使之分解 焦炉气 煤焦油 可燃性气体 C＋H2O(g)CO＋H2 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．天然气的组成和利用 CH4 燃料 氨 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)煤、石油和天然气是不可再生能源，也是新型清洁能源。 (　　) (2)煤的液化与一般物质液化原理相同。 (　　) (3)将煤在空气中强热分解的过程为煤的干馏。 (　　) (4)煤的气化和液化均属于物理变化。 (　　) × × × × 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 二、石油的综合利用 1．组成：石油是由多种__________组成的混合物。 2．综合利用 (1)分馏 ①定义：利用石油中各组分____的不同进行分离的过程叫做石油的分馏。 ②石油经分馏后可以获得____、____、____等含碳原子少的轻质油，但其产量难以满足社会需求，而含碳原子多的重油却供大于求。 碳氢化合物 沸点 汽油 煤油 柴油 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (2)催化裂化 ①目的：将重油裂化为____等物质。 ②例如：C16H34______________。 汽油 C8H18＋C8H16 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (3)裂解 ①目的：得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。 ②例如：C8H18_______________； C4H10_____________； C4H10______________。 C4H10＋C4H8 CH4＋C3H6 C2H6＋C2H4 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 (4)催化重整：石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的调整，使_______转化为______。 3．三大合成材料：____、________、________，这三大合成材料是以煤、石油和天然气为原料生产的。 链状烃 环状烃 塑料 合成橡胶 合成纤维 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 判一判　(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)石油产品汽油、煤油、石蜡均为烃类物质。 (　　) (2)石油的分馏、裂化和裂解均为化学变化。 (　　) (3)裂化的目的是提高汽油的产量。 (　　) √ × √ 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 关键能力·情境探究 02 学习任务　煤、石油和天然气的综合利用 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 13 [问题探究] 我国的煤炭资源相对比较丰富，加快“煤制油”的发展，对我国社会经济可持续发展有着深远的意义。下图是煤间接液化的典型流程示意图。 煤、石油和天然气的综合利用 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1．从煤的干馏产物中可以分离出苯或甲苯，煤中含有苯、甲苯等物质吗？ 提示：煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，本身不含有苯、甲苯等物质，在干馏时发生化学变化生成了这些物质。 2．煤的气化、液化是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？为什么？ 提示：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。 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．写出煤气化反应的化学方程式，说明煤气化的意义。 提示：C＋H2O(g)CO＋H2。煤气化能够减少煤燃烧时的粉尘污染，提高煤燃烧的效率，气化后的产品可以用于化工生产，提高煤的综合利用价值。 4．如图中由石油获得相应产品的方法是什么？该方法是物理变化还是化学变化？得到的各种分馏产品是纯净物吗？ 提示：图中由石油获得相应产品的方法是分馏，属于物理变化，所得产品是混合物。 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 [归纳总结] 1．化学“三馏”的比较 名称 原理 特点 干馏 隔绝空气加强热使物质分解的过程 属于化学变化，产物为混合物 蒸馏 根据液态混合物中各组分沸点不同，加热使某一组分蒸发进行分离 属于物理变化，产物为单一组分的馏出物 分馏 根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离 属于物理变化，产物为沸点相近的各组分组成的混合物 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 注意：减压可以降低物质的沸点，石油的减压蒸馏可以在较低温度下，使重油、柴油等常压蒸馏产品继续分离，可得到燃料油、润滑油、石蜡等石油产品。 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 2．化学中“两裂”的比较 名称 定义 目的 裂化 在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量 裂解 在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链不饱和烃 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．化学“六气”的主要成分   高炉 煤气 水煤气 天然气 液化石油气 焦炉气 裂解气 主要成分 CO、CO2、N2 H2、CO CH4 C3H8、C4H10 H2、CH4、C2H4、CO C2H4、C3H6、C4H8、CH4 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 √ [能力达成] 1．下列关于煤、石油、天然气等资源的说法错误的是(　　) A．煤的干馏、石油的分馏是物理变化 B．煤的液化、石油的裂化是化学变化 C．天然气的主要成分是甲烷 D．三者均属于不可再生的能源 A　[煤的干馏过程中生成新物质，为化学变化，A错误；煤的液化过程中生成新物质，石油的裂化也生成了新物质，两者均是化学变化，B正确；天然气的主要成分是甲烷(CH4)，C正确；煤、石油、天然气均为化石燃料，均属于不可再生的能源，D正确。] 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 √ 2．有关煤的叙述不正确的是(　　) A．煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质 B．煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分 C．煤除了含有C元素外，还含有少量的N、H、S、O等元素 D．煤等化石燃料的储量有限，节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键 B　[该题主要考查煤的成分及利用，煤是由有机物和少量无机物组成的混合物，煤焦油是煤干馏的产物之一，不属于煤本身的成分，故选B项。] 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 √ 3．重油裂化的主要目的是(　　) A．获得短链气态烃　 B．生产更多的汽油 C．提高汽油品质 D．将直链烃转化为芳香烃 B　[石油裂化的目的是提高轻质液体燃料(汽油、煤油、柴油等)的产量，特别是提高汽油的产量，故B正确。] 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 知　识　必　备 1.了解物理和化学变化：煤的干馏、气化和液化，石油的裂化和裂解均为化学变化，石油的分馏属于物理变化。 2．了解两种“气”的成分：水煤气的主要成分是CO和H2；焦炉气的主要成分是H2、CH4、C2H4、CO。 3．知道石油裂化和裂解的目的：石油裂化的目的是提高轻质油的产量，石油裂解的目的是获得气态短链不饱和烃作化工原料。 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 课　堂　小　结 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 学习效果·随堂评估 03 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 26 1 2 3 4 √ 1．从有利于实现“碳中和”的角度考虑，下列燃料中较理想的是 (　　) A．煤　　　　　 B．汽油 C．天然气 D．氢气 D　[煤、汽油、天然气燃烧时都有二氧化碳生成，不利于碳中和的实现，氢气燃烧只生成水，没有二氧化碳生成，有利于碳中和的实现，故选D。] 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1 2 3 4 √ 2．于谦在《咏煤炭》中写道：“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深，爝火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉……”下列有关说法错误的是(　　) A．煤的干馏是化学变化，煤的液化是物理变化 B．煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物 C．煤燃烧前的脱硫处理是为了防止污染空气 D．煤经过气化和液化可转化为清洁燃料 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1 2 3 4 A　[煤的干馏是指煤在隔绝空气条件下加强热分解生成焦炭、煤焦油等产物，煤的液化是用煤来生产甲醇等液态燃料，故煤的干馏和液化均是化学变化，A错误；煤是由多种有机物和无机物组成的复杂的混合物，主要成分为C，B正确；煤中含硫，燃烧会产生大气污染物，故煤燃烧前的脱硫处理是为了防止污染空气，C正确；煤的气化是用煤来生产水煤气，煤的液化是用煤来生产甲醇等液态燃料，可转化为清洁能源，且提高了煤的利用率，D正确。] 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 3．石油是重要的工业原料，被称为“现代工业的血液”。下列有关说法正确的是(　　) ①石油裂解得到的汽油可与溴水反应 ②石油的分馏是化学变化 ③石油的分馏实验中，温度计水银球插入液面以下，因为它测的是混合液的温度 ④石油分馏得到的汽油仍是混合物 A．①③　　B．②④　　C．①④　　D．②③ C　[石油的分馏是依据各物质的沸点不同进行分离的操作，故为物理变化，②错；石油分馏实验中，温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处，以测量馏出蒸气的温度，③错。] 1 2 3 4 √ 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1 2 3 4 4．某市家用燃料的更新经历了如图几个过程： 请回答下列问题： (1)为了使煤充分燃烧，可采取的措施是________________________。 [解析]　为了使煤充分燃烧，可以通入足量的空气或增大固体表面积(即将煤粉碎)。 通入足量的空气或将煤粉碎 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1 2 3 4 (2)煤的气化可产生管道煤气，其主要反应是碳与水蒸气在高温下生成两种常见的可燃性气体，这两种气体是__________。 [解析]　C＋H2O(g)CO＋H2，即碳与水蒸气在高温条件下反应生成CO和H2。 CO和H2 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 1 2 3 4 (3)液化石油气的主要成分是丙烷(C3H8)，丙烷完全燃烧的化学方程式是___________________________________________________。 [解析]　丙烷完全燃烧生成二氧化碳和水：C3H8＋5O23CO2＋4H2O。 (4)天然气作燃料比煤更清洁的原因是___________________________(答一条即可)。 [解析]　天然气燃烧生成二氧化碳和水，无粉尘污染。 C3H8＋5O23CO2＋4H2O 减少了粉尘污染(答案合理即可) 新知探究课20　煤、石油和天然气的综合利用 必备知识·自主预习 关键能力·情境探究 学习效果·随堂评估 $$