第2课时 煤、石油和天然气的综合利用 课件 2024-2025学年高一下学期化学人教版（2019）必修第二册

第八章 化学与可持续发展 第一节　自然资源的开发利用 　第2课时　煤、石油和天然气的综合利用 核心素养目标 1.宏观辨识与微观探析：了解煤、石油、天然气的组成及综合利用的意义，提高宏观辨识与微观探析的能力。 2.变化观念与平衡思想：了解煤、石油、天然气综合利用的内容，培养变化观念的学科素养。 教学目标 化石燃料在生活中的重要作用 化石燃料提供的热量能为我们提供美味的食物、提供日常所需的能量，使高铁、飞机远航。 3 三大化石燃料 煤 石油 天然气 不可再生能源 重要的化工原料 综合利用、提高利用率、减少环境污染 煤的综合利用 在沼泽和森林生长的植物 这些腐化植物层屡受到地热和细菌分化作用，就成为煤层 植物死后，就会腐烂，并被泥沙覆盖起来，形成很多腐化植物层和泥沙层 煤的形成 2、煤的分类 无烟煤： 含碳量85%~95％左右 (1）分类： 烟煤： 含碳量70~85% 褐煤： 含碳量50~70% 泥煤： 含碳量约50% 一、煤的组成 1.煤的组成：由有机物和少量无机物组成的复杂混合物；煤除主要含碳外，还含少量的S、P、H、O、N等 （1）煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫做煤的干馏（也叫煤的焦化）。 二、煤的综合利用 煤的干馏 点燃，导管尖嘴处有淡蓝色火焰。 出炉煤气：H2、CH4、C2H4、CO 玻璃管中的烟煤粉最后变成黑灰色固体物质这是焦炭 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 （1）煤的干馏： 化学变化 二、煤的综合利用 8 煤干馏的产品及用途 干馏产品 主要成分 主要用图 出炉 煤气 焦炉气 氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 气体燃料、化工原料 粗氨水 氨 铵盐 氮肥 粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸药、染料、医药、农药、合成材料 煤焦油 苯、甲苯、二甲苯 染料、医药、农药、合成材料 酚类 萘 沥青 筑路材料、制碳素电极 焦炭 碳 冶金、合成氨造气、电石、燃料 （2）煤的气化：将煤转化为可燃性气体的过程 （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 主要反应： C(s)+H2O(g) CO(g)+H2(g) 高温 水煤气 CO + 2H2 CH3OH（甲醇） 催化剂 化学变化 化学变化 = 二、煤的综合利用 煤气的成分及用途 煤综合利用的重要意义： ①减少煤燃烧产生的大量SO2、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等污染物的排放。 ②提高煤燃烧的热效率——煤的气化、液化是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也得以提高。 ③提取煤中的化学原料——在加工煤炭以及使用煤作燃料的过程中，对于所产生的煤灰、煤渣、废气、废液等都加以合理的处理，做到既消除污染又充分利用资源。 二、煤的综合利用 对比小结 煤的干馏 煤的气化 煤的液化 原理 直接液化 间接液化 将煤隔绝空气加强热使其分解 把煤中的有机物转化为可燃性气体 高温、高压下，与溶剂混合，使煤与H2作用生成液体燃料 把煤气化成CO和H2经催化合成液体燃料(CH3OH) 产品 焦炭、煤焦油、焦炉气、出炉煤气 低热值气：CO、H2、N2、 中热值气：COH2、少量CH4 高热值气：CH4 优质汽油、柴油、芳香烃和副产燃料气、液化石油气 合成汽油、甲醇等液体燃料 (1)把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏(　　) (2)煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质(　 　) (3)煤中含粗苯、煤焦油等物质，可通过蒸馏获取苯、甲苯等芳香烃(　 ) (4)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料(　 　) (5)煤的气化和液化都是物理变化(　 　) (6)天然气是清洁的化石燃料，对环境没有污染(　 　) × × √ × × × 二、石油的综合利用　化石能源与合成高分子材料 1．石油的组成 由多种______________组成的混合物。 碳氢化合物 (1)石油的分馏： 2．石油的综合利用 利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程， 常压蒸馏：石油气、汽油、煤油、柴油、重油等含碳原子少的轻质油。 产品 减压蒸馏：柴油、燃料油、石蜡、润滑油、沥青等含碳原子少的轻质油。 (2)石油的裂化 ①目的： 提高汽油的产量和质量。 ②原理： C16H34 C8H18＋C8H16。 催化剂 加热、加压 (3)石油的裂解 ①目的： 生成乙烯等气态化工原料。 ②原理： C8H18 C4H10＋C4H8 催化剂 加热、加压 C4H10 C2H6＋C2H4 催化剂 加热、加压 C4H10 CH4＋C3H6 催化剂 加热、加压 (4)石油的催化重整 ①目的： ②产品： 使链状烃转化为环状烃。 苯或甲苯等化工原料。 二、石油的综合利用　化石能源与合成高分子材料 3．化石能源与合成高分子材料 (1)三大合成高分子材料包括： 塑料、合成橡胶、合成纤维。 nCH2=CH2 ─CH2─CH2 ─ n 催化剂 ②丙烯制聚丙烯： nCH2=CH2─CH3 ─CH2─CH ─ n 催化剂 CH3 ①乙烯制聚乙烯： (2)以煤、石油、天然气为原料，通过化学反应可以制得合成高分子材料。 例如： (1)石油的分馏为物理变化，获取的各种产品为混合物( ) (2)石油的裂化和裂解原理相同，目的也相同( ) (3)裂化汽油不能用作提取溴的萃取剂( ) (4)含4个碳原子的烷烃，经催化裂解后，只能生成2种气态烃( ) (5)石油在加热和催化剂的作用下，可通过结构重整，获取苯、甲苯等环状烃( ) (6)许多性能优异的合成高分子材料的原始原料为煤、石油和天然气( ) √ × √ × √ √ 3.天然气综合利用 天然气的主要成分：甲烷 天然气的用途： 洁净的气体燃料(燃烧的产物是二氧化碳和水) 化工原料：合成氨和生产甲醇，合成两个或多个碳原子的有机化合物等 CH4 CH3OH 21 3．天然气的综合利用 天然气 主要成为 CH4 应用 清洁的化石燃料 化工原料 合成氨 生产甲醇等 天然气水合物（可燃冰） 天然气水合物是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷水合物，其组成可表示 为CH4•nH2O，甲烷分子处于多个水分子形成的笼中，天然气水合物的外观像冰，具有可燃性，故又被称为：“可燃冰”。 3.天然气综合利用 23 归纳总结 化学中的“三馏”和“两裂” (1)化学中“三馏”比较 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 混合物 单一组分的纯净物 沸点相近的各组分组成的混合物 类型 化学变化 物理变化 物理变化 PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： www.1ppt.com/powerpoint/ 资料下载：www.1ppt.com/ziliao/ 个人简历：www.1ppt.com/jianli/ 试卷下载：www.1ppt.com/shiti/ 教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/ 手抄报：www.1ppt.com/shouchaobao/ PPT课件：www.1ppt.com/kejian/ 语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/ 数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ (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 PPT模板：www.1ppt.com/moban/ PPT素材：www.1ppt.com/sucai/ PPT背景：www.1ppt.com/beijing/ PPT图表：www.1ppt.com/tubiao/ PPT下载：www.1ppt.com/xiazai/ PPT教程： www.1ppt.com/powerpoint/ 资料下载：www.1ppt.com/ziliao/ 个人简历：www.1ppt.com/jianli/ 试卷下载：www.1ppt.com/shiti/ 教案下载：www.1ppt.com/jiaoan/ 手抄报：www.1ppt.com/shouchaobao/ PPT课件：www.1ppt.com/kejian/ 语文课件：www.1ppt.com/kejian/yuwen/ 数学课件：www.1ppt.com/kejian/shuxue/ 英语课件：www.1ppt.com/kejian/yingyu/ 美术课件：www.1ppt.com/kejian/meishu/ 科学课件：www.1ppt.com/kejian/kexue/ 物理课件：www.1ppt.com/kejian/wuli/ 化学课件：www.1ppt.com/kejian/huaxue/ 生物课件：www.1ppt.com/kejian/shengwu/ 地理课件：www.1ppt.com/kejian/dili/ 历史课件：www.1ppt.com/kejian/lishi/ Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $$