第1节 第3课时 煤、石油和天然气的综合利用（同步课件）-【上好课】2024-2025学年高一化学同步精品课堂（人教版2019必修第二册）

第一节 自然资源的开发利用 课时3 煤、石油和天然气的综合利用 人教版2019必修第二册 第八章 化学与可持续发展 素养目标 宏观辨识与微观探析： 通过宏观上认识自然资源—煤、石油、天然气的综合利用，能从化学微观角度分析、探究化石燃料综合利用的的原理和方法，运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响。 证据推理与模型认知： 能举例说明重要资源和能源的主要类型、成分和作用，对资源的开发利用和能源的使用方案进行评价，认识合成高分子材料的重要性培养模型认知和证据推理的能力。 科学探究与创新意识： 通过对“煤制油”工艺原理的认识，掌握并创新化石能源综合利用方法，提高思维的深度和广度，认识环境保护和资源合理开发的重要性，形成可持续发展意识和绿色化学观念。 教学目标 本节重点 煤、石油和天然气的综合利用。 本节难点 煤、石油和天然气的综合利用。 1.认识煤的干馏、气化、液化原理和主要产品及用途，了解煤的综合利用对可持续发展的重要性。 2.了解石油的分馏和裂化产品的用途及石油化工产品的应用及投产与产出，认识合理开发和利用化石能源的重要性和必要性。 新课导入 你知道吗？ 人类使用的主要能源，重要的化工原料是什么？ 天然气 煤、石油和天然气的综合利用、提高利用率、减少环境污染 石油 煤 迄今为止，煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们也是重要的化工原料。 煤的综合利用 壹 天然气的综合利用 贰 知识导航 石油的综合利用 叁 课堂探究 请你思考！ 如何实现化石燃料的综合利用？ 如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。 01 煤的综合利用 课堂探究 一、煤的综合利用 认识了解 对比学习 1.煤的组成 ⑴煤是有机物和无机物组成的复杂混合物，含C(主)，H和O(次)，S、P、N(少) 。 无烟煤 褐煤 泥煤 烟煤 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！ 课堂思考 请你思考！ 如何提高煤的燃烧效率，减少环境污染？ 煤的综合利用主要途径：煤的干馏、煤的气化、煤的液化 十九世纪初，由于冶金工业的发展，需要大量焦碳，生产焦碳的主要方法是煤的干馏即对煤隔绝空气加强热。 课堂探究 一、煤的综合利用 重点理解 探究学习 2.煤的综合利用 (1)煤的干馏： 煤焦油 出炉煤气 焦炭 ①把煤隔绝空气加强热使之分解的过程。 课堂探究 一、煤的综合利用 重点理解 探究学习 (1)煤的干馏 ②煤的干馏的重要产品和用途 干馏产物 主要成分 主要用途 出炉 煤气 焦炉气 H2、CH4、乙烯、CO 气体燃料、化工原料 粗氨水 NH3、铵盐 化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料 粗苯 苯、甲苯、二甲苯 煤焦油 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘 染料、医药、农药、 合成材料 沥青 筑路材料、碳素电极 焦炭 碳 冶金、合成氨造气、电石、燃料 11 课堂探究 一、煤的综合利用 重点理解 探究学习 (2)煤的气化 ①将煤转化为可燃性气体的过程。 ②主要反应： 水煤气 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。 课堂探究 一、煤的综合利用 重点理解 探究学习 (3)煤的液化 ①直接液化： 将煤转化为液体燃料的过程 使煤与H2作用生成液体燃料 ②间接液化： 先转化为CO和H2，然后在催化剂作用下合成甲醇 课堂思考 你想到了什么？ 阅读下列资料卡片，你得到什么启示？ 资料卡片 天然气水合物 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，甲烷分子处于由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”。它被认为是21世纪的高效清洁能源。但是，储量巨大的天然气水合物的分解和甲烷释放， 可能会诱发海底地质灾害，加重温室效应。 目前，开发利用天然气水合物已经成为 人们关注的重要领域，相关研究取得了 多项进展。我国的天然气水合物开采 技术处于世界先进水平。 02 天然气的综合利用 课堂探究 二、天然气的综合利用 重点理解 探究学习 1. 天然气组成——主要成分是甲烷 天然气 可燃冰 2. 天然气用途 ①燃料——清洁能源 ②化工原料：生产甲醇、合成两碳或多碳有机物 课堂思考 你知道吗？ 你知道工业的血液是什么吗？ 石油被誉为工业的血液 石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，成分复杂 随着碳原子数(相对分子量)增多,烃的熔沸点升高 石油的综合利用 03 石油的综合利用 课堂探究 三、石油的综合利用 重点理解 探究学习 1.石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，成分复杂。 2.石油的综合利用 ⑴石油的分馏 利用各组分沸点的不同进行分离的过程 ⑵分馏分为常压分馏，减压分馏 课堂探究 三、石油的综合利用 重点理解 对比学习 2.石油的综合利用 石油经分馏后可以获得汽油、煤油、柴油等含碳原子数少的轻质油,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。 石油气(C1~C4) 低于20℃ 汽油(C5~C12) 20-200℃ 煤油(C12~C16) 175-275℃ 柴油(C15~C18)　　250-400℃ 润滑油(C16~C20) 高于350℃ 石油 常压分馏 重油（沥青等）(C20以上) 石油 减压分馏 课堂思考 请你观察！ 石油的综合利用 常压蒸馏 减压蒸馏 催化裂化、裂解 课堂探究 三、石油的综合利用 重点理解 探究学习 2.催化裂化 ⑴裂化的目的:提高轻质液体燃料的产量，特别是提高汽油的产量。 ⑵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。 相对分子质量大 沸点高的烃 相对分子质量小 沸点较低的烃 断裂 原料：重油、石蜡 产物：汽油、煤油、柴油、润滑油等 课堂探究 三、石油的综合利用 重点理解 探究学习 2.催化裂化 课堂探究 重点理解 三、石油的综合利用 探究学习 3.催化裂解 ⑴裂解的目的: 获得乙烯、丙烯等小分子烃 ⑵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。 课堂探究 三、石油的综合利用 重点理解 探究学习 4.催化重整 ⑴通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃 请你思考！ 日常生活中煤、天然气、石油的综合利用 课堂思考 高分子材料 基础化工原料 更高价值生活用品 观看 典例精讲 【例1】正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”) (1)煤的气化是使煤转化成清洁燃料的物理过程。(　　) (2)石油的分馏得到的产品是纯净物。(　　) (3)煤的干馏可得到甲烷、苯和氨等物质。(　　) (4)乙烯的化学性质比聚乙烯活泼。(　　) (5)石油的分馏、裂化和裂解都属于化学变化。(　　) (6)石油裂解的原料是石油分馏产品。(　　) × × √ √ × √ 课堂小结 28 随堂演练 1、下列过程属于物理变化的是（ ） A.煤的干馏 B.石油分馏 C.石油裂化 D.乙烯聚合 B 2、下列关于煤、石油及其所得产品的叙述正确的是（ ） A. 煤中含有甲苯、二甲苯等有机物，可以通过干馏得到 B.煤的干馏和石油的分馏发生的都是化学变化 C.用溴的四氯化碳溶液可鉴别直馏汽油和裂化汽油 D.石油是混合物，其分馏产品煤油为纯净物 C 29 3、下列有关煤、石油、天然气等资源的说法错误的是（ ） A.天然气是一种清洁的化石燃料 B.石油是由多种烃组成的混合物 C.煤的气化和煤的液化都属于物理变化 D.通过石油的裂化可以提高汽油的产量 随堂演练 C 4、下列变化中，属于化学变化的是（ ） A．用苯从溴水中萃取溴 B．重油裂化得到轻质燃料油 C．从煤焦油中提取苯、甲苯、二甲苯 D．石油分馏得到汽油、煤油等产物 B 30 5、下图是实验室模拟干馏的实验装置，下列有关叙述错误的是（ ） A.图示实验中发生了化学变化 B.实验后的水溶液的pH>7，液体是 黑色黏稠的煤焦油，上层X是粗苯等 C.气体Z易燃，可以还原氧化铜 D.液体Y是一种纯净物 随堂演练 D 31 6、石油裂解的目的是（ ） A．提高轻质液体燃料的产量 B．主要提高汽油的产量 C．获得短链不饱和气态烃 D．主要提高汽油的质量 随堂演练 C 7、下列关于石油加工的叙述中正确的是（ ） A．石油分馏所得的馏分是纯净物 B．蒸馏和分馏都是化学变化 C．石油的裂化和裂解均为化学变化 D．蒸馏时温度计水银球应插到液面以下 C 32 演示完毕 感谢聆听 分层作业见同课时word https://www.zxxk.com/user/13354804 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) Content Adaptive Encoding 3.0 $$