第八章 第一节 第2课时 煤、石油和天然气的综合利用-【金版新学案】2025-2026学年高中化学必修第二册同步课堂高效讲义配套课件PPT（人教版，单选）

第2课时　煤、石油和天然气的综合利用 　 第八章　第一节　自然资源的开发利用 1.了解煤、石油、天然气的组成及综合利用的意义。　 2.了解节约能源及防止污染的重要性。 学习目标 任务一　煤和天然气的综合利用 1 随堂演练 3 内容索引 课时测评 4 任务二　石油的综合利用　化石能源与合成高分子材料 2 任务一　煤和天然气的综合利用 返回 新知构建 1.煤的组成 煤是由________和少量________组成的复杂混合物，其组成以___元素为主，还含有少量___、___、___、___等元素。 2.煤的综合利用 (1)煤的干馏 ①定义：将煤________________使之分解的过程，也叫煤的焦化。 ②主要产品：出炉煤气(焦炉气、粗氨水、粗苯)、煤焦油、焦炭。 有机物 无机物 氢 氧 氮 硫 隔绝空气加强热 碳 (2)煤的气化 (4)煤综合利用的意义 ①减少污染物的排放；减少煤燃烧产生的SO2、NOx、CO和粉尘等污染物的排放。 ②提高煤燃烧的效率；煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。 ③获得重要的化工原料：通过煤的干馏，获得大量重要的化工原料。 煤的干馏是物理变化还是化学变化？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：煤的成分复杂，煤在干馏时发生的变化肯定也复杂，可以说发生了复杂的物理变化和化学变化。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。 交流研讨 3.天然气的综合利用 CH4　 化石燃料 氨 甲醇 煤干馏的主要产品和用途 归纳总结 产品 主要成分 用途 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 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 学以致用 1.下列不属于煤的综合利用的是 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.煤变为煤饼 D.将煤气化为可燃性气体 √ 将煤干馏制得煤焦油和焦炭，属于煤的综合利用，A不符合题意；在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料，属于煤的综合利用，B不符合题意；将煤变为煤饼，只是其物理形态发生了改变，并未改变其成分及结构，不属于煤的综合利用，C符合题意；将煤气化为可燃性气体，属于煤的综合利用，D不符合题意。 2.(2024·泉州期中)下列有关煤的说法不正确的是 A.通过干馏可从煤中提取化工原料 B.通过气化或液化能把煤转变成清洁能源 C.从煤焦油中可以提取苯、二甲苯等物质 D.干馏的产物能生产氮肥，因为煤中含有氨气 √ 煤的干馏是煤在隔绝空气条件下加热、分解，生成焦炭、煤焦油、出炉煤气等产物的过程，通过干馏可从煤中提取化工原料，故A正确；煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程，通过气化或液化能把煤转变成清洁能源，故B正确；煤焦油主要成分为苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘、沥青，从煤焦油中可以提取苯、二甲苯等物质，故C正确；干馏的产物能生产氮肥，是因为煤中有含氮的化合物，不含氨气，故D错误。 3.某实验小组在实验室中用下图模拟煤的干馏，按要求回答相关问题： (1)仪器d的作用是________________________，e处点燃的气体主要有________________________。 (2)c中液体分层，其中水层里溶有________，有机物层可以通过_______的方法使其中的重要成分分离出来。 盛装冷水对蒸气进行冷却　 H2、CO、CH4、C2H4　 粗氨水　 蒸馏 返回 任务二　石油的综合利用　化石能源与合成高分子材料 返回 新知构建 1.石油的组成 由多种____________组成的混合物(主要由烷烃和环烷烃等饱和烃组成)。 2.石油的综合利用途径 碳氢化合物 沸点 汽油 煤油 柴油 汽油 C4H10＋C4H8 丁烷 丁烯 C2H6＋C4H4 乙烷 乙烯 链状烃 环状烃 苯 甲苯 目前，多数石油产品仍作为燃料使用，如把石油产品用来合成高分子材料，其价值将成倍提升，试写出用汽油(主要成分为辛烷C8H18)为原料，生成聚乙烯塑料的合成原理。 提示： 交流研讨 3.化石能源与合成高分子材料 (1)三大合成高分子材料：______、__________、__________。 (2)合成高分子材料的方法 ①乙烯的加聚： 。 ②丙烯的加聚： 塑料 合成橡胶 合成纤维 化石燃料的综合利用简图 归纳总结 学以致用 1.工业上从石油获得汽油的主要化学方法是 A.催化裂化 B.石油的裂解 C.石油的分馏 D.煤的干馏 石油的裂解是深度裂化，是以获得乙烯、丙烯等短链不饱和烃为主要目的的石油加工过程；石油分馏为物理方法；煤的干馏是将煤隔绝空气加强热，得到焦炭、煤焦油、焦炉气和粗氨水等多种化工产品的过程。 √ 2.从“不认识雪蜡车”到造出“中国第一辆雪蜡车”，山东用了不到一年！雪蜡是冰雪运动的重要材料，主要成分为石蜡。下列说法错误的是 A.石蜡是石油分馏产物之一 B.石蜡分解产物可使酸性高锰酸钾溶液褪色 C.石蜡是混合物 D.石蜡易溶于水 石蜡是石油分馏后从重油中减压蒸馏得到的产物之一，故A正确；石蜡分解产物中含不饱和的烯烃，能使酸性高锰酸钾溶液褪色，故B正确；石蜡含多种烃类物质，属于混合物，故C正确；石蜡主要成分为烃类，难溶于水，故D错误。 √ 3.(2024·渭南临渭区期末)《后汉书· 郡国志》中记载：“石出泉水其水有肥、燃之极明，不可食，县人谓之石漆”；《西阳杂俎》一书记载：“高奴且石脂水，水腻，浮上如漆，采以膏车及燃灯极明”。下列说法正确的是 A.上述材料所说“石漆”“石脂水”是石油，在工业上通过石油分馏可得纯净的苯 B.以石油为原料可生产三大合成材料即合金、合成橡胶和合成纤维 C.石油的催化裂化属于物理变化 D.聚乙烯塑料的单体可以由石油裂解得到 √ 题述材料所说“石漆”“石脂水”是石油，石油中不含有苯，通过石油分馏得到燃料气、液化石油气等，但是得不到苯，故A错误；三大合成材料分别是塑料、合成橡胶和合成纤维，故B错误；石油的催化裂化是在加热和催化剂的作用下使重质油发生裂化反应，转变为裂化气、汽油和柴油等的过程，石油的催化裂化生成新的物质，属于化学变化，故C错误；石油催化裂解生成乙烯，乙烯发生加聚反应生成聚乙烯，所以聚乙烯塑料的单体可以由石油催化裂解得到，故D正确。 返回 随堂演练 返回 1.(2024·上海期中)下列关于石油的说法正确的是 A.石油属于可再生矿物能源 B.石油分馏得到的各馏分是纯净物 C.石油主要含有碳、氢两种元素 D.石油裂解气和水煤气的主要成分都是甲烷 煤、石油和天然气均为化石燃料，均属于不可再生矿物能源，故A错误；石油分馏的产物有：石油气、汽油、煤油、柴油、沥青等物质，各馏分均是混合物，故B错误；石油主要含有碳、氢两种元素，故C正确；石油裂解主要得到乙烯、丙烯、丁二烯等化工原料，故D错误。 √ 2.(2024·四川成都高一期末)煤、石油和天然气是人类当前使用的主要能源。下列说法错误的是 A.煤的干馏、气化、液化均为化学变化 B.天然气是生产甲醇的原料之一 C.石油经分馏获得的煤油属于纯净物 D.石油裂化获得的汽油可使溴水褪色 煤的干馏、气化、液化均为生成新物质的变化，属于化学变化，A正确；天然气主要成分为甲烷，甲烷是工业生产甲醇的原料之一，B正确；煤油中含有多种成分，属于混合物，C错误；石油裂化获得的汽油中含有多种不饱和烃，可使溴水褪色，D正确。 √ 3.(2024·天津滨海新区高一期末)下列有关煤、石油和天然气的说法错误的是 A.煤的干馏为化学变化，石油的分馏为物理变化 B.“可燃冰”是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质 C.以煤或天然气为主要原料，均可以生产甲醇 D.通过石油裂化和裂解可以得到苯或甲苯等环状烃 √ 石油的分馏是根据沸点不同分离出各种不同的烃，属于物理变化，煤的干馏是化学变化，A正确；“可燃冰”是天然气水合物，分布于深海沉积物或陆域永久冻土中，是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状的结晶物质，稳定性较差，B正确；煤先发生气化生成CO和氢气，然后CO和氢气在催化剂的作用下反应生成甲醇，天然气的主要成分是甲烷，在高温条件下能分解为C和H2，用来合成甲醇，C正确；石油裂化主要获得汽油，石油裂解主要获得乙烯、丙烯等小分子烃，石油的催化重整可以获得苯或甲苯等环状烃，D错误。 4.以原油为原料生产聚烯烃的流程如下：   回答下列问题： (1)流程中②表示的加工方法是_______(填字母)。 A.分馏 B.分液 C.裂解 D.干馏 流程中②获得乙烯、丙烯等重要的化工原料，表示的加工方法是裂解； C (2)C4～C10的混合物中含戊烷，请写出戊烷的所有同分异构体的结构简 式：_________________________________________________。 CH3(CH2)3CH3、 戊烷(C5H12)的同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷，结构简式分别 为CH3(CH2)3CH3、 ； (3)聚乙烯的结构简式为_________________。 乙烯发生加聚反应生成聚乙烯，聚乙烯结构简式为 ； (4)丙烯与乙烯化学性质相似。丙烯可以与水反应生成丙醇，该反应类型是___________，丙醇中官能团的名称是______。 加成反应 羟基 丙烯含有碳碳双键，可以与水发生加成反应生成丙醇，丙醇中含有的官能团为羟基。 返回 课时测评 返回 题点一　煤和天然气的综合利用 1.我国首次试开采可燃冰圆满成功，下列与可燃冰(CH4·nH2O)释放的气体成分相同的是 A.沼气 B.水煤气 C.液化石油气 D.焦炉气 沼气的主要成分是甲烷，A项正确；水煤气的主要成分是一氧化碳和氢气，B项错误；液化石油气的主要成分是4个碳原子及以下烃的混合物，C项错误；焦炉气主要成分是CO、H2、CH4和C2H4等，D项错误。 √ 基础对点练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 2.中国是世界上最早利用煤的国家。下列关于煤的描述正确的是 A.主要成分是硫 B.是可再生能源 C.燃烧只产生SO2 D.煤干馏可制得焦炭 煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，含有的主要元素是碳，还有少量的氢、氧、硫、氮等元素，A错误；煤是化石燃料，是不可再生能源，B错误；煤燃烧产生的主要物质是CO2，C错误；煤干馏得到出炉煤气、煤焦油和焦炭，D正确。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 3.(2024·内蒙古包头高一期末)自然资源的综合利用对人类极其重要，下列资源的开发利用中，不涉及化学变化的是 A.煤的气化 B.煤的干馏 C.石油的分馏 D.石油的裂化 煤的气化有新物质生成，A涉及；煤的干馏有新物质生成，B涉及；石油的分馏没有新物质生成，C不涉及；石油的裂化有新物质生成，D涉及。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4.煤被誉为“工业的粮食”，下列关于煤的说法正确的是 A.煤中含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烃 B.煤的液化是在高温时将固体煤熔化为液体煤 C.煤的气化在一定程度上实现了煤的高效、清洁利用 D.向煤中加入适量CaSO4，可大大减少燃烧产物中SO2的量 A项，煤干馏可以得到苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，但煤本身不含有这些芳香烃，错误；B项，煤的液化是煤在高温高压的条件下转化为液体燃料的过程，分为直接液化和间接液化，错误；C项，煤气化生成CO、H2，CO和H2的燃烧高效、清洁，正确；D项，向煤中加入适量CaCO3、CaO或Ca(OH)2，可大大减少燃烧产物中SO2的量，错误。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 题点二　石油的综合利用 5.下列说法不正确的是 A.石油分馏可获得乙烯、丙烯和丁二烯 B.将重油经过裂化可以得到汽油 C.将石油裂解制得乙烯等化工原料 D.石油裂化的目的是提高汽油等轻质燃料的产量和质量 石油分馏得到不同沸点范围的烃的混合物，主要产物是石油气、汽油、煤油、柴油及重油等，A错误；碳原子数较多的烃经裂化可以得到C5～C11的烷烃和烯烃的裂化汽油，B正确；石油裂解可得到乙烯、丙烯等重要的化工原料，C正确；石油裂化的目的就是提高汽油等轻质油的质量和产量，D正确。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6.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 石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，故A正确；分馏是物理变化，故B正确；由分馏产品得到乙烯发生了裂化、裂解，故C正确；乙烯与溴发生加成反应得到产物名称为1，2-二溴乙烷，故D错误。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 题点三　煤、石油、天然气的综合利用与可持续发展 7.(2024·辽宁建昌县高一期末)煤和石油综合利用的说法正确的是 A.煤的气化和液化都是物理变化 B.生石灰和煤混合燃烧可减少SO2排放，CaSO3是最终产物 C.石油通过分馏和裂化都能获得汽油 D.石油分馏产品包括汽油、沥青、焦炭等 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 煤的气化和液化都生成新物质，是化学变化，A错误；生石灰和煤混合燃烧可减少SO2排放，生成的CaSO3又被空气中的氧气氧化为CaSO4，故B错误；石油通过分馏得到直馏汽油，通过裂化得到裂化汽油，故C正确；焦炭是煤干馏得到的，石油分馏可以得到汽油、煤油、柴油和沥青等，故D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8.(2024·泉州七中高一检测)下列关于化石燃料的说法不正确的是 A.石油是混合物，汽油也是混合物 B.石油分馏可以得到乙烯，煤干馏可以得到苯 C.“西气东输”的“气”指的是甲烷 D.石油的分馏是物理变化，而裂化和裂解属于化学变化 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 石油是多种烃的混合物，汽油是石油的馏分，是多种液态短链烃的混合物，如辛烷、庚烷等，A正确；石油分馏可以得到的气态烃主要是石油气，乙烯是石油裂解的主要产品，煤干馏指煤在隔绝空气条件下加强热使之分解，生成焦炭、煤焦油、出炉煤气等产物的过程，可以得到苯，B不正确；“西气东输”的“气”指的是天然气，主要成分是甲烷，C正确；石油的分馏是利用各成分沸点的不同分离石油，属于物理变化，而裂化和裂解是将长链烃转化为短链烃，属于化学变化，D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9.化学与人类生活、社会可持续发展密切相关，下列说法中不正确的是 A.煤的气化与液化均为化学变化 B.大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用 C.煤在空气中加强热分解的过程称为干馏，可分离出氨、苯等产品 D.研发催化剂将CO2还原为甲醇，可以促进“碳中和” 煤的气化与液化均为化学变化，A正确；大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用，将太阳能转化为化学能，B正确；煤的干馏是将煤隔绝空气加强热，生成焦炭、煤焦油、出炉煤气等产品的过程，C错误；研发催化剂将CO2还原为甲醇，可以促进“碳中和”，D正确。 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10.对煤干馏并检验其中部分产物，装置(夹持装置已略)如图所示。下列说法不正确的是   A.煤的干馏过程发生了复杂的物理、化学变化 B.向b装置的水层中滴入紫色石蕊溶液，溶液变蓝 C.c装置可检验产生的气体中一定含有H2S D.e装置中产生的现象是固体由黑色变为红色 √ 能力提升练 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 煤的干馏是隔绝空气加强热发 生复杂的物理、化学变化的过 程，主要产物有焦炭、焦炉气、 粗氨水、粗苯、煤焦油等，故 A正确；煤的干馏产物中有氨， 氨进入b装置极易溶于水生成一水合氨，溶液呈碱性，则向b装置的水层中滴入紫色石蕊溶液，溶液变蓝，故B正确；焦炉气中含有的乙烯气体等也可以使酸性高锰酸钾溶液褪色，不一定是硫化氢，故C错误；焦炉气中含氢气、一氧化碳等还原性气体，可以还原氧化铜生成单质铜，e装置中产生的现象是固体由黑色变为红色，故D正确。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11.中科院研制出一种多功能催化剂，首次实现将CO2转化为汽油(主要成分是C5～C11的烃类混合物)，过程示意图如下。下列说法错误的是   A.该技术能助力“碳中和”(二氧化碳“零排放”)的战略愿景 B.该多功能催化剂能加快化学反应速率 C.a和b的一氯代物均有4种 D.反应①的产物中含有水，反应②只有碳氢键的形成 √ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由题给示意图可知，在多 功能催化剂的作用下，二 氧化碳与氢气反应生成汽 油和水，反应能消耗二氧 化碳，减少二氧化碳的排放，从而达到“碳中和”的战略愿景，A正确；多功能催化剂能加快化学反应速率，B正确；由题给示意图可知a和b分别为异 戊烷： 和正庚烷CH3CH2CH2CH2CH2CH2CH3，分子中都 含有4种不同化学环境的氢原子，a和b的一氯代物都有4种，C正确；由质量守恒定律可知，反应①的产物为一氧化碳和水，反应②有碳氢键、碳碳单键和氢氧键的形成，D错误。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12.(16分)将石油分馏得到的重油进行裂 化可以获得较多的轻质燃油。某研究性 学习小组根据工业上石油的催化裂化原 理模拟设计了如图所示实验装置。实验 过程中可观察到烧瓶中固体石蜡先熔化， 试管Ⅱ中有少量液体生成，试管Ⅲ中酸 性高锰酸钾溶液褪色，实验后闻试管Ⅱ中液体的气味，发现其具有汽油的气味。 资料一：石蜡是含有20～30个碳原子的烷烃组成的混合物，常温下呈固态。 资料二：石油催化裂化过程中通常使用Al2O3作催化剂。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (1)为保证实验成功，实验前必须进行的操作是__________________；装置中长导管的作用是________________。 检查装置的气密性 导气和冷凝气体 装入药品之前要检查装置的气密性；根据石油分馏工业中的分馏塔原理，设置了长导管，其作用除导气外，还有冷凝气体； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (2)试管Ⅱ中有少量液体生成说明__________________________________。 裂化生成了碳原子数大于4小于10的烃 试管Ⅱ中有液体生成，说明裂化生成了含4个碳原子以上的烃，因为常温常压下，碳原子数大于4小于10的烃一般呈液态； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (3)试管Ⅲ中溶液褪色说明____________________________________。 裂化生成了碳原子数小于5的不饱和烃 试管Ⅲ中酸性KMnO4溶液褪色说明裂化生成了碳原子数小于5的不饱和烃(常温常压下呈气态)； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (4)______(填“能”或“不能”)用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴，理由是____________________________________________________。 不能　 裂化产物中含有烯烃等不饱和烃，能与Br2发生加成反应 由于裂化产物中有烯烃等不饱和烃，能与Br2发生加成反应，所以不能用来萃取溴单质； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (5)写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式： ______________________________。 C20H42C10H22＋C10H20 二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式：C20H42C10H22＋C10H20； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (6)石油裂化的主要目的是_________________________________________ ___________。 提高石油产品中轻质燃油，特别是汽油的产量和质量 石油裂化的主要目的是获得更多的轻质燃油，特别是提高汽油的产量和质量。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13.(11分)将煤直接作为燃料燃烧，不但热效率较低，且产生烟尘、二氧化硫、氮氧化物等物质，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、降低污染物排放量的有效措施之一。某化学学习小组在实验室条件下探究煤干馏的现象及产物，装置如图所示，请回答有关问题： 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (1)煤干馏的条件是_________________。 隔绝空气加强热 煤干馏是指煤在隔绝空气条件下加强热使之分解，生成焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产物的过程，根据定义可知条件为隔绝空气加强热； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (2)盛有冷水的烧杯的作用是___________________________。 使粗氨水和煤焦油冷凝液化 冷水浴的作用是冷凝，使粗氨水和煤焦油冷凝液化； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (3)实验后检验有粗氨水生成的操作是_______________________________ ___________________________________________________________________________。 将具支试管取出，塞上试管塞并加热，将湿润的红色石蕊试纸放在支管口处，若试纸变蓝，则说明有粗氨水生成　 粗氨水受热分解生成氨气，能使湿润的红色石蕊试纸变蓝，可用湿润的红色石蕊试纸检验是否有NH3逸出； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (4)已知CO不能使溴水褪色，若将从具支试管支管口处逸出的气体通入溴水中，发现溴水褪色，则说明煤的干馏产生了________________。 不饱和烃类物质　 乙烯等不饱和烃类物质能使溴水褪色，溴水褪色，证明煤干馏过程产生了不饱和烃类物质； 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (5)从煤焦油中分离出苯、甲苯、二甲苯的实验方法是____________。 分馏(或蒸馏) 煤焦油中苯及其同系物与其他成分互溶，但苯及其同系物沸点不同，可通过分馏或蒸馏的方法将它们分离。 返回 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 谢 谢 观 看 第八章　化学与可持续发展 返回 CH2—CH2 CH2—CH2 $