第8章 3 第一节 第2课时 煤、石油和天然气的综合利用（Word教参）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中化学必修第二册（人教版）不定项

本讲义聚焦煤、石油和天然气的综合利用核心知识点，系统梳理煤的组成与干馏、气化、液化途径，天然气的利用，石油的分馏、裂化、裂解及合成高分子材料等内容，构建从资源组成到综合利用的知识脉络，为学生提供清晰的学习支架。 该资料通过对比“三馏”“两裂”表格强化科学思维，设计煤干馏、石油裂化模拟实验培养科学探究能力，结合能源节约与环保知识渗透科学态度与责任。课中辅助教师高效授课，课后通过辨析题、实验题帮助学生查漏补缺，深化对化石能源综合利用的理解。

第2课时　煤、石油和天然气的综合利用 【学习目标】　1.了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用的意义。　2.了解煤、石油、天然气综合利用的内容。　3.了解节约能源及防止污染的重要性。 知识点一　煤和天然气的综合利用 1．煤的组成 2．煤的综合利用 (1)主要途径 (2)实际意义 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，可获得大量重要的化工原料。 3．天然气的综合利用 (1)煤、天然气是不可再生能源 (　　) (2)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 (　　) (3)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料 (　　) (4)煤的气化是物理变化 (　　) (5)天然气是清洁的化石燃料，可用于合成氨 (　　) 答案：(1)√ (2)×　粗苯、煤焦油等物质是煤的干馏产物 (3)√ (4)×　煤的气化有新物质生成，是化学变化 (5)√ 1．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.煤是由有机物和少量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 解析：选A。煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解生成出炉煤气、焦炭、煤焦油等产物的过程；煤的液化是用煤来生产甲醇等液态燃料的过程，故煤的干馏和液化均是化学变化，故A错误。煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要成分为C，故B正确。煤中含硫元素，燃烧会产生SO2，因此煤燃烧前的脱硫处理是为了防止污染空气，故C正确。煤的气化是用煤来生产水煤气的过程；煤的液化是用煤来生产甲醇等液态燃料的过程，二者均可转化为清洁燃料，故D正确。 2．有关煤的综合利用如下图所示。下列说法错误的是 (　　) A.煤的干馏是将煤在空气中加强热使之分解的过程 B.反应①为置换反应 C.煤干馏的主要产品为出炉煤气、煤焦油、焦炭 D.M为甲醇(CH3OH)时，反应②的化学方程式为CO＋2H2CH3OH 解析：选A。A项，煤的干馏是将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，错误；B项，反应①为焦炭和水在高温下反应生成H2和CO，化学方程式为C＋H2O(g)CO＋H2，该反应属于置换反应，正确；C项，煤干馏的主要产品为出炉煤气、煤焦油、焦炭，正确；D项，M为甲醇(CH3OH)时，反应②的化学方程式为CO＋2H2CH3OH，正确。 3．某实验小组在实验室中用如下图所示的装置模拟煤的干馏，按要求回答相关问题： (1)d装置的作用是__________，e处燃烧的气体主要有______________。 (2)c装置中液体分层，其中水层里溶有________，有机层可以通过________的方法使其中的重要成分分离出来。 解析：该实验模拟煤的干馏，主要产品为焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油和焦炭。(1)d装置起冷却作用，有利于收集较多的煤焦油，e处燃烧的气体是焦炉气，主要成分有H2、CO、CH4、C2H4。(2)c装置中液体分层，其中水层中溶有粗氨水，有机层可以通过蒸馏的方法使其中的重要成分分离出来。 答案：(1)冷却　H2、CO、CH4、C2H4　(2)粗氨水　蒸馏 知识点二　石油的综合利用 1．石油的组成 石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。 2．石油的加工 　(1)生活中汽车的车用燃料一般为裂化汽油。这种汽油和分馏汽油有何区别？如何鉴别？ (2)煤的干馏和石油的分馏，两种变化在本质上的差别是什么？ 答案：(1)分馏汽油主要是饱和烃的混合物，裂化汽油中含不饱和烃。裂化汽油和分馏汽油可用溴的四氯化碳溶液鉴别。 (2)煤的干馏为化学变化，石油的分馏为物理变化。 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、合成橡胶和合成纤维。 (2)以煤、石油和天然气为原料，通过化学反应获得许多性能优异的合成高分子材料。例如， ①乙烯制聚乙烯：nCH2===CH2 。　 ②丙烯制聚丙烯：。 (3)随着合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物也给人类社会造成了巨大的环境压力。 (1)石油的分馏获取的各种产品为混合物 (　　) (2)石油分馏可以得到乙烯，煤的干馏可以得到苯 (　　) (3)石油的裂化和裂解原理相同，目的也相同 (　　) (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)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 (　　) 答案：(1)√ (2)×　乙烯是石油裂解的产物 (3)×　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乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料 (4)×　丁烷催化裂解后可以生成甲烷和丙烯，或乙烷和乙烯 (5)√ (1)“三馏”的比较 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 产物为混合物 产物为单一组分的纯净物 产物为沸点不同的混合物 反应 类型 化学变化 物理变化 物理变化 (2)“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 1．下列有关石油加工的叙述正确的是 (　　) A．石油属于可再生矿物能源 B．裂化汽油中含有不饱和烃 C．直馏汽油与裂化汽油的成分相同 D．石油的分馏、裂化和裂解都是化学变化 解析：选B。石油属于不可再生矿物能源，A错误；直馏汽油主要成分是含5～11个碳原子的饱和烃，裂化汽油除含有烷烃外还含有烯烃等不饱和烃，B正确，C错误；石油的分馏是物理变化，石油的裂化和裂解都是化学变化，D错误。 2．石油炼制过程中，既能提高汽油的产量又能提高汽油的质量的方法是 (　　) A．常压蒸馏　　　　　 B．减压蒸馏 C．裂解 D．催化裂化 解析：选D。常压蒸馏只能对石油进行初步加工，以原油为原料，使原油中各物质在不同温度下分离出来，主要产品为汽油、煤油、柴油、重油等，故A不符合题意；减压蒸馏以重油为原料，主要产品为柴油、润滑油、石蜡以及沥青等，故B不符合题意；裂解是高于裂化温度下的深度裂化，以石油分馏产品为原料，裂解所得的产物主要是乙烯、丙烯等小分子化合物，故C不符合题意；催化裂化将长链烃断裂为短链烃，从而提高汽油的产量和质量，故D符合题意。 3．下图是石油分馏塔的示意图。下列关于a、b、c三种馏分的说法正确的是 (　　) A.a的沸点最高 B．b的沸点最低 C．c的平均相对分子质量最小 D．每一种馏分都是混合物 解析：选D。石油分馏得到的每一种馏分都是混合物，a、b、c三种馏分中，a的沸点最低，c的沸点最高，沸点最高的馏分含碳原子数最多，即c的平均相对分子质量最大。 1．(2025·东营高一联考)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．煤的干馏所得气体是有机气体和无机气体的混合物 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为纯净物 D．石油裂化获得的汽油可使溴水褪色 解析：选C。煤油中含有多种成分，属于混合物，故C错误。 2．实验室模拟煤的干馏的实验装置(夹持装置略)如右图所示。下列叙述错误的是 (　　) A．该过程中发生了化学变化 B．液体X的pH>7 C．气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色 D．液体Y是一种纯净物 解析：选D。煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，是化学变化，A正确；液体X中含有粗氨水，pH>7，B正确；气体Z中含有H2、CH4、C2H4、CO等，易燃，H2、CO可还原CuO，C2H4可使溴水褪色，C正确；液体Y是黑色黏稠的煤焦油，为混合物，D错误。 3．石油分馏产品乙烯CH2BrCH2Br。下列说法错误的是 (　　) A.过程①主要发生物理变化 B．分馏产品有固定的熔、沸点 C．过程②包括裂化、裂解等化学变化 D．过程③属于加成反应 解析：选B。A项，过程①为石油的分馏，通过分馏来分离石油中沸点不同的组分，为物理变化，正确；B项，石油分馏得到的分馏产品为混合物，无固定的熔、沸点，错误；C项，裂化、裂解过程将大分子的烃转化为小分子的烃，该过程中产生乙烯，因此过程②包括裂化、裂解等化学变化，正确；D项，过程③为乙烯与Br2发生加成反应得到CH2BrCH2Br，正确。 4．利用水煤气(CO、H2)生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化，合成气也可转化为醛、酸、酯等多种产物。下列叙述不正确的是 (　　) A．煤的气化和液化提高了煤的综合利用效率 B．以水煤气(CO、H2)生产液态烃或醇类是实现“煤变油”的有效途径 C．煤的干馏可以得到煤焦油，从煤焦油中可以分离出苯等 D．以水煤气(CO、H2)为原料合成其他工业原料的反应都是化合反应 解析：选D。煤的气化和液化可以提高煤的综合利用效率，A正确；以水煤气(CO、H2)为原料在一定条件下可以合成液态烃或醇类(煤的液化)，是实现“煤变油”的有效途径，但不一定都是化合反应，B正确，D错误；煤焦油中含有苯等物质，通过分馏可以得到苯，C正确。 5．某研究学习小组在实验室中模拟石油的炼制，设计了如下图所示的装置。 实验过程中，可观察到b中试管内有少量液体凝结且闻到有汽油的气味，c中试管内酸性高锰酸钾溶液褪色。 (1)实验研究小组模拟的是________________(填化工工艺名称)。 (2)c中试管内酸性KMnO4溶液褪色，体现了酸性KMnO4溶液的________性。 (3)写出十六烷裂化得到辛烷和辛烯的化学方程式：________________________________________________________________________。 (4)实验过程中，装置d中的溴水褪色，写出验证烯烃与溴水的反应是加成反应而不是取代反应的方法：_________________________________ _____________________________________________________________ ________________________________________________________________________。 答案：(1)石油的裂化　(2)氧化　(3)C16H34C8H18＋C8H16　(4)向反应后的溶液中滴加紫色石蕊溶液，溶液不变红，说明该反应为加成反应而非取代反应 学科网（北京）股份有限公司 $