8.1.2 煤、石油和天然气的综合利用 课件 2025-2026学年高一下学期化学人教版必修第二册

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 知识点一　 煤和天然气的综合利用 化石燃料 石油 煤 天然气 不可再生 利用率低 环境污染 应用 主要能源 化工原料 缺点 综合利用 提高效率 减少污染 措施 一、煤的综合利用 物质组成： 由有机物和少量无机物组成的复杂混合物 元素组成： 以碳元素为主，含少量H、O、S、N等元素 清洁的燃料 和多种化工原料 综合利用 煤的干馏 煤的气化 煤的液化 利用率低且污染环境，会产生CO、SO2、NOx等大气污染物 【思考】从煤的组成元素分析，直接用煤作燃料，有何缺点？ 含义：煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程。工业上也叫煤的焦化 煤的干馏 黑色黏稠的油状物：煤焦油 成分：苯、甲苯、二甲苯等。 上层水溶液使得红色石蕊试纸变蓝：有氨生成 有黑灰色固体产生：焦炭 点燃，气体燃烧，发出明亮的火焰。 一、煤的综合利用 煤干馏的主要产品和用途 定义：是将煤转化为可燃性气体的过程 煤的气化 主要反应：碳与水蒸气反应生成水煤气 意义价值： 1.减轻了煤炭利用给环境带来的压力 2.提高了煤燃烧的效率 3.提高了煤炭的利用效率 吸热反应 一、煤的综合利用 C + H2O(g) === CO + H2 高温 水煤气 直接液化：使煤与H2作用生成液体燃料。 间接液化： CO + 2H2 CH3OH 催化剂 煤的液化 定义：是将煤转化为液体燃料的过程 煤 CO+H2 甲醇(液态) 催化剂 气化 一、煤的综合利用 阅读课本P102前五段内容，列表比较煤的综合利用途径的区别 煤的利用途径 煤的干馏 煤的气化 煤的液化 原理 主要 反应 产品 用途 CO、H2等可燃性 气体物质 液态燃料油、甲醇等 将煤转化为可燃性 气体（水煤气）的过程 直接加氢液化或间接液化 将煤转化为液态燃料的过程 可作燃料 可作燃料； 基本化工原料 隔绝空气加强热 出炉煤气、 煤焦油、焦炭 很广泛 分解反应 C+H2O(g) CO + H2 高温 CO + 2H2 CH3OH（甲醇） 催化剂 C+H2O(g) CO + H2 高温 煤的干馏、气化和液化均属于化学变化 天然气 CH4 主要成分 应用 清洁燃料 化工原料 合成氨 合成甲醇 合成两碳或多碳有机物 2、 天然气的综合利用 CO + 3H2 CO + H2 CH3OH 一定条件 液化天然气公交车 天然气灶 天然气水合物（可燃冰） 可燃冰，也就是我们所说的天然气水合物（主要成分是甲烷），就是由天然气和水在高压低温的条件下形成的类冰状的结晶化合物。可燃冰主要分布在深海沉积物和陆源的永久冻土中。从外形上看上去，可燃冰就像是白色或浅灰色的冰雪晶体。这时候如果有火源，它可以像固体酒精一样被点燃，被称为“可燃冰”。 资料卡片 天然气水合物 可燃冰CH4·nH2O 知识点二　 石油的综合利用　 化石能源与合成高分子材料 二、石油的综合利用 轻质油、化工原料 综合利用 分馏、催化裂化、裂解、催化重整 粘稠液体，呈黑色或深棕色，有特殊气味，不溶于水，比水稍轻，没有固定的熔沸点。 多种碳氢化合物组成的混合物 包含烷烃、环烷烃和芳香烃等 组成 物理性质 原油 二、石油的综合利用 是指利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程。 石油的分馏 目的：获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油。 石油的分馏产物都是混合物 物理变化 分馏的不足： 轻质油产量难以满足社会需求； 重油却供大于求。 干馏 蒸馏 分馏 原理 产物 反应类型 混合物 纯净物 混合物 化学变化 物理变化 物理变化 化学“三馏”的比较 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 二、石油的综合利用 化学变化 加热、加压 C16H34 C8H18 + C8H16 催化剂 十六烷 辛烷 辛烯 C8H18 C4H10 + C4H8 催化剂 加热、加压 丁烷 辛烷 丁烯 C4H10 CH4 + C3H6 催化剂 加热、加压 丁烷 甲烷 丙烯 C4H10 C2H6 + C2H4 催化剂 加热、加压 丁烷 乙烷 乙烯 目的：提高汽油等轻质油的产量和质量 长链烃 → 短链烃 目的：得到丙烯、乙烯、甲烷等重要的基本化工原料 长链烃 气态短链烃 或>1000℃ 700~800℃ 石油的裂化 在一定条件下，将分子量大、沸点高的重油断裂为分子量小、沸点低的轻质油的过程，称为催化裂化。 石油的裂解 进一步提高温度加热，得到短链不饱和烃 二、石油的综合利用 石油在加热和催化剂的作用下，通过结构的调整,使链状烃转化为环状烃的过程。 催化重整 目的：获得苯、甲苯等产品 化学变化 石油的分馏是物理变化; 裂化、裂解、催化重整是化学变化 【辨析】直馏汽油和裂化汽油 直馏汽油：石油分馏所得的汽油。一般不含烯烃 裂化汽油：由催化裂化得到的汽油。含有烯烃 【思考与讨论】如何区分直馏汽油和裂化汽油？ 裂化汽油中含有烯烃，即含有碳碳双键，可以发生加成反应，可使用酸性高锰酸钾溶液或者溴水进行区分。 三、煤、石油和天然气的综合利用 高分子材料 基础化工原料 更高价值生活用品 塑料 合成橡胶 合成纤维 1.加聚反应 2.缩聚反应 纺织品 药品 日用化学品 $