8.1.3 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

该高中化学课件聚焦煤、石油和天然气的综合利用，通过“你了解吗？”模块结合思考问题区分不可再生化石燃料，引导学生从应用、缺点、措施入手，逐步深入干馏、气化、分馏等核心内容，构建递进式学习支架。 其亮点在于以科学思维为核心，通过对比学习（如“三馏”比较表、化学“六气”成分对比）和问题驱动（如“水洒红煤火更旺”解释），培养学生证据推理能力。融入科学态度与责任，强调资源可持续利用，课堂练习与小结结合，帮助学生系统掌握知识，也为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

第八章 化学与可持续发展 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 你了解吗？ 【思考】你能区分这些燃料哪些是不可再生的化石燃料吗？ 你了解吗？ 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 核心内容 一、煤的综合利用 课本 P102大本 P100 1.煤 ①物质组成：由有机物和少量无机物组成的复杂混合物 ②元素组成：以碳元素为主，含少量H、O、S、N等元素 利用率低且污染环境，会产生CO、SO2、NOx等大气污染物 腐植煤 腐泥煤 无烟煤 烟煤 褐煤 泥煤 ③分类：分为腐植煤和腐泥煤；按含碳量又分为无烟煤、烟煤、褐煤、泥煤。 【思考】从煤的组成元素分析，直接用煤作燃料，有何缺点？ 综合利用 转化成清洁的燃料和多种化工原料 煤的干馏 煤的气化 煤的液化 ——物尽其用，保护环境 核心内容 一、煤的综合利用 课本 P102大本 P100 2.煤的利用 （1）煤的干馏 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 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 烟煤粉最后变成黑灰色固体物质，是焦炭 点燃，导管尖嘴处有淡蓝色火焰。 出炉煤气：氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 煤的干馏是一个复杂的物理变化和化学变化过程 核心内容 一、煤的综合利用 课本 P102大本 P100 （1）煤的干馏 表8-1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 2.煤的利用 核心内容 一、煤的综合利用 课本 P102大本 P100 （2）煤的气化 将煤转化为可燃性气体的过程 吸热反应 C + H2O(g) === CO + H2 高温 水煤气 （3）煤的液化 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 将煤转化为液体燃料的过程 煤 CO+H2 甲醇(液态) 催化剂 气化 【思考】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。 2.煤的利用 对比学习 一、煤的综合利用 课本 P102大本 P100 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 2.煤的利用 小结 一、煤的综合利用 课本 P102大本 P100 2.煤的利用 煤的综合利用 出炉煤气 煤焦油 焦炭 可燃性气体（水煤气） 液体燃料 水煤气 干馏 气化 +H2 直接液化 液化 苯、甲苯等 H2O(g) 水煤气 催化剂 甲醇 催化剂 +H2O 间接液化 主要内容 一、煤的综合利用 课本 P102大本 P100 3.煤及煤产品的用途 课堂练习 一、煤的综合利用 大本 P100 微训练1 下列关于煤的说法不正确的是(　　)。 A.煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质 B.煤是由多种有机物组成的混合物,内含煤焦油等成分 C.煤除了含有C元素外,还含有少量的N、H、S、O等元素 D.煤等化石燃料的储量有限,节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键 答案:B 解析:煤是由有机物和少量无机物组成的混合物,煤焦油是煤干馏的产物之一,不属于煤本身的成分。 你了解吗？ 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。 课本 P103 天然气水合物 可燃冰CH4·nH2O 液化天然气公交车 核心内容 二、石油和天然气的综合利用 天然气 1.天然气 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 CO + 3H2 主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等 ——古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生的气态碳氢化合物 课本 P102大本 P100 核心内容 二、石油和天然气的综合利用 2.石油 课本 P103大本 P100 ③组成：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。 一般石油不含烯烃，从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃 ④物理性质：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。 ①形成：古代生物遗骸,堆积在湖里、海里,或是陆地上,经高温、高压的作用,由复杂的生物及化学作用转化而成 ②元素：碳 (83%-87%)、氢(11%-14%)、硫、氮、氧及微量金属元素 轻质油、化工原料 综合利用 分馏、催化裂化、裂解、催化重整 原油 ⑤石油炼制： 二、石油和天然气的综合利用 ⑴石油的分馏 ②分馏分为常压分馏，减压分馏 核心内容 2.石油 目的：获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油。 分馏的不足： 轻质油产量难满足社会需求； 重油却供大于求。 ①利用各组分沸点的不同进行分离的过程。（蒸馏原理） 分馏产品 减压分馏：用降低分馏塔内压强的方法，使重油的沸点随压强降低而降低，从而进一步分馏的方法。 石油分馏示意图 石油气（C4以下） 汽油（C5~C11）（直馏汽油） 煤油（C5~C11） 柴油（C11~C16） 重油（减压蒸馏得润滑油、石蜡、沥青等） 轻质液体燃料 课本 P103大本 P100 二、石油和天然气的综合利用 ⑴石油的分馏——应用 核心内容 2.石油 【思考】为什么要减压分馏？ 若要将重油进一步分离，则要在更高的温度，而在高温下，高沸点的烃会分解，更严重的是还会炭化结焦，损坏设备，影响正常生产。由于同一种物质，在不同的压强下，沸点不同。因为外界压强越大，物质沸点就越高；外界压强越小，物质沸点就越低。因此要将重油进行减压分馏。 课本 P104大本 P101 二、石油和天然气的综合利用 比较学习 重难归纳 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 产物 混合物 一般为单一组分的纯净物 一般为沸点不同的各组分组成的混合物 反应 类型 化学变化 物理变化 物理变化 大本 P101 二、石油和天然气的综合利用 思考与讨论 【思考】如何把重油变汽油？ 重油 (C20以上的烃) 汽油 (C5～C12的烃) 大分子烃 小分子烃 二、石油和天然气的综合利用 核心内容 2.石油 ⑵催化裂化 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℃ 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。 进一步提高温度加热，得到短链不饱和烃 ⑶催化裂解 此时所得的汽油也叫裂化汽油 (使溴水褪色) 化学变化 又称为深度裂化。 课本 P103大本 P100 二、石油和天然气的综合利用 思考与讨论 2.石油 【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】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。 二、石油和天然气的综合利用 核心内容 2.石油 ⑷催化重整 目的：获得苯、甲苯等产品；②获得副产物氢气 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 (一物三化) 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 催化重整装置 煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大化石燃料，它们也是脂肪烃的来源 课本 P103大本 P100 二、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 主要内容 3.石油的应用 石油产品 燃料（大部分） 化工原料 纺织原料 建材原料 医药原料 日用化学品原料 石油的进一步利用 目前，多数石油产品仍作为燃料使用，只有一部分转化为化工、纺织、建材、医药、日用化学品等行业的基本原料。 课本 P104大本 P101 二、石油和天然气的综合利用 主要内容 3.石油的应用 (1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。（加聚反应/缩聚反应） (2)合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物对人类社会造成巨大的环境压力。 nCH2=CH—CH3 催化剂 [CH2—CH]n CH3 催化剂 以煤、石油、天然气为原料生产合成材料 课本 P104大本 P101 小结 干馏 气化 液化 能源 合成材料 分馏 裂化 裂解 煤 石油 天然气 对比学习 高炉 煤气 水煤气 天然气 液化石油气 焦炉气 裂解气 主要成分 CO、CO2 H2、CO CH4 C3H8、C4H10 H2、CO、 CH4、C2H4 C2H4、C3H6、C4H8、CH4 化学“六气”的主要成分 大本 P101 二、石油和天然气的综合利用 生物质资源的利用 人类对生物质资源的开发利用具有悠久的 历史。古代人类在长期实践中学会了种植农作 物、用薪柴生火、酿酒、造醋、制作饴糖、植 物药用，等等。现代科技的发展为开发利用生 物质资源奠定了更加坚实的基础。人们利用 物理、化学和生物方法将生物质资源转化为 材料（如木材、纸张）、燃料（如生物乙醇、 生物柴油），以及基本化工原料（如木炭、乙 醇、甲醇、甲烷）等。目前，我国可供开发利 用的生物质资源主要有农业、林业产品的废弃 物（如农作物秸秆、林木加工余料），生产和 生活的废弃物（如厨余垃圾、畜禽粪便）等。 随着科技和社会的发展，以来自生物质的纤维 素、淀粉和油脂等为原料的化工生产路线，替 代以煤、石油和天然气为原料的路线，将是一 条绿色的可持续发展途径。 主要内容 4.生物质资源的利用 课本 P105 课堂练习 大本 P100 微训练2 下列关于石油的说法不正确的是(　　)。 A.石油主要含C、H两种元素 B.石油通过催化重整可得到环状烃 C.石油裂化是物理变化 D.石油分馏得到的汽油是混合物 答案:C 解析:石油裂化是化学变化。 课堂练习 大本 P101 典例剖析 下列转化不属于煤或石油的综合利用的是(　　)。 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.将煤变为煤饼作燃料 D.将石油裂解制得乙烯等化工原料 答案:C 解析:煤的干馏和煤的液化属于煤的综合利用,而将煤变成煤饼作燃料是为了提高煤的利用率,不属于综合利用;石油裂解属于石油的综合利用。 完成大本102 随堂训练 完成小本P38 课本P105-P106余下习题 整理笔记 各班收两本时间↓ 作业 笔记本 错题本 周四晚 周日晚 29 Lavf58.20.100 wxmmcibr22dr0100 nCH2=CH2＋nCH2=CH—CH3 $