8.1.3 自然资源的开发利用 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，通过燃料分类问题导入，结合温故知新的有机反应方程式（如甲烷取代、乙烯加成）和复习回顾的溴提取流程，搭建从已有有机化学知识到化石燃料综合利用的学习支架。 其亮点在于以“科学态度与社会责任”为导向，通过问题驱动（如煤洒水后燃烧更旺的气化原理解释）、实验模拟（煤干馏装置分析）和概念辨析练习（直馏与裂化汽油区分），培养科学思维。小结系统整合煤的干馏等核心知识，帮助学生构建物质转化观念，教师可通过结构化内容提升教学效率。

第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 （第3课时 煤、石油和天然气的综合利用） 温故知新 抽3名同学写化学方程式 CH2=CH2＋HBr CH3CH2Br CH2=CH2＋H2O CH3CH2OH 2CH3CH2OH＋O2 2CH3CHO＋2H2O Cu ② CH2==CH2 和 HBr 在一定条件下生成 CH3CH2Br，化学方程式为____________________， CH2=CH2 和 H2O 生成 CH3CH2OH ，化学方程式为______________________ 。 ① C2H6和 Cl2 在光照条件生成 CH3CH2Cl，化学方程式：_______________________。 CH3COOH和CH3CH2OH发生酯化反应，化学方程式______________________。 CH3CH2OH发生催化氧化反应，化学方程式______________________。 ⑤CH2=CHCH3发生加聚反应，化学方程式______________________ 。 复习回顾 考虑Cl2有毒，工业上常利用制盐后的盐卤提取溴的工艺流程如下(部分操作和条件已略去) 用热空气将 Br 2 从上述溶液中吹出，并由浓 Na2CO3 溶液吸收，转变为NaBr、NaBrO3和CO2，吸收1 mol Br2 需消耗 Na2CO3 ________mol。 再将所得混合溶液用稀硫酸酸化，得到浓度较高的溴水，配平该反应的离子方程式。 ____Br— +____ BrO3— +____H + →____ Br2 +____H2O 含高浓度Br2 的水溶液经过蒸馏可得到Br2，蒸馏的温度为80～90℃，温度过高或过低都不利于生产，请解释原因:_______________________________________________。 温度过高，产生水蒸气，溴蒸汽中含有水蒸气；温度过低，溴单质不能完全蒸出，产率低。 5 1 6 3 3 1 〖学习目标〗 1、通过阅读教材，运用分析、推理的方法，结合图片信息，认识煤的干馏、气化、液化原理和主要产品，了解煤的综合利用对可持续发展的重要性。 2、通过讨论交流，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，认识合理开发和利用化石能源的重要性和必要性。 3、能对资源的开发利用和能源的使用方案进行评价，认识化学对人类文明的伟大贡献，培养学生“科学态度与社会责任”的学科素养。 课堂导入 矿产资源 化学资源 动力资源 生物资源 【思考】你能区分这些燃料哪些是不可再生的化石燃料吗？ 一、煤的综合利用 阅读教材P102页内容，概括煤的组成有何特点？对煤进行综合利用有何意义？ 1.煤：①物质组成： 有机物+少量无机物组成的复杂混合物 主要元素 其他元素 产生CO、SO2、NOx等大气污染物 CO2会加剧温室效应 C H、O、N、S 等 煤直接作燃料——利用率低并污染环境 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 ②元素组成： 无烟煤 烟煤 褐煤 泥煤 一、煤的综合利用 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： 煤的干馏是一个复杂的物理变化和化学变化过程 H2、CO、CH4、C2H4 阅读教材P102页内容，结合表8-1，思考煤的综合利用的主要途径及原理及特点？ 干馏产物 主要成分 主要用途 出炉 煤气 焦炉气 H2、CH4、C2H4、CO 气体燃料、化工原料 粗氨水 NH3、铵盐 氮肥 粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸药、燃料、医药、农药、合成材料 煤焦油 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘 医药、染料、农药、合成材料 沥青 碳素电极、筑路材料 焦炭 碳 冶金、燃料、合成氨 表8-1 煤干馏的主要产品和用途 一、煤的综合利用 (2)煤的气化 在一定条件下将煤转化为可燃性气体的过程 C(s)＋H2O(g) ==== CO(g)＋H2(g) 高温 产品用途：作化工原料、燃料。 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，故燃烧更旺。 水煤气 (3)煤的液化 在一定条件下将煤转化为液体燃料的过程 液化 直接液化：煤 + 氢气 液体燃料 催化剂 高温、高压 间接液化：煤 CO + H2 甲醇 煤的干馏、气化和液化均属于化学变化 一、煤的综合利用 3.煤及煤产品的用途 二、天然气的综合利用 海域可燃冰实物样品 陆地冻土区可燃冰实物样品 二、天然气的综合利用 可燃冰 CH4 化石燃料 氨 甲醇 CO + 3H2 液化天然气公交车 三、石油的综合利用 石油被誉为工业的血液 1.石油的综合利用 石油： ①按元素：碳、氢含量为 97% ~ 98% ②按物质：含有1~50个碳原子的烷烃及环烷烃（一般不含烯烃） ③按组成状态：固态、液态、气态。大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃。 石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，成分复杂。 ④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 ⑤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。 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 ⑥石油炼制： 三、石油的综合利用 ①分馏 利用石油中各组分 不同进行分离 沸点 常压蒸馏 在常压下进行的蒸馏叫常压蒸馏 减压蒸馏 在减压下进行的蒸馏叫减压蒸馏 （ 减压可降低碳氢化合物的沸点， 以防高级烃在高温下发生分解结焦） 目的：获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油。 物理变化 ② 裂化 目的：提高 等轻质油的产量和质量的产量 原理： 汽油 C16H34 十六烷 C8H18 辛烷 ＋ C8H16 辛烯 目的：生产 、 、 等气态化工原料 ③ 裂解 原理： 乙烯 C4H10 丁烷 C2H6 乙烷 ＋ C2H4 乙烯 C4H10 丁烷 CH4 甲烷 ＋ C3H6 丙烯 ④ 催化重整 目的：使 转化为_______ 产品： 或 等化工原料 链状烃 环状烃 苯 甲苯 长链烃 → 短链烃 长链烃 气态短链烃 或>1000℃ 700~800℃ 丙烯 甲烷 苯 甲苯 裂化、裂解、催化重整是化学变化 石油的综合利用 三、石油的综合利用 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。 2.煤、石油、天然气为原料生产合成材料 三大合成材料： 、 、 。 塑料 合成橡胶 合成纤维 综合利用 课堂小结 化石燃料 煤 干馏：隔绝空气强热，产品焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水、粗苯 主要成分：CH4，清洁燃料，重要化工原料。 裂化：大、高→小、低，提高汽油等轻质油的产量和质量 石油 天然气 液化：直接液化煤+氢气→液体燃料；间接液化煤→水煤气→甲醇 气化：制水煤气C + H2O（g） CO + H2 高温 分馏：获得汽油、煤油、柴油等轻质油及重油 裂解：深度裂化，获得短链不饱和烃如乙烯、丙烯、丁烯、甲烷等 催化重整：链状烃→环状烃 课堂练习 1.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 (1)把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏(　　) (2)煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质(　　) (3)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(　　) (4)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料(　　) (5)煤的气化和液化都是物理变化(　　) (6)天然气是清洁的化石燃料，对环境没有污染(　　) 课堂练习 2.判断正误（正确的打“√”，错误的打“×”）。 (1)石油的分馏为物理变化，获取的各种产品为混合物(　　) (2)石油的裂化和裂解原理相同，目的也相同(　　) (3)裂化汽油不能用作提取溴的萃取剂(　　) (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)石油在加热和催化剂的作用下，可通过结构重整，获取苯、甲苯等环状烃(　　) (6)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(　　) 课堂练习 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。 冷却 H2、CO、CH4、C2H4 粗氨水 蒸馏 黑灰色固体焦炭 淡蓝色火焰 黑褐色粘稠的油状物煤焦油 CH3CH3＋Cl2CH3CH2Cl＋HCl Lavf58.20.100 wxmmcibr22dr0100 $