走進奇妙的化學(xué)世界2022-2023必修第二冊第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)

自然資源的開發(fā)利用煤石油天然氣

學(xué)習(xí)

目標第3課時煤石油和天然氣的綜合利用PART01PART02了解煤、石油和天然氣的組成及其綜合利用。了解以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)合成材料。了解節(jié)約能源和防止污染的重要性。通過煤、石油、天然氣的組成及其綜合利用，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識1.煤的組成由有機物和少量無機物組成的復(fù)雜混合物主要含有C元素，另有少量H、O、N、S等元素物質(zhì)組成：元素組成：2.煤的綜合利用（均為化學(xué)變化）①干餾將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程（煤的焦化）定義：主要產(chǎn)品：出爐煤氣（焦?fàn)t氣、粗氨水、粗苯）、煤焦油、焦炭原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@學(xué)習(xí)任務(wù)煤石油天然氣的綜合利用一.煤的綜合利用煤干餾的主要產(chǎn)品和用途煤中不含有苯等芳香烴,在干餾時生成了芳香烴。將煤焦油蒸餾可得苯?！舅伎寂c交流】通過煤的干餾可以得到粗苯和煤焦油,煤焦油中也含有苯,那么煤中含有苯等芳香烴嗎?如何從煤焦油中分離出苯?原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@煤干餾的主要產(chǎn)品和用途干餾產(chǎn)品

主要成分

主要用途出爐煤氣（氣）焦?fàn)t氣氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳

氣體燃料、化工原料粗氨水

氨、銨鹽

氮肥粗苯

苯、甲苯、二甲苯炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料

煤焦油（液）

苯、甲苯、二甲苯

酚類、萘染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料

瀝青

筑路材料、制碳素電極

焦炭（固）

碳冶金、合成氨造氣、電石、燃料②氣化將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程；

定義：主要反應(yīng)：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

高溫水煤氣③液化直接液化：間接液化：使煤與H2作用生成液體燃料

CO+2H2CH3OH（甲醇）一定條件C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)

高溫相關(guān)方程式：【思考與交流】煤的氣化和液化是物理變化還是化學(xué)變化?煤的干餾呢？

煤的氣化和液化是化學(xué)變化。

煤的干餾也是化學(xué)變化。神華寧煤集團400萬噸/年煤炭間接液化示范項目總投資約550億元原創(chuàng)：WJ化學(xué)研究院郵箱wj-chem@8一、煤的綜合利用總結(jié)(1)天然氣的組成和利用。

(2)天然氣水合物

天然氣水合物是天然氣與水在高壓、低溫條件下形成的類冰狀結(jié)晶物質(zhì)，主要成分是甲烷水合物，其組成可表示為CH4?nH2O，甲烷分子處于多個水分子形成的籠中，天然氣水合物的外觀像冰，具有可燃性，故又被稱為：“可燃冰”。2.

天然氣的綜合利用

催化重整可燃冰：CH4·nH2O二、天然氣的綜合利用

已知甲烷和汽油(可用C8H18表示,相對質(zhì)量為114)燃燒的熱化學(xué)方程式CH4(g)+2O2(g)=CO2(g)+2H2O(l)

△H=-890.3KJ·mol-1C8H18(g)+12.5O2(g)=8CO2(g)+9H2O(l)

△H=-5472KJ·mol-1更高效更低碳更環(huán)保已知有機物的含碳量越高，燃燒越不充分，黑煙越多，據(jù)此又可得出什么結(jié)論？怎樣說明甲烷比汽油更高效？比較等質(zhì)量的汽油和甲烷燃燒產(chǎn)生的熱量比較產(chǎn)生相同熱量所生成的二氧化碳的物質(zhì)的量890.3KJ甲烷作為燃料的價值探究設(shè)1g55.64KJ11448KJ汽油產(chǎn)生1.3molCO2三.

石油的綜合利用石油——工業(yè)的血液

經(jīng)過地質(zhì)普查，在我國960萬平方公里土地上，發(fā)現(xiàn)有300多個可供勘探石油的沉積巖盆地，沉積巖面積達450萬平方千米，約占國土總面積的44%。地質(zhì)學(xué)家估計我國陸上石油的儲量大約為3×1011~6×1011噸。我國還有1.8×104km的海岸線。經(jīng)過近幾年的勘查，先后在渤海、黃海南部、東海、臺灣淺海、珠江口、鶯歌海、北部灣等海域發(fā)現(xiàn)了7個油氣盆地，總面積為1.0×107km2。據(jù)我國專家估計，我國近海石油的儲量約為2×1011~5×1011噸，國外人士估計為2×1011~9×1011噸。由多種烷烴環(huán)烷烴等碳氫化合物組成的復(fù)雜的混合物。有機物的主要成分是各種烷烴：C1～C4氣態(tài)烷烴、C5～C12的汽油、C12～C16的煤油

C15～C18的柴油、C18～C20的潤滑油、C20以上的重油2.物理性質(zhì)：黑色或深棕色粘稠狀液體，有特殊氣味，比水輕，不溶于水，沒有固定沸點。1.石油的組成①組成：由多種烷烴、環(huán)烷烴等碳氫化合物組成的復(fù)雜混合物。②狀態(tài)：液態(tài)，含有1~50個碳原子的烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴。③特點：沒有固定的熔、沸點，只能在一定溫度范圍內(nèi)熔化或汽化。3.石油的加工（1）物理加工：①分餾：利用石油中各組分沸點不同進行分離（多次蒸餾）產(chǎn)品常壓：石油氣、

、

、

、重油減壓：柴油、燃料油、石蠟、潤滑油、瀝青汽油

煤油

柴油目的：獲得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的輕質(zhì)油工業(yè)分離石油方法：分餾fractionation石油氣輕質(zhì)汽油汽油煤油柴油潤滑油瀝青3.實際生活生產(chǎn)中直餾汽油遠不能滿足需求，怎樣提高汽油的產(chǎn)量？石油的裂化cracking

直餾汽油①石油的裂化裂化的目的:提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量。相對分子質(zhì)量大沸點高的烴相對分子質(zhì)量小沸點較低的烴斷裂原料：重油、石蠟C16H34C8H18+C8H16②石油的裂解——采用更高的溫度裂解的目的:獲得乙烯、丙烯等小分子烴。(石油裂解氣中乙烯含量較高)石油裂解即石油分餾產(chǎn)物的深度裂化乙烯的產(chǎn)量是衡量一個國家石油化工水平的標準.（2）化學(xué)加工：固態(tài)油裂化提高液態(tài)油產(chǎn)量的方法：C16以上長鏈烷烴C5～C12短鏈烷烴和烯烴隔空氣高溫C16H34C8H18+C8H16石蠟裂化汽油乙烯的產(chǎn)量是衡量一個國家石油化工水平的標準與直餾汽油有什么區(qū)別？C5H12C2H4+C3H8石油的綜合利用途徑直餾汽油，沒有典型的碳碳雙鍵，不能使溴水加成褪色裂化汽油，有碳碳雙鍵，能使溴水加成褪色分餾與裂化、裂解的對比方法石油的分餾石油的裂化石油的裂解概念主要原料原油重油、石蠟石油分餾產(chǎn)品（包括石油氣）主要產(chǎn)品石油氣、汽油、煤油、柴油及重油等抗震性能好的汽油和甲烷、乙烷、丙烷、乙烯等乙烯、丙烯等主要反應(yīng)類型物理變化化學(xué)變化化學(xué)變化煉制主要目的制得不同用途的石油分餾產(chǎn)品提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量和質(zhì)量將長鏈斷裂成小分子烴用作有機化工原料備注它們得到的產(chǎn)物仍是混合物小結(jié)1.正誤判斷(正確的打“√”,錯誤的打“×”)(1)煤的氣化是使煤轉(zhuǎn)化成清潔燃料的物理過程。(

)(2)石油的分餾得到的產(chǎn)品是純凈物。(

)(3)煤的干餾可得到甲烷、苯和氨等物質(zhì)。(

)(4)乙烯的化學(xué)性質(zhì)比聚乙烯活潑。(

)(5)石油的分餾、裂化和裂解都屬于化學(xué)變化。(

)(6)石油裂解的原料是石油分餾產(chǎn)品。(

)××√√×√課堂訓(xùn)練2.2022年2月烏克蘭戰(zhàn)爭以來，國際石油價格不斷攀升。6月，國內(nèi)95號汽油突破10元大關(guān)。下列有關(guān)石油和汽油說法正確的是①石油裂解得到的汽油可與溴水反應(yīng)②石油的分餾是化學(xué)變化③石油的分餾實驗中,溫度計水銀球插入液面以下,因為它測的是混合液的溫度④石油分餾得到的汽油仍是