高中化学人教版 (2019)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教课课件ppt

这是一份高中化学人教版 (2019)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教课课件ppt，共42页。PPT课件主要包含了注意点，煤的干馏实验，煤的综合利用，天然气的综合利用，西气东输，石油工业的血液，石油的综合利用，石油分馏塔示意图，裂化汽油，化学“三馏”的比较等内容，欢迎下载使用。
第八章 化学与可持续发展第一节 自然资源的开发利用 第三课时 煤、石油和天然气的综合利用
煤是混合物（煤不是单质）
其他元素：H、O、N、S 等
结合实际和煤的组成你认为煤作为燃料有什么缺点？
煤燃烧产生大量的煤灰、煤渣、废气（二氧化硫、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等）、污染环境，燃烧效率低！
二、煤的综合利用（均为化学变化）
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）
出炉煤气（焦炉气、粗氨水、粗苯）、
H2、CH4、C2H4、CO
煤干馏的主要产品和用途
煤中不含有苯等芳香烃,在干馏时生成了芳香烃。将煤焦油蒸馏可得苯。
通过煤的干馏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烃吗? 如何从煤焦油中分离出苯?
将煤转化为可燃性气体的过程；
在一定条件下将煤转化为液体燃料
煤 CO和H2 甲醇等
气化 催化剂
煤 + H2 液体燃料
① 减少煤燃烧产生的大量SO2、NOx等污染物的排放。
② 提高煤燃烧的效率。
③ 获得大量的基本化工原料。
煤的气化、液化是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？为什么？
不是，物质三态之间的变化是物理变化，煤的气化、液化是化学变化。
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”。
天然气的主要成分是甲烷
天然气的综合利用：A. 燃料——清洁能源B. 化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物
我国的天然气资源很丰富,但分布很不均匀,为了改善我国东部的能源结构,制定了什么计划？
可燃冰实现了水变油，这种说法对吗？
不对，可燃冰的可燃性主要来自于其中的CH4。
天然气水合物—可燃冰(CH4·nH2O)
石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。
黑色或深棕色粘稠液体，有特殊气味，不溶于水，比水稍轻，
主要含有C、H两种元素，
没有固定的熔、沸点，只能在一定温度范围内熔化或汽化。
有机物的主要成分是各种烷烃：C1～C4气态烷烃、 C5～C12的汽油、 C12～C16的煤油 C15～C18的柴油、 C18～C20的润滑油、 C20以上的重油
含有1~50个碳原子的烷烃、环烷烃和芳香烃。
也含有N、O、S及微量金属元素
【思考】请结合课本P103和P104，总结石油综合利用的主要方式有哪些？
直接从矿井里开采出来的石油
分馏、裂化、裂解、催化重整
1、石油的分馏（物理加工）：
利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程（多次蒸馏）
常压：石油气、汽油 、煤油、柴油、重油
减压：柴油、燃料油、石蜡、润滑油、沥青
获得汽油 、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油
直馏汽油是含烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物，有机溶剂。
煤油(C11-C16)
柴油(C15-C18)
石油分馏塔从上到下的分馏产品
分馏时沸点低(相对分子质量小)的烃类先汽化，
沸点高(相对分子质量大)的烃类后汽化。
工业分离石油方法：分馏 fractinatin
实际生活生产中直馏汽油远不能满足需求，怎样提高汽油的产量？
石油的裂化 cracking
石油分馏出的轻质油产量较少，重油供过于求，因此需要通过催化裂化将重油裂化为汽油等物质，并进一步裂解，得到化工原料。
2、石油的裂化（化学加工）：
将重油转化为汽油等轻质油，提高汽油的产量
C16以上长链烷烃
C5～C12短链烷烃和烯烃
裂化汽油是含烷烃、烯烃的混合物
1、直馏汽油与裂化汽油有什么区别？
2、如何区分直馏汽油和裂化汽油?
直馏汽油的主要成分为饱和烃,裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物,
故裂化汽油可以发生加成反应,可使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。
石油分馏所得汽油为直馏汽油，多为饱和烃。石油裂化所得汽油叫裂化汽油，其中含有不饱和烃。
直馏汽油，没有典型的碳碳双键，不能使溴水加成褪色
裂化汽油，有碳碳双键能使溴水加成褪色
石油的分馏和裂化及产品用途示意图
3、石油的裂解（化学加工）：
乙烯的产量是衡量一个国家石油化工水平的标准
采用比裂化更高的温度将石油分馏产物再断裂成乙烯、丙烯等小分子烃。
获得甲烷、乙烯、丙烯、丁烯等小分子烃的气态化工原料。
(石油裂解气中乙烯含量较高)
长链烃 →→→ 气态短链烃
4、石油的催化重整（化学加工）：
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。
获得苯、甲苯等重要的化工原料。
链状烃 → → → 环状烃（如：苯或甲苯）
(1)煤的干馏、气化、液化均发生的是化学变化。
(2)石油的分馏是物理变化，石油的裂化、裂解、催化重整为化学变化。
隔绝空气、高温下使物质分解
出炉煤气、煤焦油、焦炭等混合物
根据液态混合物中各组分沸点的不同进行分离
沸点相近的各组分组成的混合物
C2H4、C3H6、C4H8、CH4
化学“六气”的主要成分
【探究】根据课本P104，找出石油产品的应用
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
煤、石油、天然气也可作为合成高分子的原料
如塑料、合成橡胶、合成纤维
相对分子质量在一万以上的分子。
相对分子质量很大，性质稳定，
无固定熔、沸点，属于混合物。
高分子化合物（又称高聚物）
是由许多链节相同而聚合度不同的化合物所组成的混合物。
六、煤、石油、天然气的综合利用
以煤、石油和天然气为原料生产合成材料
随着合成材料的大量生产和使用，急剧增加的 对人类社会造成巨大的环境压力。
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。
煤、天然气、石油的综合利用
乌克兰战争以来，国际石油价格不断攀升。6月，国内95号汽油突破10元大关。下列有关石油和汽油说法正确的是①石油裂解得到的汽油可与溴水反应②石油的分馏是化学变化③石油的分馏实验中,温度计水银球插入液面以下,因为它测的是混合液的温度④石油分馏得到的汽油仍是混合物A.①③ B.②④C.①④ D.②③
答案 C解析 ②错，石油的分馏为物理变化; ③错，石油分馏实验中,温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处,以测量馏出蒸气的温度。
1.我国提出争取在2030年前实现碳达峰，2060年前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是（ ）A.将重质油裂解为轻质油作为燃料B.大规模开采可燃冰作为新措施C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染D.研发催化剂将CO2还原为甲醇
2.化学与生产生活、环境保护、资源利用、能源开发等密切相关。下列说法错误的是（ ）A.石油经分馏后可以获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油B.开发太阳能、风能和氢能等，有利于节约资源、保护环境C.加快高效洁净能源转换技术的开发，缓解能源危机D.将废旧电池进行直接填埋,减少对环境的污染
3．煤的干馏实验装置如图所示。下列说法错误的是( )A．可用蓝色石蕊试纸检验a层液体中含有的NH3B．长导管的作用是导气和冷凝C．从b层液体中分离出苯的操作是分馏D．c口导出的气体可使新制氯水褪色
4.下列有关自然资源的开发利用的叙述正确的是（ ）A．通过催化裂化，可从石油中获取沸点较低的烯烃B．金属铝的冶炼可采取电解熔融氯化铝的方法C．石油的裂化和裂解属于化学变化，而煤的液化、气化属于物理变化D．煤中含有的苯、甲苯、二甲苯等有机物，可通过煤的干馏来获得