高中化学人教版 (2019)必修 第二册自然资源的开发利用课文内容课件ppt

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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、天然气的综合利用教学目标本节重点：本节难点：1.认识煤的干馏、气化、液化原理和主要产品及用途，了解煤的综合利用对可持续发展的重要性。2.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及投产与产出，认识合理开发和利用化石能源的重要性和必要性。煤、石油和天然气的综合利用。煤、石油和天然气的综合利用。新课导入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目前，人们使用的燃料大多来自化石燃料。一、煤的综合利用煤的组成多种有机物和少量无机物组成的复杂混合物煤的综合利用途径： 煤直接作燃料——利用率低并污染环境获得洁净的燃料和多种化工原料——物尽其用，保护环境煤的干馏煤的气化煤的液化一、煤的综合利用1、煤的干馏将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。工业上也叫煤的焦化。煤干馏的产物有哪些？1. 必须隔绝空气，否则会使分解出来的成分燃烧。2. 既能减少燃烧污染，又能提高燃煤的热效率，且能获得更有价值的化工原料。3. 其过程中主要发生的是化学变化。【注意事项】 煤的干馏煤干馏的主要产品和用途将煤转化为可燃性气体的过程。主要反应：水煤气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。将煤转化为液体燃料的过程一、煤的综合利用2、煤的气化3、煤的液化（1）直接液化：使煤与H2作用生成液体燃料（2）间接液化：先转化为CO和H2，然后在催化剂作用下合成甲醇产品用途：作化工原料、燃料。 煤的汽化和液化就是使煤变成清洁能源的有效途径，与此同时煤的燃烧效率等也得到提高产品：甲醇、汽油等 产品用途：用作液体燃料煤的综合利用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下表比较煤的综合利用途径的区别课堂思考你想到了什么？阅读下列资料卡片，你得到什么启示？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。1、天然气组成——主要成分是甲烷2、天然气用途燃料——清洁能源 化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物3、天然气水合物课堂思考你知道吗？你知道工业的血液是什么吗？石油被誉为工业的血液石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，成分复杂随着碳原子数(相对分子量)增多,烃的熔沸点升高石油的综合利用物理性质： 黑色或深棕色粘稠液体，比水稍轻，不溶于水，有特殊气味，无固定沸点。 石油的组成 按元素：碳、氢含量为 97% ~ 98% 按物质：含有1~50个碳原子的烷烃及环烷烃（一般不含烯烃） 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。分馏、裂化、裂解、催化重整石油的综合利用利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程叫做分馏，分馏产物叫馏分。(它属混合物)1、石油的分馏 石油气 汽油: C5～C11 (直馏汽油) 煤油: C11～C16 柴油: C15～C18 重油: C20 以上 常压 常压石油 ──→ ──→ 加热炉 分馏塔重柴油润滑油(脱凡士林石蜡)渣油(制沥青)重油: C20 以上 减压 减压──→ ──→加热炉 分馏塔蒸馏 分馏蒸馏分馏适用沸点相差较大的物质适用沸点较为接近的物质得到纯净物得到混合物 蒸馏和分馏的原理是一致的，都是物理变化石油的分馏石油经分馏后可以获得汽油、煤油、柴油等含碳原子数少的轻质油,但其产量难以满足社会需求，而含碳原子多的重油却供大于求。如何把重油中变成的汽油? 2、石油的裂化在一定条件下（加热、催化剂），把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。催化裂化的目的：提高轻质油（特别是汽油）的产量。 3、石油的裂解 深度裂化 目的：是获得短链不饱和烃（如乙烯、丙烯、甲烷等）为主要成分的基本化工原料。4、 催化重整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（苯，甲苯等）的过程。石油的分馏是物理变化；裂化、裂解、催化重整是化学变化 石油分馏、裂化所生产的汽油分别叫做直馏汽油和裂化汽油。它们有何不同之处？若用汽油作卤素的萃取剂，应该用哪一种？C5～C12C5～C12烷烃、环烷烃、芳香烃烯烃与烷烃石油分馏的馏分石油裂化的液体石油的裂化和裂解煤、天然气、石油的综合利用高分子材料基础化工原料更高价值生活用品1.加聚反应2.缩聚反应【概念辨析】比较蒸馏、分馏、干馏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产物为沸点不同的各组分组成的混合物产物为单一组分的纯净物产物为混合物化学变化物理变化物理变化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1. 天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质 的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下列是有关天然气的几种 叙述，其中正确的是（ ） ①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；②等质量的CH4和CO2产生 的温室效应也是前者大；③燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一； ④CH4作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇。 A．①②③ B．①②④ C．③④ D．②③B2. 下列关于石油及石油炼制的叙述中，错误的是（ ） A．通过石油的催化裂化和裂解可以得到较多的轻质油和气态烯烃 B．含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到煤油和柴油 C．裂化汽油不能用于萃取溴水，催化重整可得芳香烃 D．石油分馏是物理变化，分馏得到的各馏分仍是多种烃的混合物B3. 《后汉书·郡国志》中记载：“石出泉水……其水有肥，燃之极 明，不可食，县人谓之石漆。”《酉阳杂俎》一书：“高奴县石脂水，水 腻，浮上如漆，采以膏车及燃灯极明。”下列说法正确的是（ ） A．上述材料所说“石漆”“石脂水”是石油，在工业上通过石油分馏得到 苯和甲烷等 B．塑料聚乙烯（PE）的单体可以由石油裂解得到 C．聚乙烯可以使溴水褪色 D．三大合成材料分别是合金、合成橡胶和合成纤维B