资源简介

(共27张PPT)
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
人教版必修第二册
学习目标
1．以煤、石油、天然气等的开发利用为例，了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源的方法。
2．结合石油化工等实例了解化学在生产中的具体应用，认识化学工业在国民经济发展中的重要地位。
学习目标
1．通过对煤、石油、天然气的综合利用学习，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。
2．通过运用所学的化学知识与方法解决煤、石油、天然气等综合利用中简单的化学问题。培养学生“科学探究与创新意识”的学科素养。
素养目标
情境引入
煤是非常重要的能源，也是冶金、化学工业的重要原料。
截至2011年，中国是世界上煤炭产量最大的国家，煤炭产量32.4亿吨，相当于18.004亿吨油当量，占世界比例高达48.3%；
情境引入
我国化石能源资源储量中：
煤炭占94%左右（山西省占全国的1/3） ; 石油资源储量仅占5.4% ,天然气占0.6%。
煤炭是我国最可靠的能源和化工原料 ,以煤为主的能源结构在2050年以前不会改变。
教学过程
一、煤的组成及其综合利用
1.煤的组成
煤的结构模型
教学过程
2.煤的综合利用
教学过程
（1）煤的干馏
干馏煤的实验室装置
教学过程
（2）煤的气化
将煤转化为可燃性气体的过程
（3）煤的液化
把煤转化成液体燃料的过程，分为直接液化和间接液化
①直接液化：在高温、高压和催化剂条件下，使煤与氢气作用生成液态碳氢化合物。即：煤＋H2 → 液体燃料
②间接液化：煤炭在高温下与水蒸气作用气化，产生合成气CO、H2等，然后在催化剂作用下合成甲醇等。即：煤 → CO＋H2 → 甲醇
【思考】煤的气化和液化是物理变化还是化学变化 煤的干馏呢？
典例1．
有关煤的叙述中正确的是(　　)
A．煤在空气中加强热可得焦炭，煤焦油，粗苯，粗氨水和焦炉气
B．煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物，内含煤焦油等成分
C．煤的气化主要反应是C(s)+H2O(g) =CO(g)+H2(g)
D．推广使用煤液化和气化技术，可减少二氧化碳等温室气体的排放
【答案】C
【解析】A. 将煤在隔绝空气时加强热，使它发生发生分解反应，可得焦炭，煤焦油，粗苯，粗氨水和焦炉气，选项A错误；B. 煤是由多种有机物和无机物组成的复杂的混合物，煤干馏后得到的煤焦油，原物质中不含煤焦油，选项B错误；C. 煤的气化主要是使煤与水蒸气在高温下发生反应，C(s)+H2O(g) = CO(g) + H2(g)，产生氢气和CO气体，选项C正确；D. 推广使用煤液化和气化技术，可减少二氧化硫等有害气体的排放，选项D错误。故合理选项是C。
课堂练习
典例2．
我国在“煤变油”技术上已取得了重大突破，达到5吨煤可以合成1吨成品油的水平。下列有关叙述错误的是(　　)
A．煤的组成元素主要是C，还含有少量的H、N、S、O等元素
B．“煤变油”的方法之一是使煤与H2作用生成液态有机物
C．煤之所以能变“油”，是因为煤中含有大量的汽油、柴油和煤焦油
D．煤变成成品油需要经过一系列工艺流程，发生复杂的物理、化学变化才能实现
【答案】C
【解析】本题考查煤的组成及综合利用。煤之所以能变“油”，是通过煤的液化将煤中的有机物转化为可燃性液体燃油，并不是因为煤中含有汽油、柴油和煤焦油。
课堂练习
教学过程
二、天然气的组成和综合利用
1．天然气的组成：
天然气的主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等。
2．天然气的综合利用
（1）天然气是一种清洁的化石燃料，可以直接用作燃料；
（2）重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇。
教学过程
教学过程
教学过程
二、石油的组成和综合利用
1．石油的组成和物理性质
由多种碳氢化合物组成的混合物，主要是多种烷烃、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。
石油是一种黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。
教学过程
2．石油的综合利用
①石油的分馏
利用石油中各组分沸点的不同，通过加热和冷凝，把石油（复杂的混合物）分成不同沸点范围的产物（较简单的混合物）的过程。
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。
工业上石油分馏塔
教学过程
石油的分馏产品
教学过程
②石油的裂化和裂解
裂化:在一定的条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。在催化剂作用下进行的裂化叫做催化裂化。
裂解:就是深度裂化。以比裂化更高的温度，使石油分馏产物(包括石油气) 中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的过程。
裂化
裂解
教学过程
③石油的催化重整
石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，以获得苯、甲苯等芳香烃，这个过程叫石油的催化重整。
催化重整的目的：
获得苯、甲苯等
重要的化工原料
教学过程
石油的综合利用途径
教学过程
典例3．
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稀烃
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
【答案】B
【解析】A.石油的催化裂化的目的是获得轻质油，提高轻质油特别是汽油的产量和质量；而裂解的目的是获得气态短链不饱和烃，提高烯烃特别是乙烯的产量，选项A正确；B. 煤油和柴油是石油的常压分馏产物，含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到润滑油、石蜡油等，选项B错误；C. 裂化汽油中含烯烃，能和溴发生加成反应，所以不能用于萃取溴水中的溴，催化重整可得芳香烃，选项C正确；D. 石油分馏得到的馏分仍然是多种物质的混合物，没有固定的熔沸点，选项D正确；故合理选项是B。
课堂练习
典例4．
下列说法不正确的是(　　)
A．石油的裂解可以提高汽油等轻质油的质量和产量
B．在一定条件下煤和氢气作用得到液体燃料的过程是煤的液化途径之一
C．石油气通入溴水中不能使溴水褪色
D．煤焦油经过分馏可以获得苯
【答案】A
【解析】A、石油裂化是提高轻质液体燃料特别是汽油的产量和质量，裂解的目的是为了提高乙烯的产量，故A错误； B、煤的液化是将煤在氢气和催化剂作用下通过加氢裂化转变为液体燃料的过程，故B正确；C、石油气中没有不饱和烃，通入溴水中不能使溴水褪色，故C正确；D、煤焦油中含有苯等芳香烃，经过分馏可以获得苯，故D正确；故选A。
课堂练习
课堂小结
课堂小结
煤
课堂小结
课后小任务
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