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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、石油和天然气的综合利用
金属矿物
海水资源
化石燃料
[学习目标]
1.了解煤、石油、天然气的组成及综合利用(重、难点)。
2.了解节约能源及防止污染的重要性(重点)。
引入新课
迄今为止，人类使用的主要能源？
化石燃料综合利用的主要意义？
煤、石油、天然气
提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染
一、煤的综合利用
1. 煤的组成
煤
物质组成：由有机物和少量无机物组成的复杂混合物
元素组成：主要为C元素，还含有少量H、O、N、S等元素
③液化
直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料
间接液化：煤 CO和H2 甲醇等
①干馏
定义：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程
主要产品：焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭
②气化
定义：将煤转化为可燃性气体的过程
主要反应：
2. 煤的综合利用
一、煤的综合利用
煤的气化、液化是物质三态之间的变化吗？为什么？
思考
一、煤的综合利用
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。
固
液
气
熔化
凝固
汽化
液化
凝华
升华
1.判断正误
(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(　　)
×
√
×
×
×
一、煤的综合利用
应用体验
应用体验
2.下列说法不正确的是
A.煤的干馏是化学变化
B.煤液化后可以得到甲醇等液体燃料
C.煤经气化和液化两个物理变化过程，可变为清洁能源
D.根据煤的干馏产品，可推知煤中含有C、H、O、N等元素
√
一、煤的综合利用
二、石油与天然气的综合利用、合成高分子材料
1. 天然气的综合利用
(1)主要成分：CH4
(2)综合利用
清洁的化石燃料
化工原料
合成氨
生产甲醇
合成多碳有机物
天然气开采
天然气炉灶
可燃冰
CH4
CH3OH
2. 石油的综合利用
(1)石油的组成：由多种碳氢化合物组成的混合物
(2)石油的综合利用
分馏、裂化、裂解、催化重整
二、石油与天然气的综合利用、合成高分子材料
分馏
原理
利用各组分沸点不同进行分离
产品
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
①
裂化
②
目的：提高汽油的产量
原理：
C16H34
十六烷
C8H18＋C8H16
辛烷　辛烯
二、石油与天然气的综合利用、合成高分子材料
裂解
③
目的：生产乙烯等气态化工原料
原理：
C8H18
辛烷
C4H10＋C4H8
丁烷　丁烯
C4H10
丁烷
C2H6＋C2H4
乙烷　乙烯
C4H10
丁烷
CH4＋C3H6
甲烷　丙烯
催化重整
④
目的：使链状烃转化为环状烃
产品：苯或甲苯等化工原料
二、石油与天然气的综合利用、合成高分子材料
生活中汽车的车用燃料一般为裂化汽油，这种汽油和直馏汽油在组成上的区别是直馏汽油主要是饱和烃的混合物，裂化汽油中含不饱和烃。如何鉴别它们？
思考1
二、石油与天然气的综合利用、合成高分子材料
各取少许于试管中，加入溴的四氯化碳溶液，不褪色的是直馏汽油，褪色的是裂化汽油。
3. 化石能源与合成高分子材料
(1)三大合成高分子材料：
塑料、合成橡胶、合成纤维
(2)以煤、石油、天然气为原料合成高分子材料。
例如：
①乙烯制聚乙烯：
②丙烯制聚丙烯：
二、石油与天然气的综合利用、合成高分子材料
目前，多数石油产品仍作为燃料使用，如把石油产品用来合成高分子材料，其价值将成倍提升，试写出用汽油[主要成分为辛烷(C8H18)]为原料生成聚乙烯塑料的合成原理。
二、石油与天然气的综合利用、合成高分子材料
思考2
1.判断正误
(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)含4个碳原子的烷烃，经催化裂解后，只能生成2种气态烃(　　)
(4)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(　　)
×
√
×
√
应用体验
二、石油与天然气的综合利用、合成高分子材料
2.(2022·福建泉州第六中学高一期中)下列说法正确的是
A.石油的炼制过程都是化学变化
B.石油分馏出来的各馏分仍是多种烃的混合物
C.石油经过常压分馏、减压分馏、裂化等工序炼制后即能制得纯净物
D.石油分馏的目的是将含碳原子数较多的烃先气化，再经冷凝而分离出来
√
应用体验
二、石油与天然气的综合利用、合成高分子材料
化学中的“三馏”和“两裂”
(1)化学中“三馏”的比较
归纳总结
名称 干馏 蒸馏 分馏
原理 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 混合物 单一组分的纯净物 沸点相近的各组分组成的混合物
类型 化学变化 物理变化 物理变化
二、石油与天然气的综合利用、合成高分子材料
归纳总结
化学中的“三馏”和“两裂”
(2)化学中“两裂”的比较
名称 定义 目的
裂化 在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃 提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量
裂解 在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃 获得短链烃
二、石油与天然气的综合利用、合成高分子材料
随堂检测
1.(2022·山东枣庄高一期末)下列说法不正确的是
A.石油减压蒸馏可以得到重柴油、润滑油、石蜡、燃料油等馏分
B.等体积的甲烷与氯气混合，在光照下反应只生成一氯甲烷和氯化氢
C.天然气是清洁的化石能源，也可作为化工原料用于合成甲醇
D.煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气
√
随堂检测
2.下列说法正确的是
A.石油的分馏、裂化、裂解均属于化学变化
B.煤的干馏、气化、液化均属于物理变化
C.汽油、煤油、柴油、聚乙烯均是纯净物
D.石油在加热和催化剂的作用下可使烃分子重整生成苯、甲苯等有机物
√
随堂检测
3.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。下列叙述错误的是
A.煤是复杂的混合物，其组成以碳元素为主
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
√
随堂检测
4.某研究性学习小组在实验室中模拟石油的炼制，设计了如图的装置。实验过程中，可观察到b中试管内有少量液体凝结且闻到有汽油的气味，c中试管内酸性KMnO4溶液褪色。
(1)实验研究小组模拟的是___________(填化工工艺名称)。
(2)b中试管内的液体____(填“能”或“不能”)使溴水褪色，请说明理由：
_______________________________________________________。
石油的裂化
能
裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应，故能使溴水褪色
随堂检测
(5)实验过程中，装置d中的溴水褪色，写出验证烯烃与溴水的反应是加成反应而不是取代反应的方法：_____________________________________
_____________________________________________________________。
(3)c中试管内酸性KMnO4溶液褪色，体现了酸
性KMnO4溶液的_______性。
(4)写出十六烷裂化得到辛烷和辛烯的化学方程
式：__________________________________。
氧化
向反应后的溶液中滴加紫色石蕊溶液，溶液不变红，则说明该反应为加成反应而非取代反应
本节内容结束
目标一 答案
煤、石油、天然气是人类使用的主要 ，也是重要的 原料。其综合利用的关键是提高其 ，减少对环境的 。
1.煤的组成
煤
物质组成：由 和少量 组成的复杂混合物
元素组成：主要为 元素，还含有少量H、O、N、S等元素
能源
化工
利用率
污染
有机物
无机物
C
目标一 答案
2.煤的综合利用
①干馏
定义：将煤 加强热使之分解的过程
主要产品：焦炉气、粗氨水、 、煤焦油、
②气化
定义：将煤转化为 的过程
主要反应：______________________
③液化
直接液化：使煤与 作用生成液体燃料
间接液化：煤 和 等
隔绝空气
粗苯
焦炭
可燃性气体
氢气
CO
H2
甲醇
目标二 答案
1.天然气的综合利用
(1)主要成分： 。
(2)综合利用
清洁的 。
化工原料：合成 和生产 等，通过化学变化合成含两个或多个碳原子的其他 。
CH4
化石燃料
氨
甲醇
有机化合物
目标二 答案
2.石油的综合利用
(1)石油的组成：由多种 组成的混合物。
(2)石油的综合利用
分馏
原理
：利用石油中各组分 不同进行分离
产品
常压：石油气、 、 、 、重油
减压：柴油、燃料油、石蜡、润滑油、沥青
①
裂化
②
目的：提高 的产量
原理：
C16H34
十六烷
C8H18＋C8H16
辛烷　辛烯
碳氢化合物
沸点
汽油
煤油
柴油
汽油
目标二 答案
裂解
③
目的：生产 等气态化工原料
原理：
C8H18
辛烷
____________________________________________________
C4H10
丁烷
____________________________________________________
C4H10
丁烷
CH4＋C3H6
甲烷　丙烯
催化重整
④
目的：使 转化为 。
产品： 或 等化工原料
乙烯
链状烃
环状烃
苯
甲苯
C4H10＋C4H8
丁烷　丁烯
C2H6＋C2H4
乙烷　乙烯
目标二 答案
3.化石能源与合成高分子材料
(1)三大合成高分子材料包括： 、 、 。
(2)以煤、石油、天然气为原料，通过化学反应可以制得合成高分子材料。例如：
①乙烯制聚乙烯： 。
②丙烯制聚丙烯： 。
塑料
合成橡胶
合成纤维

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