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(共24张PPT)
从天然气 石油和煤中获取燃料
第3章 简单的有机化合物
1.知道从石油和煤中获得燃料或有机化工原料的主要方法，认识化石燃料综合利用的意义。
2.能描述甲烷的物理性质和主要化学性质，了解可燃冰的开采利用的价值。
你知道化石燃料有哪些吗 化石燃料的过度使用会造成什么环境问题
化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在低下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压力和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。
随着全球现代化步伐的加快，一方面化石燃料存在逐渐枯竭的危机，另一方面化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。
阅读教材，回答以下问题：
1.天然气和煤为什么可直接做燃料？
2. 天然气主要成分是什么？甲烷的物理性质和主要化学性质有哪些？
3.煤主要含有哪些元素？煤燃烧带来的环境问题有哪些？
煤
天然气
工业的粮食
一、天然气
天然气的主要成分是甲烷(含量80%~97%)。
天然气在我们生活中应用广泛，小到做饭的燃气灶，大到汽车、游艇，都利用了天然气可以燃烧并放出大量的热这一性质。
甲烷是一种无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水。
可以燃烧，产物为二氧化碳和水。相同状况下，1mol 甲烷比1mol CO 和1mol H2燃烧放出的热量更多，所以天然气是一种优良的气体燃料。
甲烷燃烧的化学方程式：
CH4+2O2 CO2+2H2O
点燃
实验室：点燃前要验纯
生产生活中：加强通风、禁止明火
我国在南海北部神狐海域进行的“可燃冰”试开采获得成功，标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产量的国家，为可燃冰的开采迈出了重要的一步。
可燃冰是一种由天然气与水在低温(0～10℃)高压(>107 Pa)条件下，形成的类冰状结晶物质。
有人认为“可燃冰的开采和利用实现了由水变成油的梦想”，这种说法对吗
可燃冰里不仅有水还有甲烷，其燃烧是指甲烷的燃烧，所以该说法错误。
二、煤——工业的粮食
直接燃煤
如何降低煤的污染、提高燃烧效率？
无机物
(少量)
有机物
Si、Al、Ca、Fe等元素
O、N、S等元素（少量）
C、H元素（大量）
产生CO、NOx、 SO2 和烟尘，严重污染环境
燃烧的热效率低
煤的组成
碳元素被氧化放出大量热，因此可以做燃料；
煤的组成复杂，直接燃烧会带来环境问题。
煤的干馏
煤的气化
煤的干馏
煤的气化
煤的液化
减少污染物的排放。
提高煤燃烧的热效率。煤的气化、液化是使煤变成清洁能源的有效途径，提高燃烧效率。
提取煤中的化学原料。在加工煤炭以及使用煤作燃料的过程中，对产生的煤灰、煤渣、废气、废液等都加以合理的处理和利用，做到既消除污染又保护环境。
煤的综合利用
“鄜、延境内有石油，旧说‘高奴县出脂水’，即此也。生于水际，沙石与泉水相杂，惘惘而出，土人以雉尾挹之，乃采入缶中。颇似淳漆，然之如麻，但烟甚浓，所沾帷幕皆黑。余疑其烟可用，试扫其煤以为墨，黑光如漆，松墨不及也，遂大为之。其识文为“延川石液”者是也。”
——出自《梦溪笔谈》
沈 括
历史上，石油曾被称为石漆、膏油、肥、石脂、脂水、可燃水等。直到北宋，沈括在世界上第一次提出了“石油”这一科学的命名。不过这时候的石油存在着一个致命的弱点，那就是没有经过提炼的原油粘稠含杂质多，浓烟滚滚，房子都熏黑了，根本不可能大范围推广作为燃料。
请阅读资料，说说记载中提到的是何种物质？
阅读教材，并回答以下问题：
1. 石油是纯净物还是混合物？有无固定的沸点？
2. 如何理解石油的分馏？
石油是由分子含有不同数目碳原子的烷烃、环烷烃等组成的复杂混合物。组成元素主要是碳、氢元素（占98%）。
石油没有固定的沸点。
利用石油中各组分的沸点不同，可以采用分馏的方法，将各组分分离出来。
三、从石油中获取燃料
1. 石油的分馏
定义：
通过加热和冷凝，把石油分离成沸点范围不同的产物。
(2) 原理：
石油分馏塔
加热石油，沸点低(分子中碳原子数较少)的烃先汽化，经冷凝后分离出来，随着温度的升高，沸点高(分子中碳原子数较多)的烃再汽化，经冷凝液化后也分离出来。
石油分馏是一种物理加工方法；分馏后的产物仍为混合物。
烃分子中碳原子数 烃的沸点
石油气（C4以下）
汽油（C5~C11）
煤油（C11~C16）
柴油（C15~C18）
石蜡油、润滑油（C18~C20）
重油（沥青等）（C20以上）
(3)分馏产物及其主要用途
为测量蒸汽温度，温度计水银球应放在蒸汽出口处。
为了防止暴沸，蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片或沸石。
冷凝管里冷水的循环方式：
下进上出
。
(4) 实验室蒸馏石油的装置
液化石油气、汽油、煤油等石油分馏产物用作燃料时，其中的烃燃烧放出大量的热，充分燃烧时的产物是二氧化碳和水。以辛烷（C8H18）为例，写出辛烷充分燃烧的化学方程式。辛烷不充分燃烧时会有何现象？
2C8H18+25O2 16CO2+18H2O
点燃
含碳量较高的烃，如果在空气中不充分燃烧，会产生大量的黑烟。
石油的分馏产物中轻质液体燃料的产量不够高
2.石油的裂化
(1)目的：
为了提高轻质液体燃料的质量和产量，对石油分馏物进行裂化。
(2)定义：
工业上在一定条件(加热、使用催化剂)下，把相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的方法。
以十六烷（C16H34）为例：
C16H34 C8H18 + C8H16
催化剂

十六烷
辛烷
辛烯
石油裂化炉
三、从石油中获取燃料
加油站里的汽油有不同的标号，如92号、95号等。汽油的标号与其辛烷值相同。
辛烷值是衡量汽油在气缸内抗爆震能力的一种数字指标，其值越高表示抗爆性越好。
选择汽油时，并非标号越高越好，要根据发动机的参数要求进行合理选择。
汽油的标号和辛烷值
石油的分馏与裂化有何不同？请思考后，填写对比表格。
分馏 裂化
原理 用_____和_____的方法把石油分成_______________的分馏产品 把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为________________ 、_______的烃
原料 经脱水、脱盐处理的石油 重油
目的 将原油分离成不同沸点范围的产品 提高轻质液体燃料的产量和质量
类型 ______变化 ______变化
主要产品 石油气、汽油、煤油、柴油等 汽油等轻质燃油
加热
冷凝
不同沸点范围
相对分子质量较小
沸点低
物理
化学
天然气的主要成分是甲烷，而液化石油气的主要成分是丙烷、丁烷、丙烯(C3H6 )、丁烯(C4H8)。请根据以上物质燃烧反应的化学方程式思考：使用天然气的燃气灶是否适用于液化石油气？若不适用，应怎样改造燃气灶？
首先要明确有关有机化合物的燃烧反应，写出化学方程式。
然后根据化学方程式分析1 mol天然气、液化石油气完全燃烧的耗氧量。
首先要明确有关有机化合物的燃烧反应，
写出化学方程式：
然后根据化学方程式分析1 mol天然气、液化石油气完全燃烧的耗氧量。
CH4+2O2 CO2+ 2H2O
点燃
C3H8 + 5O2 3CO2+4H2O
点燃
2C4H10+13O2 8CO2+ 10H2O
点燃
2C3H6+9O2 6CO2+ 6H2O
点燃
C4H8+ 6O2 4CO2+4H2O
点燃
液化石油气中 1 mol任意气体耗氧量都比天然气耗氧量高，所以等物质的量（或等体积）的天然气和液化石油气相比，液化石油气耗氧量更多。
因此，使用天然气的燃气灶不适用液化石油气，欲改造燃气灶需要减少液化石油气的进入量、增大空气的进入量，即改小进气口、调大风门。
成果展示
1.宋朝科学家沈括的《梦溪笔谈》中描述了一种化石燃料，“颇似淳漆，燃之如麻，但烟甚浓，所沾帷幕皆黑”，并预言“此物必大行于世”。关于该化石燃料的下列说法中正确的是（　　）
A．是全球使用量最高的化石燃料
B．是由有机物和无机物组成的混合物
C．其主要成分是结构最简单的有机物
D．在我国化石能源利用中占主导地位
A
2.实现“碳达峰”与“碳中和”对于改善环境、实现绿色发展至关重要。下列关于燃料的说法正确的是（　　）
A．沼气属于可再生清洁能源
B．大规模开采可燃冰，开发新能源，可以降低碳排放
C．石油分馏可获取裂化汽油，用溴水检验其中是否含有不饱和烃
D．向煤中加入CaCl2等来处理燃烧煤生成的SO2
A
3.下列说法正确的是（　　）
A．石油是混合物，汽油是纯净物
B．沸点：汽油＞煤油＞柴油＞润滑油
C．直馏汽油和裂化汽油成分完全相同
D．石油的分馏是物理变化，而石油的裂化属于化学变化
D

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