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第一节 自然资源的开发利用
第三课时 煤、石油和天然气的开发利用
第八章 化学与可持续发展
煤、石油和天然气的开发利用
迄今为止，煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们也是重要的化工原料，煤被称为“工业的粮食”，石油被称为“工业的血液”，天然气则是一种清洁燃料。
化石燃料是人类使用的主要能源及重要的化工原料，在使用的同时也带来了许多的污染，所以如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃料所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。
缺点: 不可再生、污染环境
优点: 提供能量、化工原料
（1）煤的组成
C
CO2加剧温室效应
氧化物会污染环境
煤直接作燃料——利用率低并污染环境，如何解决？
变成清洁的燃料以及多种化工原料。
煤综合利用的途径
煤的干馏
煤的气化
煤的液化
煤的组成和综合利用
1.物质组成：________和______________组成的复杂混合物。
2.元素组成：主要为____，还含有少量______________等元素。
有机物
少量无机物
H、O、N、S
将煤隔绝空气加强热使它分解的过程，也叫煤的焦化。
注意：煤干馏得到焦炭、煤焦油、出炉煤气等，属于化学变化。
（2）煤的干馏
干 馏 产 品 主 要 成 分 主 要 用 途
出炉 煤气 （气） 焦炉气 氢气、甲烷、乙烯、 一氧化碳 气体燃料、化工原料
粗氨水 氨、铵盐 氮肥
粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸药、染料、医药、农药、合成材料
煤 焦 油 （液） 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘 染料、医药、农药、合成材料
沥青 筑路材料、制碳素电极
焦 炭（固） 碳 冶金、合成氨造气、电石、燃料
表8-1煤干馏的主要产品和用途
（3）煤的气化
定义：将煤转化为 的过程
主要反应：
可燃性气体
C(s)+H2O(g)==== CO(g)+H2(g)
高温
水煤气
（4）煤的液化
直接液化：使煤与氢气作用生成 。
间接液化：煤 等。
液体燃料
CO和H2
甲醇
CO + 2H2 CH3OH（甲醇）
催化剂
注意在：煤的干馏、气化和液化均属于化学变化。
作燃料气和化工原料
（1）主要成分：
甲烷CH4
（2）综合利用：
天然气的组成和综合利用
P103
（1）石油的组成
多种碳氢化合物（烷烃、环烷烃和芳香烃)组成的混合物，
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。
（2）石油的分馏
（不含烯烃）
工业的血液
石油的组成和综合利用
利用石油中各组分 不同进行分离
沸点
物理变化
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，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。因此，需要通过催化裂化过程将重油裂化为汽油等物质，再进一步裂解，可以获得很多重要的化工原料。
（3）石油综合利用的方法：
分馏
裂化
裂解
催化重整
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，提高轻质油的产量，特别是汽油的产量。
。
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) 中的长链烃断裂获得乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。
裂化
裂解
（4）石油的裂化和裂解
（5）催化重整
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
可获得苯、甲苯等重要的化工原料
什么叫裂化汽油和直馏汽油？怎么鉴别它们？
通过分馏得到的汽油叫直馏汽油，没有不饱和烃。通过裂化得到的汽油叫裂化汽油，含有不饱和烃。故而能使溴水褪色的为裂化汽油，不能使溴水裉色的为直馏汽油。
以煤、石油、天然气为原料生产合成材料
目前，多数石油产品仍作为燃料使用，只有一部分转化为化工、纺织、建材、医药、日用化学品等行业的基本原料。
三大合成材料：______ 、__________ 、_________，这三大合成材料，主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。在石油工业发展的早期，乙烯和丙烯都曾被当作炼油厂的废气而白白烧掉，聚乙烯和聚丙烯的研制成功使乙烯、丙烯这些曾经的“废弃物”得到了充分利用。随着合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物也给人类社会造成巨大的环境压力。
塑料　
合成橡胶　
合成纤维　
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。
【科学·技术·社会】
隔绝空气、高温下使物质分解
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
产物为混合物
产物为单一组分的纯净物
产物为沸点相近的各组分组成的混合物
化学变化
物理变化
物理变化
小结
干馏
蒸馏
分馏

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