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(共29张PPT)
第3课时　煤、石油和天然气的综合利用
第八章
内容索引
01
02
课前篇 素养初探
课堂篇 素养提升
素养目标
1.了解煤、石油和天然气等化石能源的加工原理,提升变化观念与平衡思想等学科核心素养。
2.了解煤、石油和天然气等化石产品的利用,提升科学态度与社会责任等学科核心素养。
课前篇 素养初探
【自主梳理】
1.煤的综合利用
　　　煤是混合物
2.天然气的综合利用
3.石油的综合利用
(1)石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。
(2)石油的加工方法
(3)重油裂化、裂解的过程
4.化石能源的用途
(1)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。
(2)以煤、石油、天然气为原料,通过化学反应获得许多性能优异的合成高分子材料。
【自我检测】
1.正误判断(正确的打“√”,错误的打“×”)
(1)煤的气化是使煤转化成清洁燃料的物理过程。(　　)
(2)石油的分馏得到的产品是纯净物。(　　)
(3)煤的干馏可得到甲烷、苯和氨等物质。(　　)
(4)乙烯的化学性质比聚乙烯活泼。(　　)
(5)石油的分馏、裂化和裂解都属于化学变化。(　　)
(6)石油裂解的原料是石油分馏产品。(　　)
×
×
√
√
×
√
2.石油化学工业是国民经济的重要支柱之一,下列有关石油化工的叙述错误的是(　　)
答案 C
解析 石油中含有多种有机化合物,利用各组分沸点不同对石油进行分馏,可获得汽油、煤油、柴油等,A正确;石油裂化过程,含碳原子数较多的烃发生碳碳键断裂,变成含碳原子数少的烃,B正确;聚丙烯的结构简式为 ,分子中不含不饱和键,不能被KMnO4氧化,C错误;
石油加工得到利用价值较低的沥青常用于铺设马路,D正确。
3.下列说法正确的是(　　)
A.煤的气化主要生成水煤气,其主要成分是CO2和H2
B.煤的直接液化是指使煤与水蒸气作用生成液体燃料
C.煤的间接液化先转化为CO和H2,再在催化剂作用下合成甲醇等
D.煤经气化或液化后再完全燃烧,比直接完全燃烧等量的煤放出的热量多
答案 C
解析 煤的气化主要反应是碳和水蒸气在高温下反应生成水煤气,主要成分是CO和H2,A错误;煤的直接液化是指使煤与氢气作用生成液体燃料,而不是和水蒸气作用,B错误;据能量守恒规律可知,理论上煤经气化或液化后再完全燃烧,与直接完全燃烧等量的煤放出的热量相等,D错误。
课堂篇 素养提升
任务
煤、石油和天然气的综合利用
【问题探究】
煤、石油和天然气是目前人类使用的主要能源,也是重要的化工原料。
1.煤的干馏得到哪些产品 为什么要隔绝空气加强热
提示 煤的干馏得到焦炭、煤焦油和出炉煤气等;在空气中加热,煤炭易燃烧,故煤的干馏要隔绝空气。
2.试写出煤的气化主要反应的化学方程式,并说明煤的气化的意义。
提示 C+H2O(g) CO+H2;煤的气化能够减少煤燃烧时的粉尘污染,提高煤燃烧的效率,气化后的产品可以用于化工生产,提高煤的综合利用价值。
3.通过石油裂化和裂解可得到哪些基本化工原料
提示 石油的裂化和裂解可得到乙烯、丙烯、甲烷等基本化工原料。
【深化拓展】
1.“三馏”的比较
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 产物为混合物 产物为单一组分的纯净物 产物为沸点不同的混合物
反应 类型 化学变化 物理变化 物理变化
2.“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 获得短链不饱和烃
3.化学“六气”的主要成分
气体 高炉煤气 水煤气 天然气 液化石油气 焦炉气 裂解气
主要 成分 CO、CO2 H2、CO CH4 C3H8、C4H10 H2、 CH4、 C2H4、 CO C2H4、
C3H6、
C4H8、
CH4
【素能应用】
典例(2021广东佛山区高一期末)某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化,装置如图:
下列说法不正确的是(　　)
A.加药品前必须检验装置的气密性
B.加热一段时间后观察到试管B、C中溶液
颜色褪去,证明B、C中均发生了加成反应
C.实验证明石油经催化裂化生成了不饱和烃
D.试管C中可能发生了如下反应:CH2=CH2+Br2→CH2BrCH2Br
答案 B
解析 模拟石油的催化裂化,利用B、C装置检验分解产物,故组装好实验装置后,要先检验装置的气密性,后加入药品,A正确;B中酸性KMnO4溶液具有强氧化性,溶液褪色说明 被还原为Mn2+,则烯烃发生了氧化反应,B错误;B、C中溶液褪色,说明石油经催化裂化生成了不饱和烃,C正确;C中盛有溴的四氯化碳溶液,与生成的烯烃发生加成反应而褪色,D正确。
【变式设问】
上述装置中试管B和C中溶液褪色,能否证明石蜡油催化裂化产物中含有乙烯
提示 不能;试管B和C中溶液褪色,只能证明石蜡油催化裂化产物中含有不饱和烃,不能确定是否含有乙烯。
变式训练下图是实验室干馏煤的装置图:
(1)指出图中仪器的名称:
a.　　　　　　　,d.　　　　　　　　。
(2)仪器d的作用是　　　　　　　 　,
c中液体有　　　　　　　　和
　　　　　　　　,其中无机物里溶有　　　　　,可用　　　　　　检验出来。有机物可以通过　　　　　　　　的方法使其中的重要成分分离出来。
(3)e处点燃的气体主要成分有　　　　　　　　(填化学式),火焰的颜色是　　　　　　　　。
答案 (1)酒精喷灯　烧杯
(2)盛装冷水对蒸气进行冷却　粗氨水　煤焦油　氨
酚酞溶液　分馏　(3)H2、CH4、CH2=CH2、CO　淡蓝色
解析 本题考查关于煤干馏的实验,根据煤干馏的主要产品可知,b中得到的应是焦炭,c中得到的应是粗氨水和煤焦油,e处点燃的应是焦炉气。其中粗氨水中溶有氨,呈碱性,可用酚酞溶液等检验;煤焦油主要是苯、甲苯、二甲苯的混合物,应用分馏的方法分离;焦炉气的主要成分有CH4、CO、H2、CH2=CH2,燃烧时呈淡蓝色火焰。
随堂检测
1.下列关于石油的说法不正确的是(　　)
A.石油主要含C、H两种元素
B.石油通过催化重整可得到环状烃
C.石油裂化是物理变化
D.石油分馏得到的汽油是混合物
答案 C
解析 石油裂化是化学变化。
2.实验室可通过蒸馏石油得到多种沸点范围不同的馏分,装置如图所示。下列说法不正确的是(　　)
A.沸点较低的汽油比沸点较高的柴油先馏出
B.蒸馏烧瓶中放入碎瓷片可防止蒸馏时发生暴沸
C.冷凝管中的冷凝水应该从a口进b口出
D.温度计水银球部分和蒸馏烧瓶支管口相平
答案 C
解析 石油分馏时,为使冷凝管中充满水,冷凝水要从b口通入,从a口流出。
3.我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。下列有关说法正确的是(　　)
①石油裂解得到的汽油可与溴水反应
②石油的分馏是化学变化
③石油的分馏实验中,温度计水银球插入液面以下,因为它测的是混合液的温度
④石油分馏得到的汽油仍是混合物
A.①③ B.②④ C.①④ D.②③
答案 C
解析 石油的分馏为物理变化,②错;石油分馏实验中,温度计水银球应放在蒸馏烧瓶支管口处,以测量馏出蒸气的温度,故③错。
4.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。下列叙述:①天然气与煤、石油相比是较洁净的能源;②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大;③燃烧天然气也是酸雨的成因之一;④用甲烷可生成CCl4;⑤甲烷易完全燃烧,故燃烧甲烷时不必保持空气流通。其中正确的是(　　)
A.只有①②③ B.只有③④⑤
C.只有①②④ D.①②③④⑤
答案 C
解析 天然气燃烧主要产生CO2和H2O,对环境污染小,与煤、石油相比是比较清洁的能源;等质量的CH4和CO2相比,前者的物质的量大,由题给信息知产生的温室效应前者大;燃烧天然气不是酸雨的成因之一;甲烷和氯气在光照条件下可以发生取代反应;甲烷燃烧时若空气不流通可能会发生爆炸。

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