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(共27张PPT)
第3课时 煤、石油和天然气的综合利用
第一节 自然资源的开发利用
第八章 化学与可持续发展
学习目标
1、了解煤、石油和天然气等化石能源的加工原理，知道化石燃料是重要的自然资源。
2、了解煤、石油和天然气等化石产品的利用，了解化石燃料燃烧对环境的影响，认识化石燃料的综合利用和开发新能源的重要意义。树立科学态度，增强社会责任感。
33%
30%
24%
13%
66%
19.1%
7%
5.9%
从上图可以看出，当今世界人们利用的能源主要有哪些
1.煤的组成
煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，其组成以碳元素为主，还含有少量___________________等元素。
2.煤的综合利用
（1）煤的干馏
①定义：将煤_____________加强热使之分解的过程，工业上也叫__________。
氢、氧、氮、硫
一、煤的综合利用
隔绝空气
煤的焦化
产品 主要成分 用途
出炉 煤气 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 化肥、炸药、染料、
医药、农药、合成材料
粗笨 苯、甲苯、二甲苯 煤焦油 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、碳素电极
焦炭 碳 冶金、合成氨造气、电石、燃料
②煤干馏的主要产品及用途
煤的干馏
（2）煤的气化
①定义：将煤转化为可燃性气体的过程。
（3）煤的液化
①直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料
②间接液化：先转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成甲醇等。
C+H2O （g） CO+H2
②主要反应的化学方程式：
思考&交流
煤的气化和液化是物理变化吗？
不是。煤的气化和液化过程中均有新物质生成，属于化学变化。
练一练
有关煤的叙述中不正确的是(　　)
A．煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质
B．煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分
C．煤除了含有C元素外，还含有少量的N、H、S、O等元素
D．煤等化石燃料的储量有限，节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键
B
二、石油的综合利用
石油是现代工业不可或缺的能源，被誉为黑色的金子, 一个国家或地区一旦拥有石油， 那便意味着他们已经坐在金矿之上，财富会像水一样从地下冒出来。比如：中东地区。
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
加 工 方 法 分馏 利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程
裂化 将含碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子数较少、沸点较低的烃的过程
裂解 裂解就是深度裂化，比裂化的温度更高，获得乙烯、丙烯等短链烃的加工过程。
催化重整 石油在加热和催化剂的作用下，通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃
3、重油裂化、裂解的过程
C16H34 C8H18+C8H16
十六烷 辛烷 辛烯
催化剂
加热、加压
C8H18 C4H10+C4H8
催化剂
加热、加压
辛烷 丁烷 丁烯
C4H10 CH4+C3H6
催化剂
加热、加压
丁烷 甲烷 丙烯
催化剂
加热、加压
C4H10 C2H6+C2H4
丁烷 乙烷 乙烯
石油的分馏和裂化及产品用途示意图
练一练
下列有关石油加工的叙述不正确的是(　　)
A．石油分馏所得的馏分仍是混合物
B．石油裂化的原料是石油分馏产品，包括石油气
C．石油裂化的主要目的是获得更多汽油等轻质油
D．石油裂解的原料是石油分馏产品，包括石油气
B
三、天然气的综合利用
汉代就已克服了火井爆炸的困难，并且还用竹筒盛装天然气，类似今天的储存天然气的气罐，创造利用天然气的方法（图1）。发展到现在的海域天然气开采。
图1火井煮盐图
图2海域开采天然气
天然气
用途
甲烷
主要成分：
日常生活中用作燃料
化工生产中主要用于合成氨和生产甲醇等
天然气汽车
煤气灶
燃气锅炉
燃气内燃机
思考&交流
天然气水合物是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷水合物，其组成可表示为CH4. nH2O，甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。天然气水合物的外观像冰，具有可燃性，故又被称为“可燃冰”。它被认为是21世纪的高效清洁能源。但是，储量巨大的天然气水合物的分解和甲烷释放，可能会诱发海底地质灾害，加重温室效应。
与煤和石油相比，天然气作能源的主要优点
1、“三馏”比较
项目 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 产物为沸点不同的各组分组成的混合物
反应类型 化学变化 物理变化 物理变化
2、“两裂”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
练一练
绿色能源是指使用过程中不会对环境造成污染的能源。下列属于绿色能源的是( )
①太阳能　②风能　③潮汐能　④煤　⑤天然气　⑥石油
A.①②③ B.③④
C.只有④ D.只有①②
A
课堂小结
煤、石油和天然气的综合利用
煤的综合利用
天然气的综合利用
石油的综合利用
煤的干馏
煤的气化
煤的液化
分馏—如液化石油气、汽油、煤油等
裂化—如将重油裂化为汽油等
裂解—甲烷、乙烯、丙烯等短链烃
催化重整—苯、甲苯等环状烃
课外拓展
如图是石油分馏塔的示意图。关于a、b、c三种馏分,下列说法正确的是________ (填字母)。
A. a的沸点最高
B. b的熔点最低
C. c的平均相对分子质量最大
D.每一种馏分都是纯净物
课外拓展
(2)裂化汽油中除含有C5~C11的烷烃外，还含有C5~C11的烯烃及甲苯、二甲苯等苯的同系物。已知甲苯、二甲苯能使酸性KMnO4溶液褪色。要用化学方法检验某裂化汽油样品中含有烯烃及苯的同系物，实验步骤为:
①先逐滴加入____________振荡，如果看到_____________，则证明有_____________存在。
②继续逐滴加入__________至___________为止，静置，用分液漏斗分出____(填“上”或“下”)层的裂化汽油样品，再加入________振荡，如果看到________，则证明裂化汽油中有__________存在。
课外拓展
【解析】(1)由题图可知，a先分馏出来，c较a、b最后分馏出来，故熔、沸点高低顺序为a(2)因为烯烃可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色，而苯的同系物只能使酸性KMnO4溶液褪色，根据这一性质差异，则先用溴水检验烯烃的存在，再用酸性KMnO4溶液检验苯的同系物的存在。①向样品中逐滴加入溴水，振荡，如看到溴水褪色，则证明有烯烃存在。②继续逐滴加溴水至不再褪色为止，用分液漏斗分出上层的裂化汽油样品，因为加足量溴水后，生成的卤代烷及水的密度均比烷烃和苯的同系物大，所以上层应是烷烃和苯的同系物的混合物。向分出的上层样品中加入酸性KMnO4溶液，如果溶液紫色褪去，则证明有苯的同系物存在。
课外拓展
【答案】
(1)C
(2)①溴水　溴水褪色　烯烃
②溴水　不褪色　上　酸性KMnO4溶液　溶液褪色　苯的同系物

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