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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1课时 煤和天然气
【学习目标】
1、了解煤、天然气的组成及其综合利用。
2、了解以煤、天然气为原料生产合成材料。
3、了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源
的方法。
【重难点】
煤的综合利用及其涉及到的反应
煤
石油
天然气
目前，煤、石油和天然气是人类使用的主要能源、重要化工原料；
三者为不可再生能源，如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。
誉为“工业的血液”
誉为“工业的粮食”
导
一、煤的组成和综合利用
2、煤与炭的区别
形成方式不同：
煤是古时的动植物长时间埋在地下，由高温、变质等物理、化学变化得到的产物；
炭是将木材隔绝空气烧而成的黑色固体。
1、煤的组成（包括元素）
划课本！！！
本质不同：
煤是可燃烧的沉积岩；
炭有木炭、焦炭两种。
3、煤的综合利用
煤直接作燃料——利用率低并污染环境；
煤的综合利用的主要途径是：煤的干馏、煤的气化、煤的液化，
目的是获得洁净的燃料和多种化工原料。
思
前8分钟
后5分钟
1、煤的干馏、气化、液化属于什么变化？概念以及
涉及相关方程式有哪些？
2、煤、炭有什么区别？
3、天然气的主要成分是什么？
4、干馏、分馏、蒸馏有什么区别？
阅读课本102页，回答下列问题：
完成相应的练习题
存在的疑问写在【我有问题要问】
(1) 煤、石油和天然气是不可再生能源 ( )
(2) 煤俗称煤炭，因此可看作碳元素形成的单质(　　)
(3) 将煤在空气中强热分解的过程为煤的干馏 ( )
(4) 煤里主要含碳及少量的其他元素，但绝大多数都含硫，工业
上大量燃烧含硫燃料会形成“酸雨”( )
(5) 在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料 (　　)
(6) 煤的气化和液化都是物理变化 (　　)
(7) 把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏(　　)
判断正误
√
×
√
×
×
×
√
①煤的干馏必须隔绝空气，否则会使分解出来的成分燃烧。
②煤的干馏能够减少燃烧污染，提高燃煤的热效率，且能从煤中提取有价值的化工原料。
③煤的干馏过程中发生的主要是化学变化，而蒸馏的过程发生的是物理变化。
评
一、煤的综合利用
① 煤的干馏：属于_____变化；定义：_______________________；
得到的主要产物:______、_____ 、_____ 、________ 、_______；
化学
煤隔绝空气加强热使之
分解的过程
焦炉气
粗氨水
粗苯
煤焦油(液)
焦炭(固)
②煤的气化：属于_____变化；定义：_____________________；
涉及的反应方程式：________________________
水煤气的主要成分：___________
③煤的液化:属于_____变化；分类：________和_________；
把煤中的有机物转化为
可燃性气体的过程
化学
C(s)＋H2O(g) CO(g)＋H2(g)
高温
CO、H2
化学
直接液化
间接液化
直接液化：
煤与氢气作用生成液体燃料
间接液化：
先转化为CO和H2，再在催化剂作用合成甲醇
CO + 2H2 CH3OH（甲醇）
一定条件
实现煤的清洁利用，并且可以生产化工原料
方法 变化类别 处理过程 产 物
煤的干馏
煤的气化
直接液化
间接液化
煤的干馏、气化、液化对比
化学变化
化学变化
化学变化
化学变化
粗苯等多种化工原料
将煤转化为
可燃性气体
水煤气
煤与氢气作用生成
液体燃料
先转化成CO和H2
隔绝空气高温分解
甲醇
干馏 蒸馏 分馏
原理
产物
反应类型
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
化学“三馏”的比较
二、天然气的综合利用
天然气是古生物遗骸长期沉积地下,经慢慢转化及变质裂解而产生的
气态碳氢化合物.
天然气
CH4
主要成分
应用
清洁燃料
化工原料
合成氨
合成甲醇
合成两碳或多碳有机物
天然气水合物
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”。
清洁燃料：燃烧时能产生高热值、且不污染环境的燃料
如：氢气、液化石油气、甲醇、乙醇
【小结】
煤的综合利用的意义：
① 减少污染物的排放；② 提高煤燃烧的效率：煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源
的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。
③ 获得重要的化工原料：通过煤的干馏，获得大量重要的化工原料。
官能团的转化
1、烷烃 → 卤代烃
烯烃 → 卤代烃
CH4 + Cl2 → CH3Cl + HCl
光照
炔烃→ 卤代烃
CH2=CH2 + Br2 → CH2BrCH2Br
CH2=CH2 + HCl CH3CH2Cl
催化剂
CH≡CH + HCl CH2═CHCl
CH2═CHCl + HCl CH3CHCl2 / CH2ClCH2Cl
催化剂
催化剂
2、烯烃→ 烷烃
CH2=CH2 + H2 CH3CH3
催化剂
炔烃→ 烷烃
CH≡CH + 2H2 CH3－CH3
催化剂
4、烯烃→ 醇
CH2=CH2＋H2O CH3CH2OH
3、醇 → 烯烃
CH3CH2OH CH2= CH2↑ + H2O
浓硫酸
170℃
酯→ 醇
5、醇→ 酯
CH3COOH＋CH3CH2OH CH3COOCH2CH3＋H2O
浓硫酸
△
CH3COOCH2CH3＋H2O CH3COOH ＋ CH3CH2OH
△
H+
6、醇→ 醛
2CH3CH2OH＋O2 2CH3CHO＋2H2O
7、醇→ 羧酸
C2H5OH CH3COOH
K2Cr2O7(H+)
或KMnO4(H+)
已知D是有香味且不溶于水的油状液体；E的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平。请写出A、B、C、D和E的结构简式。
A、CH3CH2OH B、CH3CHO C、CH3COOH
D、CH3COOC2H5 E、CH2=CH2
课堂检测
1、下列说法不正确的是（ ）
A．煤的气化、液化和干馏都是化学变化
B．天然气的主要成分甲烷在高温下可分解为炭黑和氢气
C．乙烯为不饱和烃，分子中 6 个原子处于同一平面
D．在催化剂作用下利用太阳能光解水可以制取氢气，该反应放出热量
D
2、下列有关煤的叙述正确的是（ ）
A．煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物，
主要含碳、氢元素
B．煤在空气中加强热可得焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气
C．推广使用煤液化和气化技术，可减少二氧化碳等
温室气体的排放
D．煤的气化的主要反应是
A
本课结束
下节提示：
第八章 石油的综合利用

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