第八章

化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)

自然資源的開發(fā)利用

第3課時(shí)

煤、石油、天然氣的綜合利用1.認(rèn)識(shí)煤、石油和天然氣等化石燃料綜合利用的方法和意義，了解化學(xué)在開發(fā)利用自然資源中的重要作用。認(rèn)識(shí)化學(xué)對(duì)于構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系所能發(fā)揮的作用，體會(huì)化學(xué)對(duì)促進(jìn)人與自然和諧相處的意義。2.對(duì)比學(xué)習(xí)煤的干餾、氣化和液化；石油的分餾、裂化和裂解；了解依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及其變化綜合利用資源的方法。3.了解天然氣的有效轉(zhuǎn)化。核心素養(yǎng)情境導(dǎo)學(xué)資料：1、化石燃料包括

、

、

。2、化石燃料屬于

。（填“可再生資源”或“不可再生資源”）煤天然氣煤石油天然氣不可再生資源石油任務(wù)一：煤、石油、天然氣的綜合利用1、煤的綜合利用：煤的成分：多種有機(jī)物和無機(jī)物所組成的復(fù)雜混合物煤的元素組成：C(主要)、H、O、N、S等(1)煤的組成煤的結(jié)構(gòu)模型任務(wù)一：煤、石油、天然氣的綜合利用1、煤的綜合利用：(2)煤的綜合利用途徑煤的綜合利用主要是通過煤的干餾、煤的液化和氣化，獲得潔凈的燃料和多種化工原料。①煤的干餾原理：把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解的過程。思考：1、煤的干餾屬于什么變化？2、煤的干餾產(chǎn)品有哪些？煤的干餾屬于化學(xué)變化任務(wù)一：煤、石油、天然氣的綜合利用1、煤的綜合利用：①煤的干餾煤干餾的主要產(chǎn)品和用途干餾產(chǎn)品

主要成分

主要用途出爐煤氣焦?fàn)t氣氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳

氣體燃料、化工原料粗氨水

氨、銨鹽

氮肥粗苯

苯、甲苯、二甲苯炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料

煤焦油

苯、甲苯、二甲苯

酚類、萘類染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料

瀝青

筑路材料、制碳素電極焦炭

炭冶金、合成氨造氣、電石、燃料任務(wù)一：煤、石油、天然氣的綜合利用1、煤的綜合利用：②煤的氣化煤的汽化是將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。

C(s)+H2O(g)

高溫CO(g)+H2(g)水煤氣思考2：為什么一不小心將少量水灑在燒得通紅的煤上時(shí)，火不但沒有熄滅，反而燒得更旺？

這就是煤的氣化，燒得通紅的煤與水蒸氣反應(yīng)生成可燃性氣體H2和CO（水煤氣），所以燃燒更旺。任務(wù)一：煤、石油、天然氣的綜合利用1、煤的綜合利用：CO+H2

催化劑CH3OH甲醇③煤的液化直接液化：使煤與氫氣作用生成液體燃料。間接液化：先將煤轉(zhuǎn)化為CO和H2，再在催化劑作用下合成甲醇等。煤+氫氣液體燃料煤的干餾、氣化、液化都是化學(xué)變化任務(wù)一：煤、石油、天然氣的綜合利用(3)煤的綜合利用意義1、煤的綜合利用：減少煤燃燒產(chǎn)生的污染物：煤渣、CONOxSO2

和粉塵等排放；提高煤燃燒的效率；獲得重要的化工原料。任務(wù)一：煤、石油、天然氣的綜合利用2、天然氣的綜合利用：天然氣的主要成分是

。甲烷（CH4）綜合利用：A、燃料——清潔能源B、化工原料：合成氨、生產(chǎn)甲醇、合成兩碳或多碳有機(jī)物CH4+2O2CO2+2H2O點(diǎn)燃CH4+H2OCO+3H2點(diǎn)燃任務(wù)一：煤、石油、天然氣的綜合利用2、天然氣的綜合利用：天然氣水合物——可燃冰任務(wù)一：煤、石油、天然氣的綜合利用3、石油的綜合利用：(1)石油的組成和成分石油的成分：多種碳?xì)浠衔铮òㄍ闊N、環(huán)烷烴等）組成的混合物石油的元素組成：主要是C、H(2)石油的綜合利用途徑石油的綜合利用主要是通過石油的分餾、裂化和裂解、催化重整，獲得潔凈的燃料和多種化工原料。任務(wù)一：煤、石油、天然氣的綜合利用3、石油的綜合利用：①石油的分餾利用石油中各組分的沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離的過程。分餾屬于物理變化。任務(wù)一：煤、石油、天然氣的綜合利用3、石油的綜合利用：②石油的催化裂化石油的催化裂化是將含碳原子較多、沸點(diǎn)較高的烴（重油）斷裂為含碳原子較少、沸點(diǎn)較低的汽油的過程C16H34催化劑加熱、加壓C8H18+C8H16十六烷辛烷辛烯C8H18催化劑加熱、加壓C4H10+C4H8辛烷丁烷丁烯C4H10催化劑加熱、加壓CH4+C3H6丁烷甲烷丙烯C4H10催化劑加熱、加壓C2H6+C2H4丁烷乙烷乙烯裂化汽油的主要成分：“烷+烯”提高輕質(zhì)液體燃料的產(chǎn)量。任務(wù)一：煤、石油、天然氣的綜合利用3、石油的綜合利用：②石油的催化裂化思考3：石油分餾所得的汽油為直餾汽油，石油裂化所得汽油叫裂化汽油？兩者的組成有何區(qū)別？性質(zhì)呢？直餾汽油多為飽和烴。裂化汽油含有不飽和烴，能使溴水、酸性高錳酸鉀溶液褪色。任務(wù)一：煤、石油、天然氣的綜合利用3、石油的綜合利用：③石油的裂解裂解的目的：獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。裂解:

深度的裂化。④石油結(jié)構(gòu)的重整石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，如苯或甲苯等，它們也是重要的化工基本原料。任務(wù)一：煤、石油、天然氣的綜合利用4、煤、石油和天然氣的綜合利用：主要能源；重要的化工原料；以煤、石油和天然氣為原料生產(chǎn)塑料、合成纖維、合成橡膠。課堂練習(xí)1.下列有關(guān)煤的說法中正確的是（）A.煤是由有機(jī)物和少量無機(jī)物組成的，主要含苯及其同系物B.煤的干餾和液化是物理變化，煤的氣化是化學(xué)變化C.水煤氣與天然氣的成分都是甲烷D.煤組成以碳元素為主，還含有少量氫、氧、氮、硫等元素2.下列有關(guān)石油的說法中錯(cuò)誤的是（）A．石油是可再生資源B．石油主要含有C、H兩種元素C．石油的裂化是化學(xué)變化D．石油分餾得到的汽油仍是混合物DA3.下列說法正確的是（）A.煤的干餾可得到水煤氣B.天然氣是一種清潔能源，除此以外，別無它用C.石油的分餾和裂化都是化學(xué)變化D.石油通過分餾和裂化都可得到汽油4.下列說法正確的是（）A.汽油與水不相溶，可以用裂化汽油萃取溴水中的溴B.石油含有烷烴、芳香烴，煤含有苯、甲苯、二甲苯等有機(jī)物C.煤的氣化、液化是使煤變成清潔能源、減小環(huán)境污染的有效途徑D.沸點(diǎn)范圍：汽油>煤油>柴油>重油DC5.實(shí)驗(yàn)室干餾煤的裝置如圖所示（1）寫出圖中儀器的名稱：b

，c

。（2）儀器d的作用是

，c中的液體中無機(jī)物里溶有

，可用

檢驗(yàn)出來；可以通過

的方法使煤焦油中的重要成分分離出來。（3）e處點(diǎn)燃的氣體主要成分有