第八章

化學與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)

自然資源的開發(fā)利用第3課時：煤、石油和天然氣的綜合利用目錄煤、天然氣的綜合利用01石油的綜合利用及合成材料02一、煤、天然氣的綜合利用

近年來，每年中國從俄羅斯進口原油超過1200萬噸，大約占到了中國石油進口總量的10%。隨著中國經濟的快速向前發(fā)展，所需要的能源消耗也越來越多，因此中國必須要正確制定能源戰(zhàn)略，積極與多個國家進行能源合作。迄今為止，煤、石油和天然氣仍是人類使用的主要能源，同時也是重要的化工原料。如何實現化石燃料的綜合利用，提高利用率，減少化石燃料所造成的環(huán)境污染，是人類面臨的最大挑戰(zhàn)。煤—工業(yè)糧食石油—工業(yè)血液天然氣—清潔能源環(huán)境污染一、煤、天然氣的綜合利用你能區(qū)分這些燃料哪些是不可再生的化石燃料嗎？一、煤、天然氣的綜合利用煤炭天然氣石油上述燃料中的煤、石油、天然氣就是人們常說的化石燃料?；剂鲜遣荒茉偕馁Y源，用一點少一點。一、煤、天然氣的綜合利用煤的組成和利用工業(yè)的糧食黑色的金子我國煤炭資源豐富，石油和天然氣資源卻相對不足，煤炭保有儲量超過1萬億噸，占我國化石能源總儲量的90%以上。物質組成：

和

組成的復雜混合物元素組成：主要為

，還含有少量

等元素有機物少量無機物CH、O、N、S一、煤、天然氣的綜合利用煤的組成和利用工業(yè)的糧食黑色的金子我國煤炭資源豐富，石油和天然氣資源卻相對不足，煤炭保有儲量超過1萬億噸，占我國化石能源總儲量的90%以上。通過煤的干餾、氣化和液化獲得清潔的燃料和多種化工原料，是目前實現煤的綜合利用的主要途徑，需注意煤的干餾、氣化和液化為化學變化一、煤、天然氣的綜合利用煤的干餾煤的干餾是復雜的物理和化學變化過程點燃，導管尖嘴處有淡藍色火焰。出爐煤氣：H2、CH4、C2H4、CO玻璃管中的煙煤粉最后變成黑灰色固體物質這是焦炭U形管底部有黑褐色粘稠的油狀物生成，這是煤焦油。成分：苯、甲苯、二甲苯等一、煤、天然氣的綜合利用煤的干餾干餾產品

主要成分

主要用途出爐煤氣(氣)焦爐氣氫氣、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、農藥、合成材料

煤焦油(液)

苯、甲苯、二甲苯

酚類、萘染料、醫(yī)藥、農藥、合成材料

瀝青

筑路材料、制碳素電極

焦炭(固)

碳冶金、合成氨造氣、電石、燃料注意不能說成煤中含有苯和甲苯，只能說可從煤中獲取苯和甲苯一、煤、天然氣的綜合利用煤的氣化將煤轉化為可燃性氣體的過程氣化作燃料氣和化工原料C＋H2O(g)CO＋H2高溫COH2CH4等化學變化注意：該反應為吸熱反應一、煤、天然氣的綜合利用煤的液化化學變化高溫高壓下，在催化劑等作用下使煤發(fā)生裂解并加氫液化CO和H2甲醇直接液化：使煤與氫氣作用生成液體燃料間接液化：煤______________等氣化催化劑汽油煤油柴油等作液體燃料煤的氣化和液化可減少SO2氣體的排放，防酸雨的形成。一、煤、天然氣的綜合利用酸雨的形成①硫酸型酸雨：主要由煤燃燒和火山產生SO2所致②硝酸型酸雨：主要由汽車尾氣和高空放電產生NOX所致二、石油的綜合利用及合成材料石油的裂化石油經分餾后可以獲得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的輕質油，但產量難以滿足社會需求，而含碳原子多的重油卻供大于求。因此，需要通過催化裂化過程將重油裂化為汽油等物質，再進一步裂解，可獲得很多重要的化工原料C16H34十六烷C8H18辛烷＋C8H16辛烯催化劑加熱、加壓原理：目的：提高________的產量定義：裂化一定條件下，把相對分子質量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質量小、沸點低的烴汽油煤石油的裂化可提高石油產品中輕質燃油的產量二、石油的綜合利用及合成材料石油的裂化原理：催化劑加熱、加壓C8H18辛烷C4H10丁烷＋C4H8丁烯C2H6乙烷＋C2H4乙烯C4H10丁烷催化劑加熱、加壓CH4甲烷＋C3H6丙烯C4H10丁烷催化劑加熱、加壓定義：高溫下，使具有長鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴乙烯裂解目的：生產

等氣態(tài)化工原料注意直餾汽油、裂化汽油、和裂解汽油的區(qū)別。后兩者可與溴水發(fā)生加成反應使其褪色二、石油的綜合利用及合成材料石油的催化重整鏈狀烴環(huán)狀烴苯甲苯_______或_________等化工原料產品：目的：使_________轉化為____________苯甲苯催化重整二、石油的綜合利用及合成材料煤的氣化、液化是物質三態(tài)(氣、液、固)之間的變化嗎？為什么？不是，物質三態(tài)之間的變化是物理變化，煤的氣化、液化是化學變化。固液氣熔化凝固汽化液化凝華升華煤的氣化主要反應：煤的液化間接液化：煤

CO和H2

甲醇等直接液化：使煤與氫氣作用生成液體燃料二、石油的綜合利用及合成材料天然氣和石油的形成主要成分：綜合利用：潔凈的氣體燃料(燃燒的產物是二氧化碳和水)化工原料：合成

和生產

，合成兩個或多個碳原子的

等氨有機化合物甲醇CH4(甲烷)二、石油的綜合利用及合成材料學生活動1：閱讀教材P105頁第一自然段內容，思考以煤、石油和天然氣為原料可以生產哪些合成材料？①以石油、煤和天然氣為原料生產可以生產三大合成材料：塑料、合成橡膠、合成纖維。乙烯制聚乙烯：nCH2===CH2催化劑丙烯制聚丙烯：②目前，多數石油產品仍作為燃料使用，只有一部分轉化為化工、紡織、建材、醫(yī)藥、日用化學品等行業(yè)的基本原料。二、石油的綜合利用及合成材料任務二、探究化石燃料與合成高分子學生活動2：合成高分子化合物的常見反應類型及特點是什么？合成高分子化合物有加聚反應和縮聚反應兩種反應類型。加聚反應：由相對分子質量小的化合物通過加成反應相互結合成相對分子質量很大的高分子化合物的反應?？s聚反應：由相對分子質量小的化合物通過縮合反應結合成相對分子質量很大的高分子化合物，同時有小分子(如H2O等)生成的反應。如：判斷題課堂檢測(1)把煤加強熱使之分解的過程為煤的干餾(2)煤俗稱煤炭，因此可看作碳元素形成的單質(3)煤中含粗苯、煤焦油等物質，可通過蒸餾獲取苯、甲苯等芳香烴(4)在一定條件下，煤可以和氫氣直接反應生成液體燃料(5)煤的氣化和液化都是物理變化√××××選擇題課堂檢測B【例1】下列關于石油及石油煉制的敘述中，錯誤的是（

）

A．通過石油的催化裂化和裂解可以得到較多的輕質油和氣態(tài)稀烴

B．含C20以上烷烴的重油經減壓分餾可以得到煤油和柴油

C．裂化汽油不能用于萃取溴水，催化重整可得芳香烴

D．石油分餾是物理變化，分餾得到的各餾分仍是多種烴的混合物選擇題課堂檢測B【例2】下列說法正確的是（

）

A．裂化汽油和直餾汽油都可以與溴水反應使其褪色

B．煤通過干餾可獲得焦爐氣、煤焦油、焦炭等

C．石油通過分餾得到的汽油是純凈物

D．煤通過氣化、液化這樣的物理變化可獲得潔凈的燃料選擇題課堂檢測【答案】B【例3】《后漢書·郡國志》中記載：“石出泉水……其水有肥，燃之極明，不可食，縣人謂之石漆。”《酉陽雜俎》一書：“高奴縣石脂水，水膩，浮上如漆，采以膏車及燃燈極明。”下列說法正確的是（

）

A．上述材料所說“石漆”“石脂水”是石油，在工業(yè)上通過石油分餾得到

苯和甲烷等

B．塑料聚乙烯（PE）的單體可以由石油裂解得到

C．聚乙烯可以使溴水褪色

D．三大合成材料分別是合金、合成橡膠和合成纖維選擇題課堂檢測【答案】A【例4】煤、石油、天然氣仍是人類使用的主要能源，同時也是重要的化工原料，我們熟悉的塑料、合成纖維和合成橡膠都主要是以石油、煤和天然氣為原料生產的。下列說法中不正確的是（

）

A．石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過結構重整，生成苯、甲

苯、苯甲酸等芳香烴

B．煤干餾的產品有出爐煤氣、煤焦油和焦炭

C．石油的分餾是物理變化，煤的氣化和液化均是化學變化

D．天然氣是一種清潔的化石燃料，作為化工原料它主要用于合成氨

和甲醇選擇題課堂檢測【答案】B【例4】化學在人類社會的可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，下列說法

不正確的是（

）

A．工業(yè)上常用加熱分解的方法冶煉不活潑金屬

B．海水淡化的方法有蒸餾法、滲析法和離子交換法

C．“原子經濟性反應”就是反應物的原子全部轉化為期望的最終產物

D．不合理施用化肥會影響土壤的酸堿性和土壤結構課堂總結化石燃料煤干餾：隔絕空氣強熱