2024版新教材高中化學(xué)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2課時煤石油和天然氣的綜合利用課件新人教版必修第二冊

第2課時煤、石油和天然氣的綜合利用素養(yǎng)要求1.結(jié)合石油化工等實例了解化學(xué)在生產(chǎn)中的具體應(yīng)用，認識化學(xué)工業(yè)在國民經(jīng)濟發(fā)展中的重要地位。2．以煤、石油等的開發(fā)利用為例，了解依據(jù)物質(zhì)性質(zhì)及其變化綜合利用資源和能源的方法。3．認識化學(xué)對于構(gòu)建清潔低碳、安全高效的能源體系所能發(fā)揮的作用，體會化學(xué)對促進人與自然和諧相處的意義。知識基礎(chǔ)·自學(xué)·嘗試核心素養(yǎng)·合作·探究知識基礎(chǔ)·自學(xué)·嘗試一、煤的組成和加工1．煤的組成有機物無機物CH、O、N、S2．煤的加工方法及產(chǎn)品隔絕空氣加強熱使之分解煤的焦化焦?fàn)t氣煤焦油可燃性氣體

二、天然氣的組成和利用CH4

燃料三、石油的組成和加工碳氫化合物石油中各組分沸點的不同鏈狀烴環(huán)狀烴四、以煤、石油、天然氣為原料生產(chǎn)合成材料1．三大合成材料：________、________、________，這三大合成材料，主要是以石油、煤和天然氣為原料生產(chǎn)的。2．隨著合成材料的大量生產(chǎn)和使用，急劇增加的廢棄物也給人類社會造成了巨大的環(huán)境壓力。塑料合成橡膠合成纖維提醒化石燃料也稱礦石燃料，其包括的天然資源為煤炭、石油、天然氣、可燃冰、頁巖氣等，是不可再生資源。

【學(xué)而思】1.汽油是我們生活中不可或缺的物質(zhì)，汽油可以通過石油分餾得到或者通過重油裂化得到。分餾汽油和裂化汽油有何區(qū)別？如何區(qū)分二者？

2．煤的氣化、液化和干餾是物質(zhì)三態(tài)(氣、液、固)之間的變化嗎？提示：分餾汽油是飽和烴的混合物，裂化汽油中含不飽和烴；可用溴的四氯化碳溶液區(qū)分它們。提示：煤的干餾、煤的氣化和煤的液化都屬于化學(xué)變化，物質(zhì)的三態(tài)變化屬于物理變化。[即時練]1．判斷正誤，正確的打“√”，錯誤的打“×”。(1)煤、石油、天然氣的化學(xué)成分相同。(

)(2)煤、石油和天然氣是不可再生能源，也是新型清潔能源。(

)(3)把煤加強熱使之分解的過程叫煤的干餾。(

)(4)化石燃料燃燒時產(chǎn)生的二氧化碳是大氣污染物之一。(

)(5)天然氣的主要用途就是作燃料。(

)(6)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴。(

)×××××√2．下列轉(zhuǎn)化不屬于煤或石油的綜合利用的是(

)A．將煤干餾制得煤焦油和焦炭B．在一定條件下將煤與氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料C．將煤變?yōu)槊猴炞魅剂螪．將石油裂解制得乙烯等化工原料答案：C3．下列說法錯誤的是(

)A．石油主要是由烴組成的混合物B．①主要發(fā)生物理變化C．②包括裂化、裂解等過程D．③是加成反應(yīng)，產(chǎn)物名稱是二溴乙烷答案：D4．下列說法正確的是(

)A．煤是各種芳香烴組成的混合物B．煤是由非常復(fù)雜的無機物和有機物組成的化合物C.煤的干餾可以得到焦?fàn)t氣、煤焦油、焦炭等產(chǎn)品，該過程屬于物理變化D．煤里主要含有碳及少量其他元素與礦物，但絕大多數(shù)都含硫，在工業(yè)上，大量燃燒含硫煤是造成酸雨的主要原因之一解析：煤是由無機物和有機物組成的混合物，煤中并無各種芳香烴，而是其發(fā)生化學(xué)變化以后的干餾產(chǎn)物煤焦油中含有芳香烴。煤中含有的硫在燃燒時轉(zhuǎn)化為SO2，會造成環(huán)境問題，故燃燒之前應(yīng)進行脫硫處理。答案：D5．我國提出爭取在2030年前實現(xiàn)碳達峰、2060年前實現(xiàn)碳中和，這對于改善環(huán)境、

實現(xiàn)綠色發(fā)展至關(guān)重要?！疤贾泻汀笔侵窩O2的排放總量和減少總量相當(dāng)。下列措施中能促進碳中和最直接有效的是(

)A．將重質(zhì)油裂解為輕質(zhì)油作為燃料B．大規(guī)模開采可燃冰作為新能源C．通過清潔煤技術(shù)減少煤燃燒污染D．研發(fā)催化劑將CO2還原為甲醇解析：無論是重質(zhì)油還是輕質(zhì)油，燃燒時均會產(chǎn)生大量CO2，A錯誤；可燃冰中的甲烷燃燒也會產(chǎn)生大量的CO2，B錯誤；減少煤燃燒產(chǎn)生的污染與碳中和無關(guān)，C錯誤；將CO2轉(zhuǎn)化為甲醇可促進碳中和，D正確。答案：D核心素養(yǎng)·合作·探究目標(biāo)煤和石油的常見加工方法例1.石油蒸餾裝置如圖所示，下列說法正確的是(

)A．儀器W的名稱：圓底燒瓶B．碎瓷片的作用：催化劑C．冷卻水的流向：X進水，Y出水D．收集到的60～150℃的餾分為混合物解析：儀器W的名稱是蒸餾燒瓶，A錯誤；碎瓷片的作用是防止暴沸，不是催化劑，B錯誤；冷凝管中冷卻水從下口通入，從上口流出，故X是出水口，Y是進水口，C錯誤；石油分餾得到汽油、煤油、柴油等餾分，都是多種烴的混合物，D正確。答案：D例2.煤是一種重要能源，工業(yè)上常把煤進行氣化和液化處理，變?yōu)榍鍧嵞茉?。由水蒸氣和熾熱的無煙煤作用可得水煤氣，水煤氣是混合氣體，主要由兩種無色無味氣體組成，是重要的工業(yè)原料。(1)在工業(yè)生產(chǎn)水煤氣時，燃料層的溫度會下降，這說明______________________。(2)提出猜想：水煤氣的成分可能是①___和氫氣，②____和氫氣(填化學(xué)式)；提出以上猜想的依據(jù)是______________________________。碳和水蒸氣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)CO

CO2化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變設(shè)計實驗：請從下列裝置中選擇一種，設(shè)計簡單的實驗證明猜想。(3)你選擇的裝置是(填字母代號)________。(4)實驗結(jié)論：如果__________________，那么猜想________(填序號)合理。B澄清石灰水不變渾濁①解析：(1)因碳和水蒸氣的反應(yīng)是吸熱反應(yīng)，則隨著反應(yīng)的進行燃料層的溫度會下降。(2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律，元素的種類在化學(xué)反應(yīng)前后沒有變化，由此可以推測水煤氣的成分可能是CO和氫氣或CO2和氫氣。(3)二氧化碳一般用澄清的石灰水檢驗。(4)如果石灰水不變渾濁，那么成分可能是CO和氫氣；如果石灰水變渾濁，那么成分可能是CO2和氫氣。關(guān)鍵能力“三餾”“二裂”“五氣”的比較1．“三餾”的比較

干餾蒸餾分餾原理隔絕空氣、高溫下使物質(zhì)分解根據(jù)液態(tài)混合物中各組分沸點不同進行分離與蒸餾原理相同目的獲得煤或木材的分解產(chǎn)物使混合物中沸點較低的組分揮發(fā)而達到分離或提純的目的使多組分混合物分離為兩種或多種餾分而達到分離的目的產(chǎn)物產(chǎn)物為混合物產(chǎn)物為單一組分的純凈物產(chǎn)物為沸點相近的各組分組成的混合物(稱為餾分)反應(yīng)類型化學(xué)變化物理變化物理變化兩點提醒：1.蒸餾和分餾是物理變化，煤的焦化、氣化和液化都是化學(xué)變化。2．石油分餾的每種餾分仍為混合物。2．“二裂”的比較方法原料原理目的裂化重油在一定條件下，將含碳原子較多、沸點較高的烴斷裂為含碳原子較少、沸點較低的烴提高輕質(zhì)液體燃料油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量裂解(深度裂化)石油的分餾產(chǎn)品(包括石油氣)在高溫下，使具有長鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量的液態(tài)烴獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料關(guān)系裂解是深度裂化歸納1.石油裂解的溫度高于石油裂化的溫度。2．石油裂解主要產(chǎn)品的碳原子數(shù)小于石油裂化的。3．裂解相當(dāng)于深度裂化。4．由石油裂化和裂解可知，烴能夠在一定條件下發(fā)生分解反應(yīng)。3．“五氣”的比較[對點練]1．下列說法中錯誤的是(

)A．石油是混合物，石油分餾得到的汽油也是混合物B．含C20以上的烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C.焦炭是煤干餾的一種重要產(chǎn)品D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來解析：石油通過分餾的方法獲得汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)液體燃料，但產(chǎn)量不高。通常采用裂化的方法，把相對分子質(zhì)量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量小、沸點低的烴，提高汽油的產(chǎn)量。煤是由有機物和少量無機物組成的復(fù)雜混合物，主要含碳元素，還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干餾得到焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣等。煤焦油是含有多種芳香族化合物的混合物，可以生產(chǎn)芳香族化合物苯和甲苯。答案：D2．下列說法不正確的是(

)A．煤油可由石油分餾獲得，可用作燃料和保存少量金屬鈉B．煤可與水蒸氣反應(yīng)制成水煤氣，水煤氣的主要成分為CO和H2C．汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氫化合物D．以石油、煤和天然氣為原料，可生產(chǎn)塑料、合成橡膠和合成纖維解析：植物油是由C、H、O三種元素構(gòu)成的有機物，不屬于碳氫化合物。答案：C3．于謙在《詠煤炭》中寫道：“鑿開混沌得烏金，藏蓄陽和意最深，爝火燃回春浩浩，洪爐照破夜沉沉……”。下列有關(guān)說法錯誤的是(

)A．煤的干餾是化學(xué)變化，煤的液化是物理變化B．煤是由有機物和無機物組成的復(fù)雜混合物C．煤燃燒前的脫硫處理是為了防止污染空氣D．煤經(jīng)過氣化和液化可轉(zhuǎn)化為清潔燃料答案：A4．下圖是實驗室干餾煤的裝置圖，結(jié)合下圖回答問題。(1)指出圖中儀器名稱：a__________；b_____________；c___________；d______________。(2)裝置c的作用是________________________________，d中的液體有________和________。有機物可以通過________的方法使其中的重要成分分離出來。酒精噴燈硬質(zhì)玻璃管水槽U形管將干餾生成的氣體進行降溫和冷凝粗氨水煤焦油k分餾(3)e處點燃的氣體是________，火焰的顏色是____色。(4)下列敘述錯誤的是______