2020-2021学年高中化学 新人教版选修2 第二单元化学与资源开发利用 课题3 石油煤和天然气的综合利用学案.doc

课题3石油煤和天然气的综合利用1了解石油的炼制和石油化工中裂化裂解的概念及石油产品掌握从石油中获得更多轻质燃油的方法和制取基本有机化工原料的原理2了解天然气的主要成分及用途3了解煤的干馏气化和液化原理理解煤的综合利用在我国经济和社会持续发展中的地位和作用4了解一碳化学的含义及一碳化工产品的合成途经一石油和天然气1石油的炼制和石油化工1石油的组成主要是由各种烷烃环烷烃和芳香烃所组成的混合物2石油的冶炼一方面是将石油中的混合物进行一定程度的分离使它们物尽其用另一方面将含碳原子多的烃转变为含碳原子较少的烃作为基本有机化工原料以提高石油的利用价值裂化裂化就是在一定条件下将相对分子质量较大沸点较高的烃分解为相对分子质量较小沸点较低的烃的过程例如在加热加压和催化剂存在的条件下十六烷裂化为辛烷和辛烯C16H34C8H18C8H16裂化的目的为了提高汽油的产量裂化有热裂化和催化裂化裂解采用比裂化更高的温度使长链烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃的方法叫做石油的裂解石油的裂解气是一种复杂的混合气体它除了主要含有乙烯丙烯丁烯等不饱和烃外还含有甲烷氢气硫化氢等裂解气里烯烃含量比较高因此常把乙烯的产量作为衡量一个国家石油化工发展水平的标志之一2天然气的利用用途直接用作燃料作为化工生产的原料提供合成氨所需的氢气制乙烯制甲醇合成液体燃料替代石油生产清洁汽油柴油等燃料油二煤的综合利用煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物主要含C元素还含有少量的HNSO等元素以及无机矿物质1煤的干馏1定义将煤隔绝空气加强热使其分解的过程2主要产品焦炭煤焦油焦炉气粗氨水和粗苯等2煤的气化和液化1气化把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程主要化学反应方程式CH2Og高温COH2煤的燃烧可以利用空气也可以利用氧气但得到的煤气成分热值及用途都不同分别叫低热值气和中热值气中热值气在适当催化剂的作用下又可以转变成高热值气即把中热值煤气里的CO和H2用催化剂合成甲烷化学反应方程式CO3H2催化剂CH4H2O2液化煤的液化是将煤转化为液体燃料的过程煤的液化分直接液化和间接液化直接液化把煤与适当的溶剂混合后在高温高压和有催化剂的条件下使煤与氢气作用生成液体燃料间接液化先把煤转化成一氧化碳和氢气合成气然后再经过催化合成得到烃类燃料醇类燃料及化学品等三煤化工和天然气化工的发展一碳化学1一碳化学一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物如COCO2CH4CH3OH等为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学2煤的气化煤气化的主要反应有2CO2高温2COCH2Og高温COH2COH2Og高温CO2H23天然气的重整天然气重整的反应方程式CH4H2Og高温CO3H2使用不同的催化剂从合成气制出不同的产物叫做合成气化学由CH4通过催化反应直接生成新的化合物叫做甲烷化学由CH3OH通过催化反应直接生成新的化合物叫做甲醇化学要点一石油化工1石油的分馏产品及其主要用途2石油的各种炼制方法的比较炼制和加工方法分馏裂化裂解常压分馏减压分馏热裂化催化裂化原理用蒸发和冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物在一定条件下将相对分子质量大沸点高的烃断裂成小分子的过程在高于裂化的温度下将长链分子断裂成短链的气态和少量液态烃的过程原料脱水脱盐的原油重油重油石油分馏产品中的烃条件常压加热减压加热加热催化剂加热高温目的将原油分离成轻质油将重油充分分离并防炭化结焦提高轻质汽油的产量和质量获取短链气态不饱和烃主要产品溶剂油C5C8汽油C5C11煤油柴油重油润滑油凡士林等汽油等轻油乙烯丙烯丁二烯等例1下列关于石油及石油炼制的叙述中错误的是A石油主要是由烷烃环烷烃芳香烃组成的混合物B石油分馏所得的馏分是纯净物C为了防止重油进一步分馏时炭化结焦常采用减压分馏D石油裂化的原料是重油石蜡等解析石油分馏所得到的是由沸点相近的多种烃组成的混合物而非纯净物减压分馏防止了重油的炭化结焦重油石蜡等含碳原子数较多的高沸点的烃通过裂化可以得到沸点低的烃答案B练1下图是石蜡碳原子数约为1830的烃类混合物进行催化裂化和检验裂化产物的装置根据图示回答1试管中盛的是2试管至上部导管的作用是3试管中盛的是现象是4试以C16H34的催化裂化写出可能的化学反应方程式写出两个即可解析石蜡催化裂化的产物中有烯烃烯烃能使酸性高锰酸钾溶液褪色或使溴水褪色答案1石蜡和氧化铝或答石蜡和催化剂2导气和冷凝3酸性高锰酸钾溶液或溴水溶液颜色逐渐褪去4C16H34Al2O3C8H18C8H16或C16H34Al2O3C6H14C10H20或C16H34Al2O3C10H22C6H12等要点二煤的综合利用1煤的干馏原理煤的干馏实验当看到电炉丝发出红光此时的温度接近1000现象片刻后烟煤分解出现棕黄色浓烟并在具支试管内冷凝成粗氨水和煤焦油点燃从具支试管排出的煤气火焰长度可达10cm左右用玻璃棒蘸取粗氨水滴在红色石蕊试纸上试纸立即变蓝2煤干馏的主要产品和用途干馏产品主要成分主要用途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氮肥粗苯苯甲苯二甲苯炸药染料医药农药合成材料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制碳素电极焦炭碳冶金合成氨造气电石燃料3煤的气化与液化煤的气化煤的液化产品低热值气中热值气高热值气直接液化产品间接液化产品原理煤在空气中燃烧2CxHyxO2高温2xCOyH2煤在氧气中燃烧2CxHyxO2高温2xCOyH2将中热值气进行催化合成3H2CO催化剂CH4H2O煤H2高温高压液体燃料煤气化CO和H2催化合成液体燃料主要成分COH2N2COH2CH4CH4芳香烃等甲醇CH3OH等目的获得高效清洁燃料4煤化工和天然气化工一碳化学一碳化学是指以分子中只含一个碳原子的化合物如一氧化碳二氧化碳甲烷甲醇等为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学1煤气化的主要反应2CO2高温2COCH2Og高温COH2COH2Og高温CO2H22高温条件天然气重整CH4H2Og高温CO3H2由CO加氢合成一系列化合物的化学称合成气化学由甲烷直接合成的称甲烷化学由甲醇为原料合成一系列下游产品的为甲醇化学例2下列说法正确的是A把煤加强热使之分解的过程叫干馏B煤的干馏属于化学变化C煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源主要存在于煤干馏所得的焦炉气中D煤中含有苯和甲苯可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来解析煤的干馏是将煤隔绝空气加强热的过程选项A中没有强调隔绝空气这个重要条件因此是错误的煤干馏时发生了分解反应是化学变化故选项B正确煤高温干馏的产物主要是焦炭同时得到焦炉气煤焦油粗氨水等焦炉气的主要成分是H2和CO等气体芳香烃主要存在于煤焦油中故选项C不正确煤经过干馏发生复杂的物理化学变化后得到煤焦油等物质煤焦油是含有多种芳香族化合物的复杂混合物煤焦油在170以下蒸馏出来的馏出物中主要含有苯甲苯二甲苯和其他苯的同系物等所以不能说煤中含有苯和甲苯故选项D不正确答案B练2下列说法中正确的是A煤油是石油加工所得的主要产品之一对煤的加工不能得到煤油B利用氢化法可将煤加工成燃油其过程中发生了化学变化C利用气化液化法可将煤加工成燃油其过程中只发生物理变化D用煤生成的燃油的化学式可表示为CH2n它是一种高分子化合物解析将煤进行低温约500600干馏所得到的煤焦油再进行分馏分馏产品中有煤油利用气化液化法可将煤加工成燃油其过程可大概表示为首先把煤转化为氢气一氧化碳等气体然后在催化剂的作用下其中的一氧化碳和氢气转化为燃油在该过程中发生了许多化学反应CH2n是燃油的组成成分属于烃通常呈液态液态烃是小分子化合物而不是高分子化合物答案B