人教版選修2 第二單元課題3 石油、煤和天燃?xì)獾木C合利用 課件（37張）.pptx

課題3石油 煤和天然氣的綜合利用 目標(biāo)導(dǎo)航1 能說(shuō)出石油 煤 天然氣的組成和用途 2 了解石油的分餾 裂化及裂解等化工原理 3 了解煤的干餾 氣化和液化 4 了解一碳化學(xué)的含義 一 二 三 一 石油和天然氣1 石油的煉制和石油化工 1 石油的成分 石油是由各種烷烴 環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物 元素組成主要含有碳和氫元素 還有少量硫 氧 氮元素 2 煉制目的 一方面是將石油中的混合物進(jìn)行一定程度的分離 使它們物盡其用 將含碳原子數(shù)較多的烴轉(zhuǎn)變?yōu)楹荚訑?shù)較少的烴作為基本有機(jī)化工原料 以提高石油的利用價(jià)值 一 二 三 3 石油的分餾 石油分餾的原理 工業(yè)上通過(guò)常壓分餾和減壓分餾的方法 把石油分成不同沸點(diǎn)范圍的蒸餾產(chǎn)物而分離出來(lái) 石油分餾的產(chǎn)品 分餾出來(lái)的各種成分叫做餾分 石油分餾的設(shè)備 分餾塔 石油的各種餾分有無(wú)固定的沸點(diǎn) 為什么 提示 石油的各種餾分仍然是多種烴的混合物 所以沒(méi)有固定的沸點(diǎn) 一 二 三 4 石油的裂化和裂解 石油的裂化 a 裂化的目的 獲得較多的輕質(zhì)油 特別是提高汽油的產(chǎn)量 b 裂化的原理 采用催化的方法 在一定條件下 將相對(duì)分子質(zhì)量較大 沸點(diǎn)較高的烴分解為相對(duì)分子質(zhì)量較小 沸點(diǎn)較低的烴 石油的裂解 a 裂解的目的 獲得乙烯 丙烯 丁烯等基本有機(jī)化工原料 b 裂解的原理 裂解即深度裂化 一 二 三 直餾汽油和裂化汽油的成分有哪些 如何鑒別 提示 直餾汽油是石油通過(guò)直接分餾的方法獲得的汽油 因而其主要成分是烷烴 環(huán)烷烴等 裂化汽油主要是長(zhǎng)鏈烷烴裂化后得到的飽和烷烴和不飽和烯烴的液態(tài)混合物 可見(jiàn)直餾汽油與裂化汽油的成分主要差異在于有無(wú)烯烴存在 因此 可用溴水鑒別直餾汽油和裂化汽油 2 天然氣的利用 1 直接用作燃料 2 作為化工生產(chǎn)的原料 可用來(lái)制氫氣 乙烯 甲醇等 一 二 三 二 煤的綜合利用1 煤綜合利用的必要性 一 二 三 2 煤綜合應(yīng)用的三種主要方法 一 二 三 一 二 三 煤的干餾和石油的分餾都是化學(xué)變化 煤的液化和氣化都是物理變化 對(duì)嗎 提示 不對(duì) 煤的干餾 液化和氣化都是化學(xué)變化 石油的分餾是物理變化 一 二 三 三 煤化工和天然氣化工的發(fā)展 一碳化學(xué)1 一碳化學(xué)一碳化學(xué)是以分子中只含一個(gè)碳原子的化合物 如co ch4 ch3oh等 為原料來(lái)合成一系列化工原料和燃料的化學(xué) 2 一碳化工 1 煤氣化 主要反應(yīng)有3 合成氣化學(xué)合成氣化學(xué)使用不同催化劑 從合成氣制出不同的產(chǎn)物 1 甲烷化學(xué) 由ch4通過(guò)催化反應(yīng)直接生成新的化合物 2 甲醇化學(xué) 由ch3oh通過(guò)催化反應(yīng)直接生成新的化合物 一 二 一 石油化工常用煉制和加工方法1 石油的成分組成石油的基本元素是碳 氫 兩者的質(zhì)量分?jǐn)?shù)之和可達(dá)97 98 同時(shí)還含有少量的硫 氧 氮等 它主要是由各種烷烴 環(huán)烷烴和芳香烴組成的混合物 石油的化學(xué)成分主要是各種液態(tài)的烴 其中還溶有氣態(tài)和固態(tài)的烴 2 石油煉制和加工的主要目的 1 將石油中烴的混合物進(jìn)行一定程度的分離 使它們各盡其用 如石油的分餾 2 將石油中含碳原子數(shù)多的烴轉(zhuǎn)變成含碳原子數(shù)較少的烴 以提高石油的利用價(jià)值 如石油的裂化和裂解 一 二 3 石油的分餾 1 石油分餾的原理 分子中碳原子數(shù)不同 烴的沸點(diǎn)就不同 通常情況下 隨著烴分子里碳原子數(shù)的增多 烴的沸點(diǎn)也相應(yīng)升高 加熱石油 沸點(diǎn)低的烴 分子中碳原子數(shù)較少 先汽化 經(jīng)冷凝液化后分離出來(lái) 隨著溫度的升高 較高沸點(diǎn)的烴再汽化 經(jīng)過(guò)冷凝液化后又分離出來(lái) 這樣 不斷地加熱汽化和冷凝液化 就可以把石油分成不同沸點(diǎn)范圍的蒸餾產(chǎn)物 這一過(guò)程在石油工業(yè)中是在分餾塔內(nèi)進(jìn)行的 稱(chēng)為石油分餾 一 二 2 石油分餾的裝置 工業(yè)上對(duì)石油的分餾既有常壓分餾又有減壓分餾 往往是常壓分餾 減壓分餾在一起連續(xù)進(jìn)行 如下流程圖 石油分餾工藝流程示意圖 一 二 3 減壓分餾的原因 原理及目的 減壓分餾原因 隨著石油中烴分子里含碳原子數(shù)的增大 其沸點(diǎn)會(huì)逐漸升高 要把它們從混合物中分離出來(lái) 就必須再升高溫度 但是 在高溫下 高沸點(diǎn)的烴會(huì)分解 更嚴(yán)重的還會(huì)出現(xiàn)炭化結(jié)焦 損壞設(shè)備 影響生產(chǎn) 為了解決這一問(wèn)題 故采用減壓分餾 減壓分餾原理 利用外界壓強(qiáng)對(duì)物質(zhì)沸點(diǎn)的影響 因?yàn)橥饨鐗簭?qiáng)越大 物質(zhì)的沸點(diǎn)就越高 外界壓強(qiáng)越小 物質(zhì)的沸點(diǎn)就越低 通過(guò)降低分餾塔內(nèi)的壓強(qiáng) 使重油在較低溫度沸騰 這一過(guò)程稱(chēng)為減壓分餾 減壓分餾目的 防止炭化結(jié)焦 從重油中分離出潤(rùn)滑油 石蠟等成分 減壓分餾的原料是重油 一 二 4 石油的裂化和裂解 1 直餾汽油和裂化汽油的比較 一 二 2 石油的各種煉制方法的比較 一 二 一 二 二 煤的綜合利用1 煤的組成和種類(lèi) 1 煤的組成 煤是由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物所組成的復(fù)雜的混合物 煤除了主要含碳外 還含有少量的氫 氮 硫 氧等元素以及無(wú)機(jī)礦物質(zhì) 2 煤的種類(lèi) 煤可以分為無(wú)煙煤 煙煤 褐煤和泥煤 它們的含碳量不同 見(jiàn)下表 發(fā)熱量也不同 一般含碳量高的 發(fā)熱量也高 各種煤的含碳量范圍 一 二 2 煤干餾的主要產(chǎn)品和用途 一 二 特別提醒 煤的干餾發(fā)生的條件有兩個(gè) 一是隔絕空氣以防止煤燃燒 二是加強(qiáng)熱 煤的干餾發(fā)生了復(fù)雜的物理 化學(xué)變化 碳 煤 炭三者是相互聯(lián)系的 都含碳元素 又是相互區(qū)別的 碳 化學(xué)元素c的名稱(chēng) 煤 遠(yuǎn)古時(shí)代的植物被埋于土中 經(jīng)長(zhǎng)期復(fù)雜變化而形成的固體礦物 叫煤或煤炭 炭 碳元素單質(zhì)中的無(wú)定形體 木炭 焦炭 炭黑等 一 二 3 煤的氣化與液化 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 例題1 如何從石油中獲得更多的輕質(zhì)燃油一直是化學(xué)家探索的課題 將石油分餾得到的重油進(jìn)行裂化可以獲得更多的輕質(zhì)燃油 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 資料一石蠟是含有20 30個(gè)碳原子的烷烴的混合物 常溫下呈固態(tài) 資料二石油催化裂化中通常使用al2o3作催化劑 某研究性學(xué)習(xí)小組在實(shí)驗(yàn)室中模擬石油的催化裂化 裝置如上圖 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中可觀察到燒瓶 中固體石蠟先熔化 試管 中有少量液體凝結(jié) 試管 中酸性高錳酸鉀溶液褪色 實(shí)驗(yàn)后聞試管 中液體氣味 具有汽油的氣味 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 1 該裝置儀器連接順序遵循的原則為 為保證實(shí)驗(yàn)成功 實(shí)驗(yàn)前必須進(jìn)行的操作是 裝置中較長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是 2 試管 中少量液體凝結(jié)說(shuō)明了 3 試管 中溶液褪色說(shuō)明了 4 能否用試管 中的液體萃取溴水中的溴 理由是 5 寫(xiě)出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化學(xué)方程式 6 石油裂化的重要意義是 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 解析 儀器連接的順序應(yīng)遵循 從下往上 從左到右的原則 裝入藥品之前要檢驗(yàn)裝置的氣密性 依據(jù)石油分餾工業(yè)的分餾塔原理 設(shè)置了長(zhǎng)導(dǎo)管 其作用除導(dǎo)氣外 兼起冷凝氣體的作用 依據(jù)催化裂化原理 下列反應(yīng)皆有可能發(fā)生 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 試管 中有液體生成 說(shuō)明生成5個(gè)碳原子數(shù)以上的烴 因?yàn)槌爻合?5個(gè)碳原子數(shù)以上的烴通常呈液體 試管 中酸性kmno4溶液褪色說(shuō)明生成常溫常壓下呈氣態(tài)的5個(gè)碳原子以下的烯烴 由于裂化產(chǎn)物中有烯烴生成 易與溴發(fā)生加成反應(yīng) 所以不能用于鹵素單質(zhì)的萃取 從以上變化可以看出 石油裂化的主要目的是為了獲得更多的輕質(zhì)燃油 特別是汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 答案 1 從下往上 從左到右檢驗(yàn)裝置的氣密性導(dǎo)氣 冷凝氣體 2 裂化生成了5個(gè)碳原子數(shù)以上的烴 3 裂化生成了碳原子數(shù)小于5的烯烴 4 不能 因?yàn)榱鸦a(chǎn)物中有烯烴 易與溴發(fā)生加成反應(yīng) 不能萃取溴 6 可提高石油產(chǎn)品中輕質(zhì)燃油 特別是汽油的產(chǎn)量和質(zhì)量 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 例題2 煤的干餾是煤氣化的重要方法 是煤綜合利用最 古老 的方法 也是最簡(jiǎn)單的方法 所謂煤的干餾是在隔絕空氣和高溫的條件下 煤可以發(fā)生分解 生成固態(tài)的焦炭 液態(tài)的煤焦油 氣態(tài)的焦?fàn)t氣 下面是某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)的煤干餾實(shí)驗(yàn) 裝置如圖所示 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 取約2 3g的煤粒 在研缽中研磨至粉末狀態(tài) 用藥匙將煤粉放入玻璃管中 在具支試管中加入2ml水 然后按照如圖所示安裝好裝置 點(diǎn)燃酒精燈 讓玻璃管均勻受熱后再集中受熱 注意觀察具支試管中氣泡產(chǎn)生的速度 待具支試管中氣泡產(chǎn)生的速度基本穩(wěn)定后 用明火靠近具支試管的支管口處 可以觀察到產(chǎn)生的氣體能夠燃燒 根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)回答下列問(wèn)題 1 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后 應(yīng)該先把玻璃導(dǎo)管從溶液中取出 然后再熄滅酒精燈 這樣操作的目的是 2 焦?fàn)t氣是一種混合性的可燃性氣體 點(diǎn)燃焦?fàn)t氣前必須進(jìn)行操作 目的是 但該實(shí)驗(yàn)沒(méi)有進(jìn)行此操作 實(shí)驗(yàn)中需要多排一會(huì)兒氣體 至氣泡均勻時(shí)再點(diǎn)燃 3 取下具支試管 可以發(fā)現(xiàn)其中的液體分為兩層 上層是 下層是 在溶液中滴加酚酞溶液 溶液顯色 原因是 知識(shí)點(diǎn)1 知識(shí)點(diǎn)2 解析 這是實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行煤干餾的實(shí)驗(yàn)方法 該題考查了實(shí)驗(yàn)安全問(wèn)題 煤干餾產(chǎn)生的氣體的可燃性及煤焦油的成分 值得注意的是煤干餾的產(chǎn)物中含有部分氨氣 且煤焦油中多為苯 甲苯等芳香族化合物 不溶于水 實(shí)際上煤焦油中有機(jī)化合物的成分多達(dá)幾千種 答案 1 防止因先撤走酒精燈導(dǎo)致玻璃管內(nèi)溫度降低 壓強(qiáng)變小 具支試管中的溶液沿玻璃導(dǎo)管倒吸入熱的玻璃管中 使玻璃管炸裂 2 驗(yàn)純防止爆炸 3 水溶液煤焦油紅溶液中溶解了氨氣 12345 1下列關(guān)于煤 石油 天然氣等能源的說(shuō)法正確的是 a 石油裂解得到的汽油是純凈物b 石油產(chǎn)品都可用于聚合反應(yīng)c 天然氣是一種清潔的化石燃料d 水煤氣是通過(guò)煤的液化得到的氣體燃料解析 汽油是混合物 石油產(chǎn)品中的烯烴才可以發(fā)生聚合反應(yīng) 水煤氣是通過(guò)煤的氣化得到的 答案 c 12345 2石油減壓分餾的目的是 a 使高沸點(diǎn)的重油進(jìn)一步分離b 得到更多的重油c 分離得到汽油 煤油等輕質(zhì)油d 得到高質(zhì)量的汽油解析 石油分餾有常壓分餾和減壓分餾兩種 減壓分餾的目的是使高沸點(diǎn)的重油進(jìn)一步分離 答案 a 12345 3煤的干餾和石油的分餾 兩種變化在本質(zhì)上的差別是 a 加熱的溫度不同b 得到的產(chǎn)品不同c 前者要隔絕空氣 后者不必d 干餾是化學(xué)變化 分餾是物理變化解析 分餾是用加熱蒸餾 冷凝的方法把液體混合物分成不同沸點(diǎn)范圍的產(chǎn)物 無(wú)新物質(zhì)生成 屬于物理過(guò)程 煤的干餾是把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱 使煤分解的過(guò)程 是化學(xué)變化 答案 d 12345 4工業(yè)上獲得乙烯和丙烯的方法是 a 石油分餾b 煤的干餾c 石蠟催化裂化d 重油裂解解析 裂解是指石油分餾產(chǎn)物 包括石油氣 中的長(zhǎng)鏈烴斷裂成乙烯 丙烯等各種短鏈氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴的過(guò)程 答案 d 12345 5煤和石油等化石燃料對(duì)促進(jìn)經(jīng)濟(jì) 社會(huì)發(fā)展起到了重要的作用 這些燃料合理的綜合利用是當(dāng)前節(jié)能減排的要求 請(qǐng)回答下列問(wèn)題 1 石油分餾是石油煉制的重要環(huán)節(jié) 這種操作是在 填設(shè)備名稱(chēng) 內(nèi)完成的 工業(yè)上通常用于分餾石油的方法有常壓分餾和 分餾的目的是 2 石油不僅是重要的燃料 還是重要化工原料的來(lái)源 如利用石油生產(chǎn)乙烯 為了使石油分餾產(chǎn)物進(jìn)一步生成更多的乙烯 丙烯等短鏈烴而采取措施 3 目前石油資源逐漸匱乏 人們把目光聚集到