必修2421煤石油天然氣的綜合利用

第四章化學(xué)與自然資源的開(kāi)發(fā)利用其次節(jié)資源綜合利用環(huán)境保護(hù)〔第1課時(shí)〕【高效學(xué)習(xí)指導(dǎo)案】【】A級(jí)：了解有機(jī)高分子合成的原理，知道高分子材料在生活等領(lǐng)域的應(yīng)用及可能帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題。B1、理解煤、石油綜合利用的目的和方法。2、知道通過(guò)石油的分餾及裂化可得多種化工產(chǎn)品及用途。C級(jí)：1、了解煤、石油、自然氣的綜合利用。2、通過(guò)書(shū)寫乙烯聚合反響的化學(xué)方程式，了解聚合反響的原理。自我確定目標(biāo)： 〔級(jí)別，理由： ，學(xué)習(xí)方式 。【重點(diǎn)學(xué)習(xí)內(nèi)容】煤、石油、自然氣的綜合利用。學(xué)問(wèn)回憶：蒸餾的原理、加成反響【難點(diǎn)問(wèn)題預(yù)設(shè)】石油的分餾及裂化目的及方法。難于理解的是 。聚乙烯的合成原理。難點(diǎn)在于 。【高效預(yù)習(xí)探究案】以下轉(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．在確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【預(yù)習(xí)思考選題】123456【重難點(diǎn)合作探究】1、學(xué)生爭(zhēng)論與溝通煤的干餾與煤的直接燃燒有什么區(qū)分？你所了解的煤氣化和液化的反響及產(chǎn)物有些什么？怎么合成甲醇〔CH3OH〕的？石油的分餾是 ，主要是在分餾塔中進(jìn)展，通過(guò)分餾可以獲得等輕質(zhì)油石油的催化裂化是 的過(guò)程裂化所用的原料： 裂化的產(chǎn)物： 等裂化的方式 和 。石油裂化的產(chǎn)品再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步 ，可以獲得很多重要的化工原料?！?〕現(xiàn)有兩種烯烴：CH===CHCH===CR(R能含有( )

2 2 2 2A．B．C．D．2、學(xué)生談感受〔1〕科技進(jìn)步給我們帶來(lái)了什么？〔2〕怎樣處理資源利用和環(huán)境保護(hù)的關(guān)系？【預(yù)習(xí)探究自我評(píng)價(jià)】1、以下有關(guān)煤、石油、自然氣等資源的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( A．石油裂解得到的汽油是純潔物B．石油產(chǎn)品都可用于加成反響C．自然氣是一種清潔的化石燃料D．煤就是碳，屬于單質(zhì)2、石油裂解的目的和原理是( )A．使具有長(zhǎng)鏈的烴深度裂化，斷裂成各種短鏈的氣態(tài)不飽和烴和少量液態(tài)烴B．使直鏈烴轉(zhuǎn)化為芳香烴C．避開(kāi)炭化結(jié)焦D．除去石油中的雜質(zhì)3、在石油處理的以下過(guò)程中：①?gòu)氖椭蟹謩e出汽油、煤油、柴油等；②將直鏈烴變?yōu)榉枷銦N；質(zhì)量小的不飽和烴如乙烯質(zhì)量小的不飽和烴如乙烯丙烯等其中屬于石油裂化的是 屬于石油裂解的是 ，屬于石油分餾的是屬于石油分餾的是 ，屬于物理變化的是 ，屬于化學(xué)變化的是 〔填序號(hào)。A.煤的干餾BA.煤的干餾B.裂解C.從煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等D.古代植物變質(zhì)成煤5、以下物質(zhì)屬于純潔物的是〔〕①酒精②自然氣③煤焦油④甲醇⑤煤⑥石油⑦冰醋酸⑧工業(yè)酒精⑨焦?fàn)t氣⑩汽車廢氣A．①③④⑨B．②⑤⑦⑧C．①②④⑦⑨D．①④⑦6、學(xué)問(wèn)建構(gòu)：煤、石油、自然氣的成分及綜合利用三大合成材料類別和用途高分子學(xué)問(wèn)〔單體、鏈節(jié)、聚合度、加聚反響、縮聚反響〕自我小結(jié)：質(zhì)疑問(wèn)難：【拓展訓(xùn)練】

【高效練習(xí)拓展案】1〔雙選〕以下物質(zhì)中能使溴水褪色，又能生成高分子化合物的是A.B.甲烷C.乙烯D.丙烯2、以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是〔〕A．煤、石油、自然氣是當(dāng)今世界上最重要的三大礦物燃料，是取之不盡的B．煤是由無(wú)機(jī)物和有機(jī)物所組成的簡(jiǎn)潔的混合物，主要含有碳和氫兩種元素C．石油主要含有碳和氫兩種元素，同時(shí)還含有少量的硫、氧、氮等元素D．煤和石油都是由古代植物遺體埋在地層下或在地殼中經(jīng)過(guò)一系列格外簡(jiǎn)潔的變化而形成的。3、以下對(duì)于有機(jī)高分子化合物的生疏不正確的選項(xiàng)是( )A．有機(jī)高分子化合物稱為聚合物或高聚物，是由于它們大局部是由小分子通過(guò)聚合反響而制得的B．有機(jī)高分子化合物的相對(duì)分子質(zhì)量很大，但其構(gòu)造是假設(shè)干鏈節(jié)的重復(fù)C．對(duì)于一種高分子材料，n是一個(gè)整數(shù)值，因而它的相對(duì)分子質(zhì)量是確定的D．高分子材料可分為自然高分子材料和合成高分子材料兩大類4、以以下圖是試驗(yàn)室干餾煤的裝置圖，依據(jù)圖答復(fù)以下問(wèn)題。(1)指出圖中各儀器的名稱：b： ，c： ，d： 。(2)c的作用：，有機(jī)物可通過(guò) 的方法使其中的重要成分分別出來(lái)。(3)e處點(diǎn)燃的氣體是 ，火焰呈 色?！具_(dá)標(biāo)自查】1〔5〕關(guān)于石油的組成的表達(dá)中，正確的選項(xiàng)是〔〕A、石油是一些不飽和烴的混合物B、石油是各種烷烴和烯烴的混合物C、石油是各種飽和烴的混合物D、石油是各種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴的混合物2〔5分〕中學(xué)化學(xué)試驗(yàn)中常見(jiàn)的溫度計(jì)使用有如下三種情形：①溫度計(jì)的液泡浸沒(méi)在液體反響物液面以下并接近容器的底部；②溫度計(jì)的液泡置于水浴中；③溫度計(jì)的液泡置于蒸餾燒瓶的支管處。以下試驗(yàn)使用溫度計(jì)正確的選項(xiàng)是。A、苯的硝化反響①B、酒精和濃硫酸混合加熱制乙烯①C、測(cè)定硝酸鉀在水中的溶解度③D、分別苯和硝基苯的混合物②3〔5〕可用來(lái)鑒別裂化汽油和直餾汽油的試劑是〔〕A、乙醇 B、溴的四氯化碳溶液 C、NaOH溶液 D、鹽酸4〔5分〕地球大氣中因二氧化碳含量增加而引起“溫室效應(yīng)”，下面關(guān)于大氣中二氧化碳增加的主要來(lái)源的說(shuō)法中，最不合理的一種是〔〕A．人和動(dòng)物呼出的二氧化碳B．石油產(chǎn)品大量燃燒C．森林大面積縮小，吸取二氧化碳的力氣削減D．煤的燃燒5〔5分〕以下關(guān)于煤、石油、自然氣等資源的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是( )A．石油裂解得到的汽油是純潔物B．石油產(chǎn)品都可用于聚合反響C．自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6〔5分〕以下說(shuō)法中不正確的選項(xiàng)是( )A．與煤、柴油相比較，自然氣是一種比較清潔的化石燃料B．乙醇是一種可再生能源，作為燃料的優(yōu)點(diǎn)是完全燃燒的產(chǎn)物不污染環(huán)境C．利用太陽(yáng)能、風(fēng)能和氫能等能源替代化石能源能有效改善空氣質(zhì)量D．煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量不會(huì)增加，因此煤的氣化毫無(wú)意義7〔5〕工業(yè)上乙烯的最主要來(lái)源是A.石油分餾B.煤的干餾C.重油裂解D.自然氣分解8〔5分〕CF==CF，它的加聚反響的產(chǎn)物聚四氟乙烯可以作為不粘鍋的2 2內(nèi)襯，其構(gòu)造可表示為A. B.—CF—CF—2 2C.CF==CFD.—CF==CF—2 2 2 29〔雙選，10分〕CH==CH與 按1∶1聚合，生成物的表示正確的選項(xiàng)是2 2A. B.C. D.10、(35分)某爭(zhēng)論性學(xué)習(xí)小組在試驗(yàn)室中模擬石油的催化裂化，裝置如圖。試驗(yàn)過(guò)程中可觀看到燒瓶Ⅰ中固體石蠟先熔化，試管Ⅱ中有少量液體分散，試管Ⅲ中酸性高錳酸鉀溶液褪色，試驗(yàn)后聞試管Ⅱ中液體氣味，具有汽油的氣味。該裝置儀器連接的挨次應(yīng)遵循的原則為 品之前的操作為 ，長(zhǎng)導(dǎo)管的作用是 。試管Ⅲ中溶液褪色說(shuō)明白 。能否用試管Ⅱ中的液體萃取溴水中的溴，理由 。(4)寫出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化學(xué)方程式 。(5)石油裂化的重要意義是 。11、選做題(10分)現(xiàn)以CH8 18

為原料經(jīng)裂解制得乙烯，寫出制取乙烯的化學(xué)方程式 ， 。自查小結(jié)〔5〕挑戰(zhàn)題〔20分〕由于我國(guó)煤的貯存比石油和自然氣相對(duì)較為豐富，所以迄今能源消費(fèi)仍以煤為主。將原煤作為燃料燃燒，既嚴(yán)峻污染環(huán)境，又效率不高，國(guó)家大力提倡煤的綜合利用。例如在內(nèi)蒙鄂爾多斯等地建設(shè)煤液化工程便是實(shí)施“煤變油”戰(zhàn)略的重要內(nèi)容，其原理之一是先將煤與水蒸氣制得水煤氣CO和H，再催化合成甲醇2或烴類等液態(tài)能源。煤與水蒸氣制得水煤氣的化學(xué)方程式是：用CO和H合成甲醇的化學(xué)方程式是： 。2用CO和H合成烴〔CnHm〕的化學(xué)方程式是： 。2氣化和液化的優(yōu)點(diǎn)是 。參考答案【預(yù)習(xí)思考選題】解析：選C。煤的綜合利用包括煤的干餾、氣化和液化；石油的綜合利用包括分餾、裂化、裂解、重整等。煤變成煤餅，并未轉(zhuǎn)變其成分及構(gòu)造，不屬于煤的綜合利用。【重難點(diǎn)合作探究】1〔1〕解析：煤的干餾是煤綜合利用的一種方式，是將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過(guò)程，可生較大的污染。解析：煤的氣化主要反響時(shí)碳與水蒸氣反響生成水煤氣等C〔s〕+HO〔g〕 CO〔g〕2+H〔g；煤的液化分為直接液化〔及煤與氫氣生成液體燃料〕和間接液化〔用煤氣化的產(chǎn)物一2氧化碳和氫氣再在催化劑作用下合成甲醇等。解析：在確定條件下，將相對(duì)分子質(zhì)量較大、沸點(diǎn)較高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴重油裂化汽油催化裂化熱裂化裂解D。—CH—CH——CH—CR—，2 2 2 2當(dāng)一樣的構(gòu)造發(fā)生聚合時(shí)得到的產(chǎn)物分別是CH—CH、CH—CR

；當(dāng)兩種構(gòu)造相互聚合時(shí)得到2 2 2 2的產(chǎn)物為CHCHCRCH或CHCHCHCR

，發(fā)生聚合時(shí)烴基R的位置不變，故得不到產(chǎn)物④。2 2 2 2 2 2 2 22〔1〕解析：可以從利弊兩方面分析：極大地改善了我們的生活質(zhì)量，也極大地轉(zhuǎn)變了我們的題?！?〕解析：讓學(xué)生暢所欲言，可以從以下方面開(kāi)放：現(xiàn)在的環(huán)境資源問(wèn)題相當(dāng)熱門，一方面是題，開(kāi)發(fā)了資源又用資源來(lái)整治環(huán)境。開(kāi)發(fā)的清潔能源、綜合利用資源提高資源的利用率等?！绢A(yù)習(xí)探究自我評(píng)價(jià)】1、解析：選C石油裂解得到多種烴的混合物，石油產(chǎn)品中的烷烴不能發(fā)生加成反響，自然氣是一種清潔的化石燃料，煤是由簡(jiǎn)潔的有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成的混合物，主要元素是碳。3、解析：③④①①②③2、解析：選AA成原料的主要是氣態(tài)烯烴，其中以乙烯量為最大，其次還有丙烯、丁二烯等。裂化產(chǎn)物中還有作為芳香烴的液態(tài)產(chǎn)品：苯、甲苯、二甲苯；B項(xiàng)，使直鏈烴轉(zhuǎn)化為芳香烴屬于構(gòu)造的重調(diào)整；CD3、解析：③④①①②③稱為石油的重整，故②屬于石油的重整。裂化、裂解、重整過(guò)程都有物質(zhì)生成，均屬于化學(xué)變稱為石油的重整，故②屬于石油的重整。裂化、裂解、重整過(guò)程都有物質(zhì)生成，均屬于化學(xué)變分解成乙烯、丙烯等更小的分子的過(guò)程，又稱為深度裂化，故④屬于裂解。將直鏈烴變?yōu)榉枷銦N化。5D【拓展訓(xùn)練】1、解析：選CD有機(jī)物使溴水褪色，一種可能是溴易溶于有機(jī)物中使水層褪色，一種可能是溴物。2、解析：C3、解析C 有機(jī)高分子化合物分自然高分子化合物和合成高分子化合物兩局部，合成高分子化合物主要由加聚縮聚兩類反響制備加聚和縮聚是聚合反響的兩個(gè)類型對(duì)于高分子化合物來(lái)說(shuō)，盡管相對(duì)分子質(zhì)量很大，沒(méi)有一個(gè)準(zhǔn)確的相對(duì)分子質(zhì)量，只有一個(gè)范圍，但它們的構(gòu)造均是由假設(shè)干個(gè)鏈節(jié)組成的。4、解析：(1)硬質(zhì)玻璃管燒杯U形管將干餾生成的氣體降溫存冷凝分餾焦?fàn)t氣藍(lán)【達(dá)標(biāo)自查】1D2、解析：選BA項(xiàng)，苯的硝化反響為水浴加熱，應(yīng)為②。C項(xiàng)，測(cè)定硝酸鉀在水中的溶解度，應(yīng)為①。D項(xiàng)，分別苯和硝基苯的混合物，應(yīng)為③3B4A5、解析：選C。此題考察了資源的開(kāi)發(fā)與利用。石油裂解得到的汽油是C～C 的烴類混合物。5 11石油產(chǎn)品有CH4、苯等，不能用于聚合反響。水煤氣是通過(guò)煤的氣化得到的氣體燃料。6、解析：選D A項(xiàng)，自然氣的主要成分是CH，完全燃燒生成CO和HO，對(duì)環(huán)境無(wú)污染，4 2 2而煤或柴油燃燒能產(chǎn)生污染環(huán)境的SONO等氣體；B項(xiàng)，CHOH完全燃燒生成CO和HO，2 x 2 5 2 2對(duì)環(huán)境無(wú)污染；CD7CBC項(xiàng)，在煤的干餾中，焦?fàn)t氣含有確定量的乙烯，但產(chǎn)量并不高，所以最主要來(lái)源是C項(xiàng)。8、解析：選ACF==CF雙鍵翻開(kāi)再聚合，聚四氟乙烯的構(gòu)造可表示為 ,A項(xiàng)2 2正確。—9、解析：選AB乙烯翻開(kāi)C==C雙鍵中的一個(gè)共價(jià)鍵變?yōu)镃H—CH—，苯乙烯翻開(kāi)C==C雙—2 2鍵中的一個(gè)共價(jià)鍵變?yōu)?，也可以寫成 。所以兩者按1∶1聚合時(shí)可生成高分子化合物。答案中的A、B實(shí)際構(gòu)造幾乎是一樣的，只是書(shū)寫形式不同。10、解析：答案(1)從下往上，從左往右檢驗(yàn)裝置的氣密性導(dǎo)氣、冷凝氣體5的烯烴不能，裂化產(chǎn)物中有烯烴，易與溴發(fā)生加成反響(4)C

H l23C

H ＋C H20 42 △

10

10 20(5)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，以下反響皆有可能發(fā)生：a．C

H―23

H