8.1.2煤、石油和天然气的综合利用 讲义【新教材】2020-2021学年高一化学(人教版（2019）必修二,机构用).docx

1、高中化学人教版（2019）必修第二册【8.1.2煤、石油和天然气的综合利用】【学习要点】煤的综合利用石油的综合利用【知识梳理】1.煤的综合利用（1） 煤的组成：由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物。以碳元素为主，还含有氢、氧、氮、硫等元素。（2） 煤的综合利用煤的干馏（煤的焦化）：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，工业上也称为煤的焦化。产品主要成分用途出炉煤气焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳气体燃料、化工原料粗氨水氨、铵盐化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料粗苯苯、甲苯、二甲苯煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚类染料、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、染料煤的

2、气化：把煤转化为可燃性气体的过程。制水煤气的反应为煤的液化：把煤转化为液体燃料的过程直接液化：煤+氢气液体燃料间接液化：煤+水CO+H2甲醇2.天然气的综合利用（1） 天然气：主要成分为甲烷（CH4），作为化工原料它主要用于合成氨和生产甲醇（CH3OH）天然气燃烧的主要产物是CO2和H2O，所以它是一种清洁能源。（2） 天然气水合物主要成分：甲烷水合物，其组成可表示为CH4nH2O，甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。特点：天然气水合物的外观像冰，具有可燃性，故又被称为“可燃冰”。它被认为是21世纪的高效清洁能源。但是，储量巨大的天然气水合物的分解和甲烷释放，可能会诱发海底地质灾害，加重温室效

3、应。3.石油的综合利用（1） 石油的组成：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，成分复杂（2） 石油的分馏概念：利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程主要产品：汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油（3） 石油的裂化和裂解通过石油裂化和裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。另外，石油在加热和催化剂的作用下，可使链状烃转化为环状烃，如苯或甲苯等。【典例分析】例1.煤和石油等化石燃料对促进社会经济发展起到了重要的作用，这些燃料合理的综合利用是当前节能减排的要求。请回答下列问题：（1）石油分馏是石油炼制的重要环节，这种操作是在_(填设备名称)内完成的。工业上通常使用的分馏石油的方法有常压分

4、馏和_，分馏的目的是_。（2）石油不仅是重要的燃料，还是重要的化工原料的来源，如利用石油生产乙烯。为了使石油分馏产物进一步生成更多的乙烯、丙烯等短链烃而采取_措施。（3）目前石油资源逐渐匮乏，人们把目光聚集到储量相对丰富的煤上。目前煤综合利用的主要方法是_、_和煤的气化，煤气化涉及的化学方程式：CO2 CO2；2CO2 2CO;_(写出第三个化学方程式)。【答案】 （1）分馏塔；减压分馏；为了获得沸点不同的各种成分（2）高温裂解（3）煤的干馏；煤的液化；CH2O(g) COH2 【解析】(1)石油分馏是在分馏塔中完成的，分馏的种类有常压分馏和减压分馏(注意：不是加压分馏！)，这种分馏是物理变化

5、。(2)为了获得化工原料乙烯，往往对石油进行裂解，需要较高的温度(7001000)，这种反应属于化学反应。(3)煤的干馏是化学变化，这是煤的综合利用；而煤的气化、液化也是近年来煤综合利用的重要方法。例2.海水中有丰富的资源，多种多样的海洋动物和植物，海底有丰富的矿藏、石油、天然气等，此外，海水中还含有大量的电解质，它们电离产生Cl、Br 、I、SO42、Na+、Mg2+、Ca2+等，都是重要资源开发和利用海水资源是当前科学研究的一项重要任务，如图是某化工厂对海水资源综合利用的示意图：请根据以上信息回答下列问题：（1）写出步骤、分离提纯的方法：_（2）步骤分离提纯过程中需要选用的玻璃仪器除烧杯外

6、，还需要的仪器是_ （3）D具有杀菌消毒的作用，请写出反应的化学方程式_ （4）初步提纯后的粗盐中含有Ca2+、Mg2+、SO42等杂质，精制时所用的试剂为：盐酸 氯化钡溶液 氢氧化钠溶液 碳酸钠溶液，下列试剂添加顺序合理的是 A.B.C.D.（5）若用来提取Br2 ， 反应所用的氧化剂的来源较合理的是 A.从外地购买B.在当地新建生产厂C.从本厂生产烧碱处循环（6）流程将溴单质从水溶液中分离出来是基于溴单质具有_性，该方法对比有机溶剂萃取法的优点是_ 【答案】 （1）过滤；蒸馏（2）分液漏斗（3）Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O（4）A,D（5）C（6）挥发；经济，环保，方便

7、 【解析】解：（1）操作是分离溶液和固体，用过滤操作，所以步骤为过滤，粗盐经提纯化学处理后过滤可得到氯化钠溶液，为碘的萃取和分液，为从有机溶剂中提取碘单质，需要蒸馏；（2）步骤分离提纯方法为萃取，需要选用主要玻璃仪器为分液漏斗、烧杯；（3）反应是氯气和氢氧化钠反应生成次氯酸、氯化钠和水，分液的化学方程式为：Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+H2O；（4）因用蒸发结晶的方法可以从海水中获得食盐，镁离子用氢氧根离子沉淀，加入过量的石灰乳可以将镁离子沉淀，硫酸根离子用钡离子沉淀，加入过量的氯化钡可以将硫酸根离子沉淀，至于先除镁离子，还是先除硫酸根离子都行，钙离子用碳酸根离子沉淀，除钙离子加入

8、碳酸钠转化为沉淀，但是加入的碳酸钠要放在加入氯化钡之后，这样碳酸钠会除去反应剩余的氯化钡，离子都沉淀了，在进行过滤，最后再加入盐酸除去反应剩余的氢氧根离子和碳酸根离子，所以添加试剂的顺序为或；（5）若用来提取Br2 ， 反应所用的气态氧化剂为氯气，本厂生产烧碱为电解氯化钠溶液，产物中有氯气，本厂生产镁单质、钠单质，通过电解无水氯化镁、氯化钠得到的产物为镁、钠和氯气；（6）溴单质具有挥发性，将溴单质从混合物中分离出来是基于溴单质的挥发性，该方法对比有机溶剂萃取法的优点是不需要试剂，无污染，操作和设备方便；故答案为：（1）过滤，蒸馏；（2）分液漏斗；（3）Cl2+2NaOH=NaCl+NaClO+

9、H2O；（4）AD；（5）C；（6）挥发，经济，环保，方便；【能力提升】1.煤、石油、天然气是人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料下列关于它们的综合利用叙述不正确的是（ ） A.以煤、石油和天然气为主要原料生产的合成材料是塑料、合成橡胶、合成纤维B.煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源C.石油的裂解是为了提高轻质油（例如汽油）的产量D.天然气的主要成分是甲烷，属于不可再生资源2.煤、石油、天然气是重要的能源和化工原料，下列说法正确的是（ ） A.石油裂解得到的汽油是纯净物B.石油产品都可用于聚合反应C.水煤气是通过煤的液化得到的气态燃料D.天然气是清洁燃料3.下列关于煤、石油和天然气及其相

10、关产品的叙述错误的是（） A.液化天然气（LNG）和罐装液化石油气（LPG）主要成分都属于烃类B.煤经过干馏可以得到焦炭和煤焦油等产品，分馏煤焦油可以获得多种芳香烃C.石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量D.石油的分馏、煤的液化、煤的气化属于物理变化4.下列关于石油、煤、天然气等化石能源的说法正确的是（ ） A.石油产品直馏汽油和裂化汽油的成分相同B.获得上述化石能源的过程均为化学变化C.水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料D.天然气是一种清洁能源5.下列转化不属于煤或石油的综合利用的是( )A.将煤干馏制得煤焦油和焦炭B.在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料C.将煤变为煤饼作燃料D

11、.将石油裂解制得乙烯等化工原料【参考答案】1.【答案】C 【解析】解：A合成材料又称人造材料，是人为地把不同物质经化学方法或聚合作用加工而成的材料；以石油、煤和天然气为主要原料生产的材料属于有机合成材料，如：塑料、合成橡胶、合成纤维，故A正确； B、因煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源，故B正确；C、根据石油裂化是提高轻质液体燃料的产量和质量，而石油裂解的目的是为了获得乙烯、丙烯、1，3丁二烯等气态短链烃等，故C错误；D天然气的主要成分是甲烷，属于不可再生资源，故D正确；故选C2.【答案】D 【解析】解：A裂解汽油主要成分为C6C9烃类，有时也包含C5烃以及C9以上重质烃类，故A错误； B只有

12、含有双建或三键的物质才可以用于聚合反应，石油分馏产品为烷烃，不能发生聚合反应，故B错误；C水煤气是通过炽热的焦炭而生成的气体，主要成份是一氧化碳、氢气，不是煤的液化，是煤的气化，故C错误；D天然气的燃烧产物是二氧化碳和水，对环境污染小，是一种清洁的化石燃料，故D正确故选D3.【答案】D 【解析】解：A天然气主要成分是甲烷，液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷，都是烃，都能燃烧，故A正确； B煤经过干馏可以得到焦炭和煤焦油等产品，煤焦油中含多种芳香烃，分馏煤焦油可以获得多种芳香烃，故B正确；C石油裂化的主要目的是提高轻质液体燃料的产量和质量，故C正确；D煤的气化是将其转化为可燃性气体的过程，属于化学变化；煤的液化是使煤与氢气作用生成液体燃料，属于化学变化，故D错误故选D4.【答案】D 【解析】解：A直馏汽油的成分是烷烃，裂化汽油是较大分子的烃通过裂化反应生成的，含有烯烃，故A错误； B直馏汽油是石油通过分馏获得的，属于物理变化，裂化属于化学变化，故B错误；C水煤气是气体燃烧，煤的气化得到水煤气，煤的液化可以得到液态燃料，故C错误；D天然气的主要成分是甲烷，甲烷燃烧生成二氧化碳和水，燃烧产物无污染，属于清洁能源，故D正确故选D5.【答案】 C 【解析】将煤变为煤饼只是改变了煤的形状，不属于煤的综合利用。