2020新教材高中化学 第八章 化学与可持续发展 第一节 第二课时 煤、石油和天然气的综合利用教案

-1-EvaluationWarning:ThedocumentwascreatedwithSpire.Docfor.NET.第二课时煤、石油和天然气的综合利用[明确学习目标]1.了解煤、石油和天然气的组成及其综合利用。2.了解以煤、石油和天然气为原料生产合成材料。3.了解节约能源和防止污染的重要性。学生自主学习1．从煤、石油和天然气中获得基本化工原料(1)煤的组成和加工①煤的组成②煤的加工方法及产品(2)天然气的组成和利用-2-21世纪的高效清洁能源——可燃冰。其主要成分是甲烷水合物，组成可表示为□13CH4·nH2O。(3)石油的组成和加工2．以煤、石油和天然气为原料生产合成材料□17塑料、□18合成橡胶、□19合成纤维这三大合成材料，主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。1．煤中含有苯等芳香烃，通过煤的干馏可以得到粗苯，对吗？提示：不对，煤中不含有苯等芳香烃，而是在干馏时生成了芳香烃。2．煤的气化、液化同水的汽化、液化一样，均属于物理变化，对吗？提示：不对，煤的气化和液化均发生了化学变化。课堂互动探究-3-1．化学“三馏”的比较2．化学“两裂”名称定义目的裂化在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量裂解在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃获得短链不饱和烃3．注意事项(1)煤干馏时一定要隔绝空气，目的是防止煤在空气中燃烧。(2)由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物。(3)直馏汽油和裂化汽油的成分不同，性质有明显的区别，直馏汽油的成分为饱和烃，裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物，故裂化汽油可以发生加成反应，可使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。煤是“工业的粮食”，石油是“工业的血液”，有关煤和石油加工的说法正确的-4-是()A．煤的干馏产物主要是各类有机物B．石油的裂解、分馏和煤的干馏都属于化学变化C．煤焦油经过分馏可得到苯、甲苯等，说明煤中含有苯和甲苯D．石油的裂化，说明长链烃在高温条件下可以分解为短链烃[批注点拨][解析]煤的干馏产物有粗氨水、煤焦油、焦炉气和焦炭等物质，其中焦炭居多，为无机物，故A错误；石油的分馏属于物理变化，故B错误；煤通过干馏得到苯、甲苯、二甲苯等有机物，但本身不含有苯等芳香烃，故C错误；石油的裂化、裂解是在一定条件下将长链的烃断裂为短链的烃的过程，烃在加热条件下是可以分解的，且碳链越长越易分解，故D正确。[答案]D[练1]石油裂解的目的和原理是()A．使具有长链的烃深度裂化，断裂成各种短链的气态不饱和烃和少量液态烃B．使直链烃转化为芳香烃C．避免炭化结焦D．除去石油中的杂质答案A解析石油的催化重整使直链烃转化为环状烃，B错误；石油减压蒸馏是为了避免炭化结焦，C错误；D项与石油裂解无关。[练2]请回答实验室分馏石油的有关问题：(1)实验室分馏石油的正确操作顺序是E→____→____→A→____→____→G。A．连接接液管B．装入碎瓷片和石油，塞上带温度计的塞子C．检查装置气密性-5-D．连接冷凝管及进出水管E．在铁架台上放酒精灯，固定好铁圈，放上石棉网F．固定好蒸馏烧瓶G．加热(2)以下是石油分馏的装置图，试指出有关仪器的名称：A________；B________。(3)分馏石油得到的各个馏分都是________(填“混合物”或“纯净物”)。(4)图中有________处错误。答案(1)FDCB(2)蒸馏烧瓶冷凝管(3)混合物(4)1解析(1)按组装仪器的顺序从下到上，从左到右，连接好装置后，先检验装置气密性，再装入碎瓷片和石油并加热，即顺序为E→F→D→A→C→B→G。(2)A为蒸馏烧瓶，B为冷凝管。(3)石油分馏得到的各个馏分为烃类物质的混合物。(4)温度计水银球应与烧瓶支管口平齐。本课归纳总结1.煤的干馏、气化和液化，石油的裂化和裂解均为化学变化，石油的分馏属于物理变化。2．水煤气的主要成分是CO和H2；焦炉气的主要成分是H2、CH4、C2H4、CO。3．石油裂化的目的是提高轻质油的产量，石油裂解的目的是获得气态短链不饱和烃作化工原料。学习效果检测1．下列事实、事件、事故中与甲烷无关的是()A．天然气的主要成分B．石油经过催化裂化的产物C．“西气东输”中的气体-6-D．煤矿中的瓦斯爆炸答案B解析“西气东输”中的气体指的是甲烷，也是天然气的主要成分，瓦斯爆炸是由甲烷燃烧引起的；石油裂化的产物是碳原子数相对较少的烷烃和烯烃，而非甲烷。2．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．将石油裂解制得乙烯等化工原料答案C解析A项煤的干馏和B项煤的液化属于煤的综合利用，而将煤变成煤饼作燃料是为了提高煤的利用率，不属于综合利用，D项石油裂解属于石油的综合利用。3．气体产品作为现代工业重要的基础原料，应用范围十分广泛，例如冶金、钢铁、石油、化工、机械、电子、玻璃、陶瓷、建材等行业。以下气体不是从煤炭或石油工业获得的是()A．水煤气B．裂解气C．焦炉气D．氧气答案D解析水煤气是煤气化得到的，焦炉气是煤干馏得到的，裂解气是石油裂解得到的。4．下列关于化石燃料的说法错误的是()A．石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油B．含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C．煤是由有机化合物和无机物组成的复杂的混合物D．煤中含有苯和甲苯，可以用分馏的方法把它们从煤中分离出来答案D解析A项，石油主要由液态烃构成，也溶有少量气态烃和固态烃，因此通过石油炼厂的分馏就可以得到汽油、煤油等分馏产品，正确；B项，采用催化裂化的方法可使长链烃分子断裂为C5～C11的烃，正确；C项，煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物，正确；D项，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，而煤中并不含有苯和甲苯，错误。5．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，下列不属于以煤、石油和天然气为主要原料生产的合成材料是()A．塑料B．合成橡胶C．淀粉D．合成纤维答案C解析淀粉是天然高分子化合物，其他都是以煤、石油、天然气为主要原料通过人工合成的。6．如图所示为实验室模拟工业上催化裂化的装置示意图，根据图示回答下列问题。-7-(1)工业上石油裂化的主要目的是________________。(2)A中氧化铝的作用是________，B中冷水的作用是________________。(3)C中得到的液体具有汽油的气味，该液体________(填“能”或“不能”，下同)通过化学反应使溴水褪色，而通过石油分馏得到的汽油________通过化学反应使溴水褪色。(4)D中酸性高锰酸钾溶液褪色，说明石蜡裂化时除有液态不饱和烃生成外，还有________生成。答案(1)提高汽油的产量(2)催化剂使裂化汽油冷凝为液体(3)能不能(4)气态不饱和烃解析(1)由于从原油中分馏得到的直馏汽油产量少，为了提高汽油的产量，故采用裂化的方法来提高汽油的产量。(2)石蜡的裂化需要在催化剂的作用下进行，故氧化铝作催化剂，由于裂化的温度较高，裂化后得到的是气态产物，用冷水冷却得到液态汽油。(3)由于裂化汽油中有不饱和烃，故能发生加成反应使溴水褪色；通过石油分馏得到的汽油中不含烯烃或炔烃，故不能通过化学反应使溴水褪色。(4)由于D中酸性高锰酸钾溶液褪色，说明有气态不饱和烃生成。