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1、第2节 资源综合利用 环境保护（课时1） 第四章 化学与自然资源的 开发利用 1.认识煤、石油、天然气是人类能源的主要来源，能书 写简单代表物燃烧方程式。 2.了解煤的成分，知道煤的干馏、液化、气化的作用和 意义。 3.了解石油的成分，清楚石油的分馏、裂化、裂解醇的 概念及分类。 当前地球正面临的严重问题： 化石能源越来越少 环境问题越来越严重 保护环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题 煤、石油和天然气仍然是人类使用的主要能源，也是三种 重要的化石燃料。 优点:提供能量、化工原料 缺点:不可再生、环境污染 三废: 废气、废水、废渣 一、煤的综合利用 1.煤的组成 组成元素:主要是碳元素；
2、（还有少量的H、O、N、P、S、卤 素等） 组成成分：是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物。 煤的结构模型 无机物(少量) 有机物 C 元素大量 H、O、N、S等元素 少量 无机盐等 污染环境 COx、NOx、 SO2烟尘 煤的组成 煤的综合利用 煤的干馏 煤的气化 煤的液化 获得洁净的燃料和多种化工原料 物尽其用，保护环境 煤直接作燃料利用率低并污染环境 煤的干馏实验装置图 实验装置1实验装置2 2.煤的综合利用 (1)煤的干馏 煤的干馏原理： 把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。 煤干馏的产物有哪些？ 将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，叫做煤的干馏。 焦炉煤气、煤焦油、焦炭 表4-2 煤干
3、馏的主要产品和用途 (2)煤的气化： 将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。 C(s)H2O(g) CO(g)H2(g) 高温 水 煤 气 在一定条件下将煤转化液体燃料的过程。分为直接液化和 间接液化。 (3)煤的液化： C(s)+H2O CO(g)+H2(g) 高温 如： 直接液化: 间接液化: 煤与氢气作用生成液体燃料 先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇 CO+2H2 CH3OH 催化剂 答案： 减少了煤燃烧产生的SO2、氮的氧化物、碳的氧化物和烟 尘等污染物的排放。 提高了煤燃烧的热效率。煤的气化、液化就是使煤变成 清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也得以提高。 提取了煤中的
4、化学原料。在加工煤炭以及使用煤作燃料 的过程中，对产生的煤灰、煤渣、废气、废液等都加以合 理的处理和利用，做到既消除污染又保护环境。 煤的综合利用有什么重要意义？ 阅读教材P96资料卡片甲烷水合物。 用途： (1)化石燃料 (2)化工原料：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机 化合物 (3)可燃冰CH4nH2OCH4H2O CO 3H2 催化剂 高温 二、天然气的综合利用 天然气灶 液化天然气公交车 俄天然气管 道通向中国 德国天然气汽车 三、石油的综合利用 1.石油的组成元素: 主要是碳、氢元素 是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的 混合物。（还有水分、盐分等杂质） 石油的主要成分： 2.石
5、油的炼制(除水脱盐后) 结合P96图46思考：石油分馏的产品有哪些及其用途？ 石油分馏示意图 (1)石油的分馏： 利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简 单和更有用的混合物的过程。 石油的常压蒸馏产品： 重油的减压蒸馏产品： 石油气C4以下 汽油C5C8 煤油C11C16 柴油C15C18 重油C20以上 轻质油 燃料油、柴油、润滑油、石蜡、沥青。 你了解直馏汽油吗？ 蒸馏、分馏和干馏有什么区别和联系？ 答案:蒸馏：把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结 成液体的操作。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达 到使混合物分离或除杂质的目的。被蒸馏的混合物中至少要 有一种组分为液
6、体。各组分沸点差别越大，挥发出的物质(馏 分)越纯。若不同组分之间沸点差别小，或不同组分互溶形成 恒沸液体，馏分则不纯。 分馏：对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多 次蒸馏。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分 离为两种或多种馏分而达到混合物分离或除杂质的目的。 干馏：把固态混合物(如煤、木材)隔绝空气加强热使它分解 的过程叫做干馏。 蒸馏与分馏同属物理变化，干馏过程往往发生复杂的物理、 化学变化。 蒸馏、分馏和干馏 加热和冷凝加热和冷凝隔绝空气加强热 物理变化物理变化 复杂的物理变 化和化学变化 分离精炼加工煤 (2)石油的催化裂化 在催化剂作用下，将含碳原子较多、沸点较高
7、的烃断裂为含 碳原子较少、沸点较低的汽油等。 C16H34 C8H18+C8H16 催化剂 加热、加压 催化剂 加热、加压 C8H18 C4H10+C4H8 裂化的目的： 提高轻质液体燃料的产量。 你了解裂化汽油吗？ 什么叫裂化汽油和直馏汽油？怎样鉴别它们？ 答案： 通过分馏得到的汽油叫直馏汽油，直馏汽油中没有不饱和 烃。通过裂化得到的汽油叫裂化汽油，裂化汽油中含有不 饱和烃。鉴别它们可以使用溴水，能使溴水褪色的为裂化 汽油，不能使溴水褪色的为直馏汽油。 (3)石油的裂解（深度的裂化） 用比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少的 气态烃分子和少量的液态，获取有机化工原料，如乙烯等 催
8、化剂 加热、加压 CH4+C3H6 C4H10 C4H10 催化剂 加热、加压 C2H4+C2H6 裂解的目的： 获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。 乙烯的产量是一个国家石化水平的标志 (4)石油的催化重整： 在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链 状烃转化为环状烃，如苯 除去原油中的盐和水，减少能 耗及对设备的腐蚀。 利用加热和冷凝，把石油分成 不同沸点范围的产物。 石油气，汽油，煤油 ，柴油，石蜡油、润 滑油、重油等。 轻质液体燃料 （裂化汽油） 在一定条件下使用催化剂并加 热，把相对分子质量大、沸点 高的烃断裂为相对分子质量较 小、沸点较低的烃。 采用比裂化更高的温度
9、，使其 中的长链烃断裂成乙烯、丙烯 等小分子 乙烯、丙烯、丁二 烯等（有机化工的 原料） 重油 原油 原油 燃料油、 润滑油 石油炼制 在加热和催化剂作用下，对直链 烷烃的结构进行重新调整，使其 转化成带支链的烷烃或环状烃。 燃料油、 润滑油 苯的同系物及其 它芳香烃 注：石油的分馏是物 理变化，催化裂化、 裂解、催化重整是化 学变化。 高分子化合物及其特征 相对分子质量很大,是混合物,无固定的熔沸点。 (5)石油重要产品： 催化剂 聚乙烯的生成 CH2=CH2 + CH2=CH2 + CH2=CH2 + CH2CH2n nCH2=CH2CH2CH2n聚乙烯 催化剂 (3)高分子化合物中的几个
10、化学用语(以聚乙烯为例) 单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如 _。 链节：高分子化合物中的最小重复单元，如 _。 聚合度：高分子化合物中的链节数，如聚乙烯中的n。 CH2=CH2 CH2CH2 聚合反应：由相对分子质量小的化合物分子互相结合成相 对分子质量大的高分子的反应。 此反应属于乙烯的加成反应，所以这种聚合反应又叫加成 聚合反应，简称加聚反应。 加聚反应 三大合成材料:塑料、合成橡胶、合成纤维。 综合利用的意义：物尽其用、保护资源，创造出更多产品。 聚丙烯 单体： CH2CHCH3 聚苯乙烯 单体： CH2CH C6H5 聚甲基丙烯酸甲酯 （有机玻璃） 单体： CH2C CH3 COOCH3 资 源 煤 天然气 化石燃料 石油 干馏馏 资源的综合利用 气化 液化 化工原料 石油分馏馏 裂化裂解 催化重整 1.石油加工的主要目的是（ ） A.将石油按其成分的沸点不同加以分离 B.将石油按饱和与不饱和烃加以分离 C.得到碳原子数多的烃类 D.将石油中烷烃、环烷烃和芳香烃分开 A D 3.石油裂化的目的是（ ） A.提高轻质液体燃料的产量 B.主要提高汽油的产量 C.获得短链不饱和烃 D.改善汽油的质量 BCD 2.用重油制取丙烯的方法是（ ） A.减压分馏 B.干馏 C.裂化 D.裂解
