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山东水浒书业有限公司,优化方案系列丛书,课前自主学案,核心要点突破,课堂互动讲练,知能优化训练,第,2,单元化学与资源开发利用,核心要点突破,课堂互动讲练,学习目标,课前自主学案,知能优化训练,课,题,3,课题,3,石油、煤和天然气的综合利用,学习目标,1.,了解石油的分馏及其产品和用途，了解石油的裂化和裂解。,2.,了解煤的干馏和综合利用。,3.,了解煤化工和天然气化工的发展。,课前自主学案,一、石油和天然气,1,石油的炼制和石化工业,石油是,_,，加工前称为原油，石油要炼制，其目的是将混合物进行一定程度的,_,，使之物尽其用，另一方面，将含碳原子较多的烃转变为含碳原子较少的烃，作为基本,_,原料。,2,工业上常用,_,分馏和,_,分馏的方法把不同沸点的产品分离出来。,烃的混合物,分离,有机化工,常压,减压,为了提高汽油产量，还可采用,_,的方法。如十六烷分解反应方程式为,C,16,H,34,C,8,H,18,C,8,H,16,。,3,石油不仅是燃料资源，还是,_,的重要来源。,5,乙烯的生产主要靠,_,，乙烯的产量是衡量一个国家,_,化工发展水平的标志。,催化裂化,有机化工原料,CH,3,CH=CH,2,其他,石油裂解,石油,6,天然气的利用,天然气的主要用途：,直接作燃料；,合成氨原料气,(,制,H,2,),；,合成甲醇及其他化工原料。,二、煤的综合利用,1,煤与炭有何关系？,木炭、焦炭等是碳的不纯单质，而煤是有机物和无机物组成的复杂混合物。,煤除了主要含碳元素外还含有少量的,S,、,P,、,N,、,H,、,O,等元素以及无机矿物质,(,主要有硅、铝、钙、铁等元素,),。,2,煤的干馏,(1),将煤隔绝空气,_,的过程，叫做煤的干馏，也叫煤的焦化。,(2),工业上炼焦的原理是将煤粉放在隔绝空气的炼焦炉中加热，煤粉分解得到焦炭、煤焦油、焦炉气,(,可燃烧,),、粗氨水和粗苯等。这些产物可用于生产化肥、塑料、合成橡胶、合成纤维、炸药、染料、医药等。,加强热使其分解,3,煤的气化和液化,(1),煤的气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压强下使煤中,_,与气化剂,(,如蒸气,/,空气或氧气等,),发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有,CO,、,H,2,、,CH,4,等气体和,CO,2,、,N,2,等非可燃气体的过程。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。,(2),碳与水蒸气的反应式为,_,，属,_,反应。,有机物,吸热,C,H,2,O=CO,H,2,(3),煤的液化：煤的液化是把煤转化成,_,的过程，煤的液化分为直接液化和间接液化。,直接液化是把煤炭制成煤浆，然后在,_,、,_,和在,_,条件下，通过加氢裂化生成液态碳氢化合物即,“,合成石油,”,，直接液化的效率约为,65%,75%,，每吨煤可生产,0.3,0.4t,液化油。主要产品有汽油、柴油、芳香烃和其他,_,。副产品有液化石油气、硫黄和氨气等。,液体燃料,高温,高压,催化剂,化工原料,间接液化是把煤炭在高温下与水蒸气作用气化，产生合成气等，然后合成气通过,_,生成性能优良的液态醇类、烃类及,_,等。间接液化的效率一般较低。,三、煤化工和天然气化工的发展,一碳化学,1,一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物,(,如,CO,、,CH,4,、,CH,3,OH,等,),为原料来合成一系列,_,和,_,的化学。,催化合成,化学品,化工原料,燃料,3,使用不同的催化剂，可以从合成气制出不同的产物，这就是,_,化学，由,CH,4,、,CH,3,OH,等含一个碳原子的分子，通过,_,直接生成新的化合物，叫,_,化学和,_,化学。,合成气,催化反应,甲烷,甲醇,核心要点突破,一、石油的炼制,方法,原料,原理,目的,分馏,原油,(,常压分馏,),重油,(,减压分馏,),根据石油各组分沸点高低不同，利用加热汽化、冷凝、回流，把石油分成不同沸点范围的组分,得到不同沸点范围的分馏产物,汽油、煤油、柴油、重油等,方法,原料,原理,目的,裂化,重油、石蜡,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,提高轻质液体燃料油的产量，特别是提高汽油的产量,裂解,(,深度裂化,),石油分馏产品,(,包括石油气,),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，如乙烯、丙烯、丁二烯等,二、煤的综合利用,课堂互动讲练,要点,煤、石油和天然气的综合利用,1,煤的干馏,(1),原理：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，煤的干馏是一个复杂的物理变化和化学变化过程。,(2),煤的干馏产物,固态物质,焦炭。用途：冶金工业、制造电石。,液态物质,煤焦油：芳香烃,(,苯的同系物、萘、蒽,),、酚和沥青等。,粗氨水：氨和铵盐。用途：可作氮肥。,粗苯：苯的同系物。,气态物质,焦炉气,(H,2,、,CH,4,、,C,2,H,4,、,CO),。,2,煤的气化,将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程，目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤气：,4,天然气的主要成分是,CH,4,，甲烷经化学变化形成含两个碳或多个碳的其他有机物。,5,石油的分馏,利用石油中各种烃的沸点不同，逐步升温使烃汽化，再经冷凝后将烃分离成不同沸点范围的产物的过程叫做分馏。,其主要目的是得到汽油、煤油、柴油等轻质油。,6,石油的裂化,通过催化剂催化、高温等手段将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油等的过程，叫裂化。例如：,主要目的是提高轻质燃料油的含量，所得轻质油和直接分馏所得轻质油的区别是前者含有不饱和烯烃，因此裂化汽油可使溴水、酸性,KMnO,4,溶液褪色。,7,石油的裂解,石油在更高的温度下发生深度裂化，石油中的烃分子断裂成以乙烯为主的小分子的过程叫裂解。,裂解的目的是获得重要化工原料乙烯等气态不饱和烃。,8,乙烯的聚合反应,例,(2011,年广州高二检测,),如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探索的课题，将石油分馏得到的重油进行裂化可以获得更多的轻质燃油。,资料,1,：石蜡是含有,20,30,个碳原子的烷烃的混合物，常温下呈固态。,资料,2,：石油催化裂化中通常使用,Al,2,O,3,作催化剂。,某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如图：实验过程中可观察到烧瓶,中固体石蜡先熔化，试管,中有少量液体凝结，试管,中酸性高锰酸钾溶液褪色，实验后闻试管,中液体气味，具有汽油的气味。,(1),该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为,_,，为保证实验成功，实验前必须进行的操作是,_,，装置中较长导管的作用是,_,；,(2),试管,中少量液体凝结说明了,_,；,(3),试管,中溶液褪色说明了,_,；,(4),能否用试管,中的液体萃取溴水中的溴，理由是,_,_,。,(5),写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式,_,_,。,(6),石油裂化的重要意义是,_,_,。,【,解析,】,仪器连接的顺序应遵循从下往上，从左到右的原则，装入药品之前要检验装置的气密性。依据石油分馏工业的分馏塔原理，设置了长导管，其作用除导气外，兼起冷凝气体的作用；依据催化裂化原理，下列反应皆有可能发生：,其中，,D,易溶于水，且与,CH,3,COOH,互为同分异构体，,F,分子中的碳原子数是,D,中的,3,倍，,H,经催化氧化可得到,G,。请回答下列问题：,(1),写出下列物质的结构简式：,A_,，,H_,；指出,A,和,H,的关系：,_,。,(2),利用合成气,(H,2,CO),生产汽油、甲醇和氨等已经实现了工业化，合成气也可合成醛、酸、酯等多种产物，下列表述正确的是,_,。,以合成气为原料的反应都是化合反应,改变合成气中,CO,与,H,2,的体积比，可得到不同的产物,合成气的转化反应需在适当的温度和压强下通过催化完成,从合成气出发生成气态烃或醇类有机物是实现,“,煤变油,”,的有效途径,以合成气为原料的反应产物中不可能有烯烃或水,A,B,C,D,(3),写出下列反应的化学方程式：,CH,3,COOH,E,F,：,_,；,D,与新制氢氧化铜加热：,_,_,。,解析：,本题以能源为载体考查烃的衍生物的性质，命题着眼点在于煤的气化和液化，同时它又结合有机化学反应类型，要求整合新信息得出结论。,(1),由题图知，,A,经两次催化氧化得到,C,，则,A,为,CH,3,OH,，,B,为,HCHO,，,C,为,HCOOH,，且,H,应为,CH,3,CH,2,CH,2,CH,2,OH,，,G,为,CH,3,CH,2,CH,2,CHO,，,D,的分子式为,C,2,H,4,O,2,，易溶于水，说明不是酯，则,D,为,HOCH,2,CHO,，,E,为,HOCH,2,CH,2,OH,，,F,为,CH,3,COOCH,2,CH,2,OOCCH,3,。,(2),依题意，,CO,和,H,2,可合成汽油，汽油是烃类，所以必然生成水，不是化合反应，,和,都不正确。,知能优化训练,本部分内容讲解结束,点此进入课件目录,按,ESC,键退出全屏播放,谢谢使用,
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