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1、2022年新人教版化學選修2高中《石油、煤和天然氣的綜合利用》word教案一 教學目標 1.掌握石油和天然氣等綜合利用中基本的化學原理。 2.通過調查討論石油和天然氣等綜合利用的最新進展。 3.了解我國基本化工的生產資源、基本化工產品的主要種類和發(fā)展概況。 教學重點： 石油和天然氣等綜合利用中基本的化學原理。 教學難點： 石油和天然氣等綜合利用中基本的化學原理。 課時安排：2課時 教學過程： 引入新課 石油主要是由各種烷烴、環(huán)烷烴和環(huán)烷烴所組成的混合物。石油的大部分是液態(tài)烴，同時在液態(tài)烴里溶有少量的氣態(tài)烴和固態(tài)烴。石油主要含有碳和氫兩種元素，同時還含有少量的硫、氧、氮

2、等元素。 提問：石油煉制的而目的是什么？ 一方面是將石油中的混合物進行一定程度的分離使它們物盡其用；另一方面。將含碳原子數(shù)較多的烴轉變?yōu)楹荚訑?shù)較少的烴作為化工原料，以提高石油的利用價值。 【展示】一瓶石油 1.形成、組成 石油是由古代動植物遺體在地殼中經過非常復雜的變化而形成的一種粘稠狀液體。石油是一種混合物，主要含碳氫兩種元素。 2.物理性質工業(yè)黑色或深棕色、有特殊氣味、不溶于水、密度比水稍小、沒有固定的熔點和沸點。 【投影】石油煉制的基本原理——部分產品及主要用途 石油煉制的原理如圖1 圖1 石油產品的用途如圖2 圖2 【思考與交流】? 石油煉制的方

3、法有分餾、裂化、裂解等。? ?1. 石油煉制? 地下開采出來的石油，未經加工前，叫做原油，從原油中提取各種燃料油、潤滑油、石蠟、瀝青等產品的生產過程，通常叫石油煉制。要了解石油煉制的生產過程，首先需要知道石油的化學組成、物理性質等基礎知識。? （1）石油石油是化石燃料之一，是從地下深處開采出來的黃色乃至黑色的可燃性黏稠液體，常與天然氣并存。它是由遠古海洋或湖泊中的生物，在地下經過漫長的地球化學演化而形成的復雜混合物，其組分主要是烴類。石油是現(xiàn)代社會主要能源之一。目前全世界每年約消耗石油30億噸，其中85%以上作為燃料。 石油的組成石油的主要組成元素是碳和氫，其中碳占83%~87%，氫占

4、11%~14%，氫碳原子比為1.65~1.95。此外，尚含有少量硫（0.06%~8.00%）、氮（002%~1.70%）、氧（0.08%~1.82%）以及微量金屬元素（鎳、釩、鐵、銅等）。 石油的組分構成復雜，含有相對分子質量從幾十到幾千的各種組分。組成石油的化合物主要是烴類，包括烷烴、環(huán)烷烴和芳烴。? 2. 石油的催化反應? 裂化用加熱蒸餾的辦法所得輕油約占原油的1/3~1/4。但社會需要大量的分子量小的各種烴類，采用催化裂化法，可以使碳原子數(shù)多的碳氫化合物裂解成各種小分子的烴類，如： ? ?? 裂解產物成分很復雜，從C1至C10都有，既有飽和烴又有不飽和烴，經分餾后分別使用。

5、裂解產物的種類和數(shù)量隨催化劑和溫度、壓力等條件不同而異。不同質量的原油對催化劑的選擇和溫度、壓力的控制也不相同。我國原油成分中重油比例較大，所以催化裂化就顯得特別重要，對外國的經驗只能借鑒，不能照搬。經過30多年的研究和實踐，我國已開發(fā)適用于我國各種原油的一系列鋁硅酸鹽分子篩型催化劑。經催化裂化，從重油中能獲得更多乙烯、丙烯、丁烯等化工原料，也能獲得較多較好的汽油。 催化重整這是石油工業(yè)中另外一個重要過程。在一定的溫度壓力下，汽油中的直鏈烴在催化劑表面上進行結構的“重新調整”，轉化為帶支鏈的烷烴異構體，這就能有效地提高汽油的辛烷值，同時還可得到一部分芳香烴，這是原油中含量很少而只靠從煤焦油中

6、提取不能滿足生產需要的化工原料，可以說是一舉兩得。現(xiàn)用催化劑是貴金屬鉑（Pt）、銥(Ir)和錸（Re）等，它們的價格比黃金貴得多，化學家們巧妙地選用便宜的多孔性氧化鋁或氧化硅為載體，在表面上浸漬0.1%的貴金屬，汽油在催化劑表面只要20~30 s就能完成重整反應。? 加氫精制這是提高油品質量的過程。蒸餾和裂解所得的汽油、煤油、柴油中都混有少量含N或含S的雜環(huán)有機物，在燃燒過程中會生成NOx及SO2等酸性氧化物污染空氣，當環(huán)保問題日益受關注時，對油品中N，S含量的限制也就更加嚴格?，F(xiàn)行的辦法是用催化劑在一定溫度和壓力下使H2和這些雜環(huán)有機物起反應生成NH3或H2S而分離，留在油品中的只是碳氫化

7、合物。自70年代末開始，石油化工科學研究院針對我國油品特點，開展了大量基礎研究工作，開發(fā)出多種加氫催化劑，基本滿足了國內煉油工業(yè)的需要，并有出口。這類催化劑以Al2O3為載體，活性組分有鈷鉬（Co-Mo）、鎳鉬（Ni-Mo）、鎳鎢（Ni-W）等體系。? 綜上所述，石油經過分餾、裂化、重整、精制等步驟，獲得了各種燃料和化工產品。有的可直接使用，有的還可以進行深加工。所以煉油廠總是和幾個化工廠組成石油化工聯(lián)合企業(yè)，那里是技術密集、資本密集、勞動力密集的地區(qū)。? 在石油工業(yè)中，把常壓蒸餾和減壓蒸餾叫做一次加工，這是物理變化過程，而裂化、重整和加氫控制等則叫二次加工，它們都屬化學變化過程。這些過程都涉及催化劑，催化劑的研制是石油化工不可缺少的組成部分。催化作用的奧秘是化學工作者十分感興趣的研究領域。? 【學與問】天然氣主要來自與石油伴生的油田中。天然氣的主要用途是作燃料和化工原料。 此問題由學生先交流，然后教師再進一步說明。