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1、2022年新人教版化學(xué)選修2高中《石油、煤和天然氣的綜合利用》word教案二 目的要求 了解紹石油的分餾及其產(chǎn)品和用途，了解石油的裂化和裂解。 了解煤的干餾和綜合利用 了解煤化工和天然氣化工的發(fā)展 教學(xué)過程 一、石油和天然氣 1.石油的煉制和石油化工 （1）認(rèn)識石油 形成：古代動植物遺體經(jīng)過非常復(fù)雜的變化而形成的。 元素組成：C、H、S等 物質(zhì)組成：烷烴、環(huán)烷、芳香烴等，從所含成分的狀態(tài)看，大部分是液態(tài)烴，在液態(tài)烴里溶有氣態(tài)烴和固體烴。 物理性質(zhì)： 黑褐色的粘稠狀物質(zhì)，有特殊氣味，比水輕，不溶于水，沒有固定沸點。 【思考】石油是純凈物還是混合物？有無固定的沸點？

2、 答案：混合物 無固定的沸點 （2）原油： 從油田里開采出來的沒有經(jīng)過加工處理的石油，還含有雜質(zhì)成分：水，氯化鈣，氯化鎂等鹽類。要煉制，其目的是將混合物進(jìn)行一定程度的分離，使之物盡其用，另一方面，將含碳原子較多的烴轉(zhuǎn)變?yōu)楹荚虞^少的烴，做為基礎(chǔ)有機化工原料。 （3）石油的分餾 .工業(yè)上常用常壓分餾和減壓分餾的方法把不同沸點的產(chǎn)品分離出來，為了提高汽油產(chǎn)量，還可采用催化裂化的方法。如十六烷分解反應(yīng)方程式為：C16H34 C8H18＋C8H16。 ①常壓分餾：將石油分成輕質(zhì)油和重油 常壓分餾主要產(chǎn)品：輕質(zhì)油:溶劑油、汽油、航空煤油、煤油、柴油等 ②減壓分餾：將重油再進(jìn)一步

3、分成各種餾分。重油進(jìn)行減壓分餾的產(chǎn)物主要有：重柴油、潤滑油、凡士林、石 蠟、瀝青等。 【思考】為什么要減壓分餾？ 【師、生】若要將重油進(jìn)一步分離，則要在更高的溫度，而在高溫下，高沸點的烴會分解，更嚴(yán)重的是還會炭化結(jié)焦，損壞設(shè)備，影響正常生產(chǎn)。由于同一種物質(zhì)，在不同的壓強下，沸點不同。因為外界壓強越大，物質(zhì)沸點就越高；外界壓強越小，物質(zhì)沸點就越低。因此要將重油進(jìn)行減壓分餾。 （4）石油的裂化和裂解 ①石油裂化有熱裂化和催化裂化兩種 熱裂化：目的:提高汽油的產(chǎn)量 缺點：溫度過高，發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象 催化裂化：目的:提高汽油的質(zhì)量和產(chǎn)量 催化劑:硅酸鋁，分子篩（鋁硅

4、酸鹽） ②裂解：即深度裂化，使長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯、丁烯等短鏈烴，目的：制取短鏈烯烴 如：己烷裂解反應(yīng) C6H14 CH4＋CH2═CH2＋CH3CH═CH2＋其他 15% 40% 20% 25% 2、天然氣的利用 （1）天然氣的來源 天然氣（natural gas）又稱油田氣、石油氣、石油伴生氣。開采石油時，只有氣體稱為天然氣；石油和石油氣，這個石油氣稱為油田氣或稱石油伴生氣。天然氣的化學(xué)組成及其理化特性因地而異，主要成分是甲烷，還含有少量乙烷、丁烷、戊烷、

5、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫等。無硫化氫時為無色無臭易燃易爆氣體，密度多在0.6～0.8g/cm3，比空氣輕。通常將含甲烷高于90%的稱為干氣，含甲烷低于90%的稱為濕氣。 （2）天然氣的主要用途 用作燃料；制造炭黑、合成氨、合成石油、甲醇和其他許多有機化合物的原料。 （3）天然氣化工 　　以天然氣為原料的化學(xué)工業(yè)簡稱天然氣化工。其主要內(nèi)容有：①天然氣制碳黑；②天然氣提取氦氣；③天然氣制氫；④天然氣制氨；⑤天然氣制甲醇；⑥天然氣制乙炔；⑦天然氣制氯甲烷；⑧天然氣制四氯化碳；⑨天然氣制硝基甲烷；⑩天然氣制二硫化碳；天然氣制乙烯；天然氣制硫磺等 學(xué)點二、煤的綜合利用 1、煤的干

6、餾 ⑴定義：煤的干餾，也叫煤的焦化，是指將煤隔絕空氣加強熱使其分解的過程。 ⑵煤干餾的產(chǎn)品及用途 ?? 干 餾 產(chǎn) 品 ??????? 主 要 成 分? ??????? 主 要 用 途 出爐煤氣 焦?fàn)t氣 氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳 ??? 氣體燃料、化工原料 粗氨水 ?? 氨、銨鹽 ??? 氮肥 粗苯 ?? 苯、甲苯、二甲苯 炸藥、染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、 合成材料 ??? 煤 焦 油 ?? 苯、甲苯、二甲苯 ?? 酚類、萘類 染料、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成材料 ?? 瀝青 ?? 筑路材料、制碳素電極 ???? 焦 炭 ?? 炭 冶金、合成氨造氣、電石、燃

7、料 ⑶工業(yè)上煉焦，就屬于煤的干餾，其原理是將煤粉放在隔絕空氣的煉焦?fàn)t中加熱，煤粉受熱分解得到焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣（可燃燒）、粗氨水、和粗苯等。這些產(chǎn)物可用于生產(chǎn)化肥、塑料、合成橡膠、合成纖維、炸藥、染料、醫(yī)藥等。 2、煤的氣化和液化 ⑴煤的氣化是指煤在特定的設(shè)備內(nèi)，在一定溫度及壓力下使煤中有機質(zhì)與氣化劑（如蒸汽/空氣或氧氣等）發(fā)生一系列化學(xué)反應(yīng)，將固體煤轉(zhuǎn)化為含有CO、H2、CH4等可燃?xì)怏w和CO2、N2等非可燃?xì)怏w的過程。煤炭氣化時，必須具備三個條件，即氣化爐、氣化劑、供給熱量，三者缺一不可。 其主要反應(yīng)是：C（s）＋H2O（g）CO（g）＋H2（g） （2）煤的液化 煤

8、的液化是把煤轉(zhuǎn)化成液體燃料的過程，煤的液化分直接液化和間接液化。 ①直接液化是把煤炭制成煤漿，然后在高溫、高壓和催化劑 條件下，使煤與氫氣作用生成液態(tài)碳?xì)浠衔锛础昂铣墒汀薄Ｖ饕a(chǎn)品有優(yōu)質(zhì)汽油、柴油、芳香烴和其他化工原料。副產(chǎn)品有液化石油氣、硫黃和氨氣等。 ②間接液化是把煤炭在高溫下與水蒸氣作用氣化，產(chǎn)生合成氣CO、H2等，然后合成氣通過催化合成得到性能優(yōu)良的液態(tài)醇類、烴類等。間接液化的效率一般較低。 優(yōu)點：操作條件溫和，幾乎不依賴于煤的種類，關(guān)鍵是選擇合適催化劑。 缺點：投資及運行成本過高，不利用工業(yè)化生產(chǎn)。 學(xué)點三、煤化工和天然氣化工的發(fā)展 —— 一碳化學(xué) 1、一碳化學(xué)是以分子中只含一個碳原子的化合物如CO CH4 CH3OH等為原料來合成一系列化工原料和燃料的化學(xué)。也可以說，一碳化工就是新一代的煤化工和天然氣化工。 2、煤氣化的主要反應(yīng)式：2C＋O2 2CO C＋H2O（g）CO＋H2 CO＋H2O（g）CO＋H2 3、天然氣重整：CH4＋H2O（g）CO＋3H2 4、使用不同的催化劑，可以從合成氣制出不同的產(chǎn)物，這就是合成氣化學(xué)，由CH4、、CH3OH等含一個碳原子，通過催化反應(yīng)直接生成新的化合物，叫甲烷化學(xué)和甲醇化學(xué)。