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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教案一 教學(xué)目標(biāo) 1.掌握石油和天然氣等綜合利用中基本的化學(xué)原理。 2.通過調(diào)查討論石油和天然氣等綜合利用的最新進(jìn)展。 3.了解我國基本化工的生產(chǎn)資源、基本化工產(chǎn)品的主要種類和發(fā)展概況。 教學(xué)重點(diǎn)： 石油和天然氣等綜合利用中基本的化學(xué)原理。 教學(xué)難點(diǎn)： 石油和天然氣等綜合利用中基本的化學(xué)原理。 課時(shí)安排：2課時(shí) 教學(xué)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(shí)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(shí)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(jìn)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(zhuǎn)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(jià)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(jīng)過非常復(fù)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?xì)鋬煞N元素。 2.物理性質(zhì)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(diǎn)和沸點(diǎn)。 【投影】石油煉制的基本原理——部分產(chǎn)品及主要用途 石油煉制的原理如圖1 圖1 石油產(chǎn)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(jīng)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(chǎn)品的生產(chǎn)過程，通常叫石油煉制。要了解石油煉制的生產(chǎn)過程，首先需要知道石油的化學(xué)組成、物理性質(zhì)等基礎(chǔ)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(yuǎn)古海洋或湖泊中的生物，在地下經(jīng)過漫長的地球化學(xué)演化而形成的復(fù)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(gòu)成復(fù)雜，含有相對分子質(zhì)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(yīng)? 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?xì)浠衔锪呀獬筛鞣N小分子的烴類，如： ? ?? 裂解產(chǎn)物成分很復(fù)雜，從C1至C10都有，既有飽和烴又有不飽和烴，經(jīng)分餾后分別使用。

5、裂解產(chǎn)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(zhì)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(jīng)驗(yàn)只能借鑒，不能照搬。經(jīng)過30多年的研究和實(shí)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(jīng)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(jìn)行結(jié)構(gòu)的“重新調(diào)整”，轉(zhuǎn)化為帶支鏈的烷烴異構(gòu)體，這就能有效地提高汽油的辛烷值，同時(shí)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(chǎn)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(jià)格比黃金貴得多，化學(xué)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(yīng)。? 加氫精制這是提高油品質(zhì)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(jī)物，在燃燒過程中會生成NOx及SO2等酸性氧化物污染空氣，當(dāng)環(huán)保問題日益受關(guān)注時(shí)，對油品中N，S含量的限制也就更加嚴(yán)格。現(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(jī)物起反應(yīng)生成NH3或H2S而分離，留在油品中的只是碳?xì)浠?/p>

7、合物。自70年代末開始，石油化工科學(xué)研究院針對我國油品特點(diǎn)，開展了大量基礎(chǔ)研究工作，開發(fā)出多種加氫催化劑，基本滿足了國內(nèi)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(jīng)過分餾、裂化、重整、精制等步驟，獲得了各種燃料和化工產(chǎn)品。有的可直接使用，有的還可以進(jìn)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(shù)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(xué)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(xué)工作者十分感興趣的研究領(lǐng)域。? 【學(xué)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(xué)生先交流，然后教師再進(jìn)一步說明。