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第2课时煤、石油和天然气的综合利用一、煤的综合利用1.煤的组成2.煤的综合利用【微思考】若从煤焦油中分离出芳香烃,应采用什么方法?提示:煤焦油是由各种芳香烃组成的液态混合物。可根据各种芳香烃的沸点不同利用蒸馏法进行分离。【巧判断】(1)煤俗称煤炭,因此可看作碳元素形成的单质。()提示:×。煤是由无机化合物和有机化合物组成的复杂的混合物。(2)煤里主要含碳及少量的其他元素,但绝大多数都含硫,工业上大量燃烧含硫燃料会形成“酸雨”。()提示:√。煤中的硫元素在燃烧时会生成SO2气体,SO2气体是形成酸雨的主要污染物之一。二、天然气的综合利用【情境·思考】我国在南海北部神狐海域进行的“可燃冰”试开采获得成功,标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产量的国家,为可燃冰的开采迈出了重要的一步。可燃冰是一种由天然气与水在低温(0～10℃)、高压(107Pa)条件下形成的类冰状结晶物质,又名天然气水合物。有人认为“可燃冰的开采和利用实现了由水变成油的梦想”,这种说法对吗?提示:不对。因为可燃冰中含有CH4和H2O,可燃冰中并不是只有H2O,是其中的可燃性成分CH4的作用。三、石油的综合利用【巧判断】(1)煤、石油和天然气是不可再生能源,也是新型清洁能源。()提示:×。煤、石油和天然气不是新型清洁能源。(2)化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一。()提示:×。二氧化碳不是大气污染物。(3)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴。()提示:√。裂化汽油含有不饱和烃,会与溴反应。四、以煤、石油、天然气为原料生产合成材料1.三大合成材料:_____、_________、_________,这三大合成材料,主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。2.合成材料的大量生产和使用,急剧增加的废弃物对人类社会造成巨大的环境压力。塑料合成橡胶合成纤维知识点煤、石油、天然气的综合利用【重点释疑】1.化学“三馏”的比较名称原理特点干馏隔绝空气、高温下使物质分解的过程属于化学变化,产物为混合物蒸馏根据液态混合物中各组分沸点不同,加热使某一组分蒸发进行分离属于物理变化,产物为单一组分的馏出物分馏根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离属于物理变化,产物为沸点相近的各组分组成的混合物2.化学中“两裂”的比较名称定义目的裂化在一定条件下,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油的产量,特别是提高汽油的产量裂解在高温下,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3.化学“六气”的主要成分高炉煤气水煤气天然气液化石油气焦炉气裂解气主要成分CO、CO2H2、COCH4C3H8、C4H10H2、CH4、C2H4、COC2H4、C3H6、C4H8、CH4【思考·讨论】(1)如何从石油中得到乙烯?提示:乙烯是石油裂解得到的,是石油深度裂化的产物。(2)裂化和裂解有何区别和联系?提示:二者均属于化学变化。裂化和裂解的目的不同,裂解的目的主要是获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。裂化的目的是提高优质、轻质油的产量,特别是提高汽油的产量。【案例示范】【典例】如图是实验室干馏煤的装置图,根据图示回答下列问题。(1)指出图中仪器名称:b________;d________。(2)装置c的作用是_________________,d中的液体有________和________。煤焦油可以通过________的方法使其中的重要成分分离出来。(3)e处点燃的气体是_____,火焰的颜色是______色。(4)下列叙述错误的是________。A.煤发生了化学变化B.d中液体的pH7C.d中液体只有一层D.e处的气体可以还原氧化铜,可以使溴水褪色【解题指南】解答本题应该注意以下两点:(1)煤干馏的产物有焦炭、煤焦油和出炉煤气。(2)分离有机物液体混合物常用分馏的方法。【解析】煤的干馏生成焦炭、煤焦油和出炉煤气,出炉煤气包括焦炉气、粗氨水等,经c装置的降温和冷凝,粗氨水和煤焦油变为液体在d中聚集,则液体显碱性;焦炉气中氢气、一氧化碳、甲烷都具有还原性,可用于还原氧化铜,这些气体燃烧产生蓝色火焰;焦炉气中含有乙烯可以使溴水褪色;煤焦油是有机物的液态混合物,应采用分馏的方法分离。答案:(1)硬质玻璃管U形管(2)将干馏生成的气体进行降温和冷凝粗氨水煤焦油分馏(3)焦炉气蓝(4)C【母题追问】(1)b中剩余的固体是什么?提示:焦炭。煤干馏后剩余的固体是焦炭。(2)点燃e处的气体之前,必须进行哪项操作?提示:检验气体的纯度。点燃气体之前应检验气体的纯度,防止爆炸。【迁移·应用】1.下列关于化石燃料的加工说法正确的是()A.石油裂化主要得到乙烯B.石油分馏是化学变化,可得到汽油、煤油C.煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气D.煤制煤气是物理变化,是高效、清洁地利用煤的重要途径【解析】选C。石油裂化的目的主要是获得汽油等轻质燃料油,而石油裂解的目的才是获得乙烯,A项错误;石油分馏是物理变化,B项错误;煤制煤气是化学变化,D项错误;煤干馏的目的就是获得焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气,C正确。2.下列说法中错误的是()A.石油中含有C5～C11的烷烃,可以通过石油的分馏得到汽油B.含C20以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C.煤是由有机物和无机物组成的复杂的混合物D.煤中含有苯和甲苯,可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来【解析】选D。石油可以通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料,但产量不高。通常采用裂化的方法,提高汽油的产量。煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含碳元素,还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素,并不含苯和甲苯。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤焦油是含有多种芳香族化合物的混合物,可以生产芳香族化合物苯和甲苯。【素养提升】我国的煤炭资源相对比较丰富,加快“煤制油”的发展,对我国社会经济可持续发展有着深远的意义。下图是煤间接液化的典型流程示意图。(1)写出煤气化反应的化学方程式?思考说明煤气化的意义。提示:C+H2O(g)CO+H2。煤气化能够减少煤燃烧时的粉尘污染,提高煤燃烧的效率,气化后的产品可以用于化工生产,提高煤的综合利用价值。(2)如图中由石油获得相应产品的方法是什么?该方法是物理变化还是化学变化?得到的各种分馏产品是纯净物吗?提示:图中由石油获得相应产品的方法是分馏,属于物理变化,所得产品是混合物。(3)石油裂化是为了得到更多的汽油,裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色,其原因是什么?提示:裂化汽油中含有烯烃,能与Br2发生加成反应,可以使溴的四氯化碳溶液褪色。【课堂回眸】