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一、煤的组成煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，其组成以碳元素为主，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。
二、煤的综合利用 1．煤的干馏煤的干馏是指将煤_______空气加强热使煤中的有机物分解的过程，是一个复杂的_______变化和_______变化过程，工业上也叫煤的焦化。
煤的干馏可以得到煤焦油、焦炭、粗氨水、粗苯、焦炉气。
干馏产品主要成分主要用途 出炉煤气焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳气体燃料、化工原料粗氨水 氨、铵盐 氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯 炸药、染料、医药、农药、 合成材料煤焦油 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘类 染料、医药、农药、合成材料沥青 筑路材料、制碳素电极 焦炭炭冶金、合成氨造气、电石、燃料【答案】隔绝 物理 化学 2．煤的气化将煤转化为可燃性气体，C(s)＋H 2O(g)=====高温CO(g)＋H 2(g)第27讲 煤、石油和天然气的综合利用知识导航知识精讲3．煤的液化把煤转化成液体燃料的过程，分为直接液化和间接液化(1)直接液化：在高温、高压和催化剂条件下，使煤与氢气作用生成液态碳氢化合物。
即：煤＋H 2 → 液体燃料(2)间接液化：煤炭在高温下与水蒸气作用气化，产生合成气CO 、H 2等，然后在催化剂作用下合成甲醇等。
即：煤−−→−气化CO ＋H 2−−→−催化剂甲醇三、石油的组成1．由多种碳氢化合物组成的混合物，主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等，一般石油不含烯烃，从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃。
2．石油是一种黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。
四、石油的综合利用分馏①原理：利用原油中各组分沸点的不同进行分离②产物：获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油(直馏汽油)裂化①原理：将含碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为碳原子数较少、沸点较低的烃的过程。
如C 12H 26加热、加压催化剂−−→−C 6H 14 + C 6H 12 ②产物：碳原子数较少、沸点较低的烃。
高中化学必修二考点知识讲解与同步练习煤、石油和天然气的综合利用[核心素养发展目标]1.了解煤、石油、天然气的组成及综合利用的意义，提高“宏观辨识与微观探析”的能力。
2.了解煤、石油、天然气为原料综合利用的内容，培养“变化观念”的学科素养。
3.了解节约能源及防止污染的重要性，培养关注社会可持续发展的“科学态度与社会责任”。
1．煤的综合利用(1)煤的组成(2)煤的综合利用2．天然气的综合利用(1)主要成分：CH4(2)3．石油的综合利用(1)石油的组成：由多种碳氢化合物组成的混合物(2)石油的综合利用①②③④4．煤、石油、天然气为原料生产合成材料(1)三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。
(2)实例：乙烯制聚乙烯：n CH2==CH2――→催化剂CH 2—CH 2，丙烯制聚丙烯：n CH 2==CH —CH 3――→催化剂。
(1)把煤加强热使之分解的过程为煤的干馏( × ) 提示 必须隔绝空气加强热。
(2)在一定条件下，煤可以和氢气直接反应生成液体燃料( √ ) 提示 煤与氢气可以生成液体燃料，该过程为煤的直接液化。
(3)煤的气化和液化都是物理变化( × )提示 煤的气化为：C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2，煤的液化分直接液化和间接液化，直接液化为煤和氢气反应生成液体燃料，间接液化是以气化产物CO 和H 2为原料合成甲醇等，都为化学变化。
(4)石油的分馏产品为纯净物( × )提示 石油的分馏产品为沸点相差不大的烃的混合物。
(5)石油的裂解是为了获得更多的汽油等液体燃料( × )提示 石油的裂化目的是为了获取更多汽油等燃料，石油的裂解目的是为了获取乙烯等气态化工原料。
(6)许多性能优异的合成高分子材料的原始原料为煤、石油或天然气( √ )1．煤的气化、液化是物质三态(气、液、固)之间的变化吗？为什么？ 提示 不是，物质三态之间的变化是物理变化，煤的气化、液化是化学变化。
人教版高二化学选修2《课题3 石油、煤和天然气的综合利用》说课稿一、课程信息•学科：化学•年级：高二•版本：人教版•课题：石油、煤和天然气的综合利用二、教学目标1.了解石油、煤和天然气的产生与成因；2.了解石油、煤和天然气的组成与性质；3.掌握石油、煤和天然气的提取与加工方法；4.了解石油、煤和天然气的综合利用方式。
三、教学重点和难点•教学重点：石油、煤和天然气的组成与性质、提取与加工方法、综合利用方式；•教学难点：石油、煤和天然气的综合利用方式的掌握。
四、教学准备•PowerPoint或黑板；•教学课件或教学设计；•实验设备和化学试剂。
五、教学过程第一步：导入（5分钟）1.准备一个图片展示石油、煤和天然气的重要作用，如环境问题、能源问题等；2.与学生进行互动，引起学生的兴趣和注意。
第二步：知识讲解（20分钟）1. 石油的产生与成因•石油的定义：一种深埋地下、由动植物残体经过长时间压力和温度作用形成的复杂混合物。
•石油的成因：主要由海洋中的浮游植物和原生动物死亡后沉积在海底，经过长时间的压力和温度作用，变成石油。
2. 煤的产生与成因•煤的定义：由含碳量较高的有机质变质形成的一种燃料。
•煤的成因：主要由陆地上的植物死亡后沉积在湖泊、河流等地，经过长时间的压力和温度作用，变成煤。
3. 天然气的产生与成因•天然气的定义：指天然界中主要由甲烷组成的气体。
•天然气的成因：主要由海洋中的藻类和原生动物死亡后沉积在海床上，经过长时间的压力和温度作用，变成天然气。
第三步：实验演示（30分钟）1.实验一：石油的提取与分离实验–实验目的：了解石油的提取与分离方法。
–实验步骤：取一份含有石油的土壤样品，通过萃取、蒸馏等方法提取石油，再通过分离漏斗、旋转蒸发等方法分离石油中的不同组分。
2.实验二：煤的分解与生成燃气实验–实验目的：了解煤的分解过程和生成燃气的方法。
–实验步骤：将煤样进行加热分解，观察并收集生成的燃气，在点火条件下测试其可燃性。
石油、煤和天然气的综合利用【学习目标】1、了解煤和石油综合利用的最新进展；2、了解天然气综合利用的最新进展。
【要点梳理】要点一、石油的炼制1．石油的成分：石油所含的元素主要成分是碳和氢（碳、氢在石油中的质量分数平均为97%～98%），它主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。
从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃。
2．石油的炼制【：化学与资源开发利用#石油的炼制】 （1）石油的分馏①原理：石油是烃的混合物，因此没有固定的沸点。
含碳原子数越少的烃，沸点越低。
因此，在给石油加热时，低沸点的烃先汽化，经过冷凝液化后分离出来。
随着温度的升高，较高混点的烃再汽化，经过冷凝液化后，又分离出来。
这样不断地加热汽化和冷凝液化，就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。
这种方法就是石油的分馏。
分馏出来的各种成分叫做馏分。
每一种馏分仍然是多种烃的混合物。
②产品：石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油和重油。
③石油分馏的实验：仪器：蒸馏烧瓶、冷凝管、接液管、锥形瓶、温度计导管、温度计、酒精灯等。
实验装置：实验操作：a ．检查气密性。
b ．加药品：将待蒸馏液通过玻璃漏斗小心倒入蒸馏烧瓶中。
不要使液体从支管流出。
加入几粒沸石，塞好带温度计的塞子。
c ．加热：用水冷凝时，先打开冷凝水龙头缓缓通入冷水，然后开始加热。
d ．观察沸点及收集馏分：用锥形瓶分别收集60～150℃和150～300℃时的馏分，就可以得到汽油和煤油。
实验注意事项：a ．蒸馏瓶要干燥，装入原油体积不能超过容积的2／3；b ．蒸馏瓶内加入碎瓷片或沸石以防暴沸；c ．温度计水银球的位置应在蒸馏瓶的支管口下缘处；d ．从冷凝管下端进水口通入冷水，从上端出水口流出。
（2）石油的裂化①原理：裂化就是在一定的条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。
在催化作用下进行的裂化，又叫做催化裂化。
例如C 16H 34,−−−−→催化剂加热加压C 8H 18+C 8H 16。
普通高中课程标准实验教科书—化学选修第二册[人教版]第二单元化学与资源的开发利用课题3 煤、石油和天然气的综合利用教学目的1.掌握煤、石油和天然气等综合利用中基本的化学原理。
2.通过调查讨论煤、石油和天然气等综合利用的最新进展。
3.了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展概况。
教学重点、难点：煤、石油和天然气等综合利用中基本的化学原理。
探究建议：1.收集资料：海水、煤、石油和天然气等资源的综合利用。
2.绘制图表：石油化工或其他化工的主要原料、过程和产品3.讨论：资源的循环利用、能源的优化应用、环境的源头治理对可持续发展的意义。
4.调查当地固体废弃物（如粉煤灰）的回收和利用情况，讨论存在问题的解决途径。
课时划分：一课时教学过程：见PPT文件[课堂练习]1、下列叙述正确的是ADA、含有十八个以上碳原子的烷烃，经催化裂化可得到汽油。
B、裂化汽油可用来萃取溴水中的溴C、分馏和干馏都是物理变化D、煤焦油是混合物，可通过分馏使其主要成分进一步分离开来。
2、下列说法不正确的是CA、石油裂化是为了得到更多的汽油B、石油裂解是为了获得短链不饱和烃C、石油分馏可将各种烃分离开来D、石油减压分馏是得到汽油、煤油等3、下列实验中需要温度计，但温度计不需插入液体中的是BA、苯的硝化B、石油的分馏C、溶解度测定D、乙烯的制取4.下列说法中错误的是DA.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C18以上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混合物D.煤中含有苯和甲苯，可以通过分馏的方法将它们分离出来5.工业上大量获取乙烯、丙烯、丁二烯等采用的方法是CA.石油的热裂化B.石油的催化裂化C.石油的裂解D.石油的分馏6.下列物质中能用于萃取溴水中的溴的是ADA.直馏汽油B.裂化汽油C.酒精D.已烷7.一辆卡车在起动，刹车时排出黑烟，由此可推断这辆车所用的燃料是BA.汽油B.柴油C.酒精D.液化石油气8.在实验室进行下列实验时，必须在反应物中加入碎瓷片以防止暴沸的有ACA.制乙烯B.制溴苯C.蒸馏石油D.裂化石蜡9.某混合气体通过溴水(使其褪色)，再通过灼热的氧化铜(使其黑色变红色)，再通过无水CuSO 4白色粉末(使其变蓝色)，再通过澄清石灰水(石灰水由澄清变浑再变清)，最后剩 余气体在空气中点燃，火焰呈淡蓝色，这混合气体是BA.水煤气B.焦炉煤气C.石油液化气D.天然气10.煤和石油是宝贵的___________________，它们既是当今最主要的能源，又是十分重要的化工原料，可用于制造____________、____________、____________、____________、 ____________等等。
课题3 石油、煤和天然气的综合利用●了解石油和煤是有机物的主要来源，是各类化工生产的基础。
●理解石油分馏、裂化、裂解的基本原理；了解对石油初步加工的主要产品。
●了解煤的干馏原理，了解煤干馏产品的主要成分和用途。
●了解一碳化学的发展；通过调查讨论煤、石油和天然气等综合利用的最新进展。
〔知识梳理〕1．石油所含的基本元素是，还含有少量的等。
石油主要是由各种组成的混合物，因此，它没有固定的点和点。
地下开采出来的原油是________色的状物质。
2．工业上常用的方法，把石油分成沸点不同的产品，分离出来的产品叫，这些产品仍然是物。
3．为了获得更多的轻质油，工业上常把相对分子质量较大、沸点较高的烷烃，采用的方法，进行分解，目的是为了提高的产量；也可以将长链烃在更高的温度下，进行深度裂化，目的是使长链烃断裂为、、等短链烃，这种方法又称为。
4．煤的组成元素主要是，还有少量的等元素，煤是由无机物和物组成的复杂的混合物。
将煤在使其分解的过程叫煤的干馏。
煤干馏后的主要产品是；能有力证明煤的主要成分不是碳单质的事实是。
5．为了减少煤对环境的污染，人们将煤进行和，使煤变成清洁的能源，同时提高煤的燃烧效率。
写出煤的气化的有关化学方程式、。
6．写出煤气化的主要反应的化学方程式：；天然气重整的化学方程式为。
〔方法导引〕1．石油的炼制2．煤的综合利用3．几组易混淆概念的比较⑴分馏和干馏的本质区别：分馏是对石油固有的成分的分离，为物理变化；干馏是对煤强热分解得到新产物，为化学变化。
⑵煤和木炭、焦炭组成不同：煤是以碳为主的复杂有机物和无机物的混合物，而木炭、焦炭的成分就是碳单质，所以木炭、焦炭易于燃烧，而煤不易燃料。
⑶天然气和焦炉气不同：天然气是一种化石燃料，它蕴藏在地层内，从气井上开采的可燃性气体，其主要成分是CH4、C2H6、C3H8等小分子烷烃，主要是CH4，它既是一种重要能源，又是一种重要的工业资源。
焦炉气是煤干馏所得产物之一，其主要成分是H2、CH4、CO、C2H4等，它也是重要的气体燃料和化工原料。
[例题1]下列说法错误的是（）。
A．化石燃料在任何条件下都能燃烧B．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体C．直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好D．固体煤变为气态燃料后，燃烧效率将更低[解析]本题考查燃料充分燃烧的条件及能源的综合利用等知识。
化石燃料只有在一定的温度和氧气存在情况下才能燃烧。
化石燃料不经深加工处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2等有害气体。
煤、石油等化石燃料经深加工后变为气体燃料，不仅能减少SO2对大气的污染，而且能提高燃烧效率，也便于输送。
所以选项A、D错误，B、C是正确的。
[答案]AD[例题2]有一套以天然气为燃料的灶具，改用石油气(C3H8)为燃料，使用时应采取的措施是，其原因是。
[解析]天然气的主要成分是CH4，其燃烧的化学方程式为：CH4＋2O2→CO2＋2H2O；石油气燃烧的方程式为：C3H8＋5O2→3CO2＋4H2O，由方程式可知，燃烧等体积的天然气和石油气，石油气消耗O2的体积大。
故改装灶具时应该增大空气的进气量或减少石油气的进气量。
[答案]应增大空气的进气量或减少石油气的进气量；因燃烧等体积的天然气和石油气时，石油气消耗的氧气的体积大。
[例题3]科学家致力于CO2“组合转化”技术研究，把过多的CO2转化为有益于人类的物质，如将CO2和H2按1﹕4的比例混合，通入反应器，在适当的条件下，可获得一种主要的能源，请完成以下化学方程式：CO2＋4H2→（）＋2H2O若将CO2与H2混合，在一定条件下以1﹕3的比例发生反应，生成某种重要的化工原料和水，该化工原料可能是（）。
A．烷烃B．烯烃C．炔烃D．芳香烃[解析]从原子守恒来讲，1molCO2与4molH2反应生成2molH2O，同时另一种物质必有1molC和4molH，所以是CH4。
同理，1molCO2＋3molH2→2molH2O＋1molCH2，即该烃的最简式为CH2，即为烯烃。
[答案]CH4；B〔基础训练〕1．天然气的主要成分是（）。
A．CO B．CH4C．C2H4D．H22．下列变化不属于化学变化的是（）。
A．煤的干馏B．石油的分馏C．催化裂化D．裂解3．在相同条件下，对环境污染程度最小的燃料是（）。
A．液化气B．煤油C．煤饼D．木柴4．石油裂化的目的是（）。
A．提高轻质液体燃料的产量B．获得短链不饱和气态烃C．主要是提高汽油的质量D．主要是提高汽油的产量5．工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯采用的方法是（）。
A．石油的分馏B．石油的裂化C．石油的裂解D．直馏汽油的催化重整6．通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展的标志是（）。
A．石油的产量B．乙烯的产量C．合成纤维的产量D．硫酸的产量7．某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面，观察到这辆卡车在起动、刹车时排出黑烟，由此可推断这辆卡车所用的燃料是（）。
A．酒精B．汽油C．柴油D．液化石油气8．为了减少大气污染，许多城市推广清洁燃料。
目前使用的清洁燃料主要有两类，一是压缩天然气，另一类是液化石油气。
这两类燃料的主要成分是（）。
A．碳水化合物B．碳氢化合物C．氢气D．醇类9．我国即将全面禁止使用含铅汽油（含铅汽油中溶有能提高汽油抗震性的四乙基铅），其主要目的是（）。
A．减少汽车尾气中氮的氧化物的排放量B．提高汽油的燃烧值C．消除汽车尾气中的铅对大气的污染D．提高汽油的抗震性10．下列说法正确是（）。
A．煤的干馏是物理变化B．石油裂解的目的主要是为了得到更多的汽油C．石油分馏能得到不同沸点范围的产物D．石油裂化主要得到是乙烯、丙烯等11．我国最近从国外引进一套设备，它可以有效地消除“白色污染”，把回收的废旧塑料加工成汽油、煤油等。
试分析在该加工过程中发生的主要反应类型为（）。
A．裂解B．裂化C．分馏D．干馏12．含有5个C原子的烷烃催化裂化可生成的烯烃最多是（）。
A．2种B．4种C．5种D．6种13．近年来，我国部分地区陆续发现了“毒油”，所谓“毒油”是指混有汽油的食用油，不宜食用。
下列有关说法中正确的是（）。
A．汽油是纯净物，有固定的沸点B．汽油只能是石油分馏得到C．可用静置后看其是否分层来判断食用油中是否混有汽油D．汽油是含碳原子数为5～11的多种烃的混合物14．把下列各物质的制取方法填写在各题后面的空格中：⑴用煤制取煤焦油 ；⑵用煤焦油制取二甲苯 ；⑶用石蜡制汽油 ；⑷用煤油制乙烯 。
15．能源在我国的社会主义建设中的作用举足轻重，目前我国主要的能源品种仍然是煤、石油、天然气，试以它们各自的主要成分C 、C n H 2n＋2、CH 4为代表，写出燃烧的化学方程式 、 、 。
比较当它们质量相同时，哪一种燃料对环境造成的负面影响（产生温室效应）最小 。
16．作为国家正在实施的“西气东输”工程终点站，上海将逐步改变以煤、石油气为主的能源结构，这对解决城市环境污染意义重大。
目前上海大部分城市居民所使用的燃料主要是管道煤气，浦东新区开始使用东海天然气作为民用燃料，管道煤气的主要成分是CO 、H 2和少量烃类，天然气的主要成分是CH 4，它们的燃烧反应如下：2CO ＋O 2 2CO 2 2H 2＋O 2 2H 2O CH 4＋2O 2CO 2＋2H 2O根据以上化学方程式判断：燃烧相同体积的管道煤气和天然气，消耗空气体积较大的是 ，因此燃烧管道煤气的灶具如需改烧天然气，灶具的改进方法是 进风口（填“增大”或“减小”），如不作改进可能产生的不良结果是点燃 点燃点燃。
除甲烷外，还有少量乙烷、丙烷、丁烷等，它们的某些性质见右表：试根据以上某个关键数据解释冬天严寒季节有管道煤气火焰很小，并且呈断续状态的原因是。
〔拓展提高〕17．下面是对三种不同类型汽车（以序号1、2、3表示）的废气排放情况进行了比较。
这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车、以天然气（主要成分是甲烷）为燃料的汽车和电动汽车。
请判断其中序号为⑴的是汽车，序号为⑶的是汽车。
×105Pa的沸点如下表所示：有人发现液化石油气用完后,残留在钢瓶内的液体能溶解油脂,就将它倒出用来擦洗物件上的油污,这种废物利用的做法，是否可取？。
原因是。
19．汽车工业同能源工业的发展有着密切的联系。
由石油炼制可得到汽油和柴油等燃料。
它们的主要成分是类化合物。
目前有些国家把煤气化成CO和H2，然后再经催化合成液体燃料甲醇，甲醇代替汽油作发动机的燃料。
⑴试写出CO、H2合成甲醇的化学方程式，甲醇燃烧的化学方程式为。
⑵在汽车尾气中，造成大气污染的主要物质是和。
现在人们正研究在汽车尾气出口处安装催化转化装置，可消除主要污染物，试写出化学方程式。
⑶氢气最有希望成为未来汽车的理想燃料，氢气作为燃料的主要优点是。
20．用CO和H2在443K～473K的温度下，并用钴(Co)作催化剂时，可以反应生成n ＝5～8的烷烃，这是人工合成汽油的方法之一。
⑴写出用C n H 2n+2表示的人工合成汽油的配平化学方程式 。
⑵如果向密闭的合成塔里通入恰好能完全反应的CO 和H 2，当完全反应时，合成塔温度不变，而塔内气体压强降低为原来的2/5，通过计算说明这里有无汽油生成。
⑶要达到上述合成汽油的要求，CO 和H 2的体积比的取值范围是多少？基础训练参考答案1．B 2．B 3．A 4．AD 5．C 6．B 7．B 8．B 9．C10．C11．B 12．C 13．D14．⑴干馏 ⑵蒸馏 ⑶裂化 ⑷裂解15．C ＋O 2 CO 2 C n H 2n ＋2＋ O 2nCO 2＋(n ＋1)H 2OCH 4＋2O 2 CO 2＋H 2O CH 416．天然气 增大 不能充分燃烧，生成有毒的CO 丁烷遇冷凝结为液体使管道内气流不畅17．电动 以汽油为燃料18．不可取 因残留物为戊烷和戊烯，在空气中它们易挥发成气体，当空气中它们达到一定比例后，遇明火会发生爆炸，所以不可取19．烃 ⑴CO ＋2H 2 CH 3OH点燃点燃 催化剂点燃 3n+22CH 3OH ＋3O 2 2CO 2＋4H 2O⑵碳的氧化物 氮的氧化物 2CO ＋2NO N 2＋2CO 2 ⑶燃料热高，无污染20．⑴nCO ＋(2n+1)H 2→C n H 2n+2＋nH 2O ⑵无汽油生成⑶ ≤ ≤ 点燃催化剂V(C V(H15 18。
