第三节 煤、石油和天然气

【新教材】煤、石油和天然气的综合利用【学习目标】1、认识三大化石原料及其组成2、掌握石油的分馏、裂化和裂解的含义及煤的干馏、气化和液化的含义 【主干知识梳理】 一、煤的综合利用 1、煤的组成(1)物质组成：有机物和少量无机物组成的复杂混合物(2)元素组成：主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素 2、煤的综合利用 (1)煤的干馏①概念：煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使煤中的有机物分解的过程，工业上也叫煤的焦化②发生的变化：煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应，煤的干馏是一个复杂的物理变化和化学变化过程 ③煤干馏的产品及用途——煤焦油、焦炭、粗氨水、粗苯、焦炉气氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 氨、铵盐 ①煤的干馏必须隔绝空气，目的是防止煤在空气中燃烧②煤的干馏能够减少燃烧污染，提高燃煤的热效率，且能从煤中提取有价值的化工原料 ③煤的干馏过程中发生的主要是化学变化，而蒸馏的过程发生的是物理变化 ④化学“三馏”的比较(2)①概念：将煤转化为可燃性气体②主要反应：C(s)＋H 2O(g)=====高温CO(g)＋H 2(g)③发生的变化：化学变化 (3)煤的液化①概念：把煤转化成液体燃料的过程 ②发生的变化：化学变化 ③分类：直接液化和间接液化a.直接液化：把煤炭制成煤浆，然后在高温、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b.间接液化：把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 【对点训练1】1、下图是实验室模拟煤的干馏的实验装置，下列有关叙述错误的是( )A ．图示实验中发生了化学变化B ．实验后水溶液的pH>7，溶液Y 是黑色黏稠的煤焦油，上层X 是粗苯等C ．气体Z 易燃，可以还原氧化铜D ．液体Y 是一种纯净物 2、下列属于物理变化的是( )①石油的分馏 ②煤的干馏 ③石油的裂化 ④铝热反应 ⑤由乙烯制备聚乙烯 ⑥将氧气转化为臭氧 ⑦乙烯催熟果实 ⑧将苯加入溴水中 ⑨海水蒸馏制取淡水 A ．①②③④ B ．①②⑤⑦ C ．①⑧⑨ D ．①②⑥⑨ 二、石油的综合利用 1、石油的形成及成分(1)形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的 (2)元素组成：碳、氢、硫、氧、氮等(3)物质组成：石油是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(4)物理性质：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 2、石油的炼制石油炼制的意义从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油叫做原油，还含有杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类。

煤炭石油天然气能源知识介绍煤炭、石油和天然气是水、食物和空气之后，人们生活中最重要的资源之一。

它们被称为化石燃料，是人类社会发展的基础和经济增长的支柱。

本文将介绍煤炭、石油、天然气能源的来源、开采方式、用途、环境问题以及未来发展趋势。

一、煤炭煤炭是地球上最常见的化石能源，是以植物遗体为原料形成的。

煤的种类很多，一般按照碳含量和化学性质分为烟煤、无烟煤、褐煤和泥煤等。

煤的用途很广泛，它可以被用于发电、钢铁生产、化工和家庭供暖等。

煤的开采方式有两种，一种是地下采矿，即在地下挖掘煤矿；另一种是露天开采，即在地表开采煤炭。

但是，煤炭的采掘和燃烧会产生大量的二氧化碳和其他有害气体，极大地污染了环境。

因此，煤炭的环境问题日益严重，各国政府纷纷采取措施限制煤炭的使用。

二、石油石油是一种液态燃料，是通过动物和植物的遗骸经过自然降解，压力和温度作用下形成的。

石油是世界上最重要的能源之一，广泛应用于交通工具、化工和农业等领域。

石油的提取方式有两种，一种是陆地油田，一种是海上油田。

石油精炼厂将石油转化成汽油、柴油、润滑油和化工原料等。

石油的燃烧会产生大量的二氧化碳和其他有害气体，对全球气候变化产生了严重影响。

因此，各国政府正在研究和推动开发更加清洁的能源替代石油。

三、天然气天然气是一种无色、无味、低密度的天然气体，主要由甲烷组成，也含有一些其他气体。

天然气广泛用于供热、发电和化工等领域。

天然气的开采方式主要有两种，一种是常规天然气开采，一种是非常规天然气开采（如页岩气和煤层气）。

天然气燃烧时产生的碳排放比燃煤和石油低，在环保方面较为环保。

因此，随着全球对环境问题的重视，天然气的利用率越来越高。

四、未来趋势随着全球经济的发展和人口的增长，对能源的需求将持续增加。

但是，传统能源的开采和使用对环境和气候变化造成了严重影响，因此，开发清洁和可再生能源是未来的趋势。

清洁能源包括太阳能、风能、水能和地热能等，是使用常规能源产生的二氧化碳排放数量。

10.煤、石油和天然气【课标落实】1.本单元通过一系列观察、比拟、实验、测量、交流等活动，落实《课程标准》高年段的课程目标。

科学知识：认识人类与自然资源和能源的关系，知道地球是人类应当珍惜的家园。

科学探究：能基于所学的知识，运用分析、比拟、推理、概括等方法得出科学探究的结论，判断结论与假设是否一致。

能基于所学的知识，通过观察、实验、查阅资料、调查、案例分析等方式获取实物的信 ,官、O 科学态度：在尊重证据的前提下，坚持正确的观点；当多人观察、实验结果出现不一致时，不急于下结论，而是分析原因，再次观察、实验，以事实为依据做出判断。

能大胆质疑，从不同视角提出研究思路，采用新的方法，利用新的材料，完成探究、设计与制作，培养创新精神。

科学、技术、社会与环境J认识到人类、动植物、环境的相互影响和相互依存关系，了解地球上的资源是有限的，人类活动会对环境产生正面和负面的影响，自觉采取行动保护环境。

2.本课学习内容基于《课程标准》课程内容中“地球与宇宙”的高年段要求。

3.知道煤、石油和天然气都是古代生物的遗迹，在地球演化过程中由于高温高压的作用而形成的。

【教材分析】《煤、石油天然气》是苏教版科学六年级下册第3单元《自然资源》的第二课时。

通过前面一课的学习，学生已经认识了各种各样的自然资源，了解到这些资源在生产生活中发挥着重要的作用，人类的现代生活与自然资源密不可分。

本课教学内容分四个局部：第一局部，通过煤、天然气、石油是什么样的这个话题引入本课学习，引导学生关注现代社会的这三大能源支柱。

第二局部，认识煤石油天然气的形成过程，通过阅读资料的呈现，引导学生在图文学习苏教版小学科学六年级下册第3单元《自然资源》1中认识理解煤石油天然气的成因，都是由古代生物被掩埋和沉积，在高温高压作用下经过一系列生物以及物理化学变化形成的，具有不可逆性。

第三局部，模拟石油开采，在动手探究中理解石油开采的原理。

实验中小石子模拟岩层，食用油模拟岩层中的石油，通过往里面灌水的方式增加底部压力，利用油的低密度特性使其浮于水上，并使油从导管排出。

化石燃料是人类生产生活中一种重要的能源资源，它的运输和存储方式关系到我们对化石能源的有效利用。

本文将从存储方式和运输方式两个方面探讨化石燃料的相关问题，帮助大家更好地了解这方面内容。

一、化石燃料的存储方式化石燃料包括煤、石油和天然气三种类型，它们的存储方式各有不同。

1.煤的存储方式煤是用于火力发电的重要燃料，一般情况下，煤炭一般经过加工后压缩成球状或葫芦状，再进行运输和储存。

在储存过程中，尽量使煤炭不受潮、不受震动，并贮存在防潮、防爆、防火的平整地面上。

2.石油的存储方式石油是化石燃料中最重要的一种，它以液态的形式存在，储存在油罐中。

油罐可以分为圆罐形和扁罐形两种，圆罐形通常用于储存粗油，扁罐形则多用于储存馏出物。

石油的储存还要考虑温度，一般情况下会在储存前加热，这样可以降低石油的黏度，方便加工使用。

3.天然气的存储方式天然气是以气态状态存在的化石燃料，其主要储存方式是通过采用高压压缩和液化两种方式进行储存。

高压压缩通常使用高压气瓶进行储存，而液化则需要采用专门的液化设备将天然气压缩，其液化后的体积只有原来的1/600，方便储存和运输。

二、化石燃料的运输方式化石燃料在生产和使用过程中需要进行运输，其运输方式也对整个生产过程产生影响，下面是各种化石燃料的运输方式。

1.煤的运输方式煤的运输一般采用铁路、公路、水路等方式，其中以铁路运输最为主流。

铁路运输通常采用集装箱运输，稳定安全且效率高。

此外，在煤的运输过程中还需要注意降低途中煤的损耗率，尽量避免坍塌和潮湿等现象的发生。

2.石油的运输方式石油的运输方式主要有海运、陆运和管道运输三种方式。

其中，海运和管道运输具有大量运输和长距离运输的能力。

管道运输是石油运输的主要方式之一，其行驶过程中需要加强设备维护和检查，避免漏油等情况的发生。

3.天然气的运输方式天然气的运输主要采用管道运输和液化天然气运输两种方式。

管道运输方式下，天然气会通过管道输送到燃烧站点。

小学科学21煤石油天然气（教案）煤石油天然气的教学内容一、教学目标通过本节课的学习，学生应能够：1. 了解煤、石油和天然气的基本概念以及它们的形成过程；2. 掌握煤、石油和天然气的用途与重要性；3. 了解煤、石油和天然气的替代能源；4. 培养学生的科学探究能力和实践操作能力。

二、教学重点1. 煤、石油和天然气的定义、形成过程及用途；2. 煤、石油和天然气的替代能源。

三、教学难点1. 培养学生的科学探究能力；2. 分辨煤、石油和天然气的不同特点。

四、教学准备1. 教师准备：（1）教学PPT；（2）实验器材：烧杯、酒精灯、创口贴、垃圾袋等；（3）实验材料：煤、石油和天然气的样本；（4）教学实验操作说明。

2. 学生准备：准备好笔、本子、实验记录表。

五、教学过程步骤一：导入（10分钟）1. 引导学生回顾上节课所学的知识——“化石燃料”，并简要复习。

2. 提问：你们平时用到哪些化石燃料？我们的家庭和社会面临哪些问题？为什么要研究煤、石油和天然气？3. 提出本节课的学习目标，并激发学生的学习兴趣。

步骤二：学习煤、石油和天然气（30分钟）1. 利用PPT介绍煤、石油和天然气的基本概念、形成过程和用途。

同时，通过生动的图片和示意图，引起学生对这些能源的兴趣和好奇心。

2. 给学生展示煤、石油和天然气的样本，引导学生观察、比较它们的不同特点，并填写实验记录表。

3. 分组讨论：请学生就自己所在地区煤、石油和天然气的使用及相关问题进行小组讨论。

每个小组选择一个代表进行发言，并和其他小组进行交流。

步骤三：实验探究（40分钟）1. 小组实验：设计独立实验，通过实验方法和记录数据来验证煤、石油和天然气的特性。

2. 实验内容：（1）选择合适的实验器材和实验材料；（2）进行实验操作，并记录实验结果；（3）对实验结果进行讨论，总结实验结论。

步骤四：学习替代能源（20分钟）1. 利用PPT介绍煤、石油和天然气的替代能源，如太阳能、风能、水能等，并对比它们与化石能源的优劣势。

课题：煤、石油和天然气教学目标：1.知道煤、石油和天然气是目前人类利用规模最大的能源，它们的形成与太阳能有关。

2.知道煤、石油和天然气的形成需要漫长的时间，属于不可再生资源。

3.能基于对相关科学事实的梳理和分析，对煤、石油和天然气的形成原因作出合理的推测。

4.对探究煤、石油和天然气等不可再生资源的成因感兴趣。

5.在科学探究中能接受别人的批判意见，调整自己的观点，在小组内愿意沟通交流，分享自己的观点。

6.认识到人类、动植物及环境存在相互影响和相互依存的关系，知道地球上的资源是有限的。

教学重点：知道煤、石油和天然气的形成需要漫长的时间，属于不可再生资源。

教学难点：对煤、石油和天然气的形成原因作出合理的推测。

教学预备：地下煤层分布的照片，有植物痕迹的煤块或图片。

搜集有关煤、石油和天然气形成过程以及现在储量、年开采量的信息。

教学过程：一、导入新课提问：煤、石油和天然气是目前人类利用最广的能源矿产。

它们大多深埋在地下，部分裸露在地表。

这些能源矿产是怎样形成的的？学生回答老师提出的问题。

谈话：今日我们就来研究这个问题。

板书课题：煤、石油和天然气二、科学实践活动：探究煤、石油和天然气的形成1.推测煤是怎样形成的。

观察书本第47面第二幅图片。

学生依据图片内容猜想煤是怎样形成的。

2.了解煤的形成过程。

阅读书本第48面最上面的图文，说一说科学家是怎样依据科学事实证据，推测煤的形成过程的？学生汇报讨论结果。

老师总结：2亿年前，在湖边有大量的植物体堆积，并被沉积的泥沙覆盖起来，与空气隔绝，同时受到高温高压作用，经过亿万年，变成了煤。

后来地壳运动，有的煤层露出地面。

3.了解石油、天然气的形成过程。

老师播放石油、天然气形成的视频。

讨论：这些能源矿产在形成上有什么共同特点，它们的形成与太阳能有什么关系？学生汇报讨论结果。

老师总结：这些能源矿产的形成都和生物有关。

植物通过光合作用制造养分，动物生存植需要以植物为食物。

因此，这些能源矿产的形成都和太阳能有关。

9.煤石油天然气1.煤被称为“工业的粮食”，石油被称为“工业的血液”，天然气的用途十分广泛。

2.煤、石油和天然气有哪些主要用途?煤的用途：发电、生产水泥、做家用燃料、供暖、冶金等。

一是用来发电。

电厂把煤的化学能转化为电能。

二是用来生产水泥。

在水泥的生产过程中，煤可作为燃料，煅烧后的残留物起部分原料作用，成为熟料的一部分参与物理、化学反应。

三是用作燃料。

煤是人类的重要能源，可作为工业和民用燃料。

四是用来供暖，煤是热电厂等大型供热锅炉的主要燃料之一。

五是用来冶金，冶金用煤的量也比较大等。

石油的主要用途：通用燃料、合成橡胶、硬化路面、制造塑料及化纤等。

一是石油可作为通用燃料。

石油炼制生产的汽油、煤油、柴油、重油以及石油气是当前能源的主要来源，石油提炼出来的石油气主要用于家庭和工业燃料。

二是石油是合成橡胶的原料之一。

合成橡胶是以石油、天然气、煤炭或农副产品为初始原料，通过多种化学方法先制取合成橡胶的基本原料(也叫单体)，再经过聚合或缩合反应以及凝聚、洗涤、脱水、干燥、成型等工序制得的具有弹性的高分子均聚物或共聚物。

三是用来硬化路面。

石油的剩余物沥青用于建设公路、硬化路面等。

四是制造塑料。

石油提炼出的化工产品可用于生产塑胶、衣服等。

五是制造化纤。

化学纤维是指用化学方法和机械加工得到的纤维状物体，有些化学纤维原料就是石油。

天然气的主要用途：汽车燃料、制造化肥、家用燃气、工业切制等。

一是天然气用于汽车燃料。

天然气作为能源，现在比较常见的就是作为CNG 加气站的气源。

二是制造化肥。

天然气中的碳可作为制作化肥的原料。

三是家用燃气。

天然气作为家庭生活燃料，主要用做饭、烧水、采暖等。

四是工业切制。

天然气的主要成分是甲烷，利用空气作助燃剂时理论燃烧温度可达到2300℃，用氧气作助燃剂温度则更高，完全达到了工业燃气的切割标准，可成功切制铁路道轨、厚钢板、钢坏等。

天然的用途很广，还能为工业生产提供能量、制造化工产品等，能用于造纸、冶金、采石等行业，还能用于废料焚烧及干燥脱水处理等。

煤炭、石油、天然气的形成煤炭石油天然气的形成煤炭、石油、天然气和生物质的利用一、石油和天然气1.石油的炼制和石油化工（1）认识石油形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的。

元素组成：C、H、S等物质组成：烷烃、环烷、芳香烃等，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。

物理性质：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。

石油是纯净物还是混合物？有无固定的沸点？答案：混合物无固定的沸点（2）原油：从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油，还含有杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类。

要炼制，其目的是将混合物进行一定程度的分离，使之物尽其用，另一方面，将含碳原子较多的烃转变为含碳原子较少的烃，做为基础有机化工原料。

（3）石油的分馏.工业上常用常压分馏和减压分馏的方法把不同沸点的产品分离出来，为了提高汽油产量，还可采用催化裂化的方法。

如十六烷分解反应方程式为：C16H34C8H18＋C8H16。

①常压分馏：将石油分成轻质油和重油常压分馏主要产品：轻质油:溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油等。

②减压分馏：将重油再进一步分成各种馏分。

重油进行减压分馏的产物主要有：重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青等。

（4）石油的裂化和裂解①石油裂化有热裂化和催化裂化两种热裂化：目的:提高汽油的产量缺点：温度过高，发生结焦现象催化裂化：目的:提高汽油的质量和产量催化剂:硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）②裂解：即深度裂化，使长链烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等短链烃，目的：制取短链烯烃。

如：己烷裂解反应C6H144＋CH2═CH2＋CH3CH═CH2＋其他15% 40% 20% 25% 2、天然气的利用（1）天然气的来源天然气（natural gas）又称油田气、石油气、石油伴生气。

开采石油时，只有气体称为天然气；石油和石油气，这个石油气称为油田气或称石油伴生气。

天然气的化学组成及其理化特性因地而异，主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧、硫化氢等。

小学科学煤石油和天然气（课件）学年六年级科学下册同步备课（苏教版）煤、石油和天然气是我们生活中非常重要的能源资源。

它们在工业、农业和家庭生活中发挥着不可或缺的作用。

作为小学生，我们应该了解这些能源的来源、用途和环境影响，以便更好地保护地球和合理使用这些资源。

首先，让我们来了解一下煤的来源和用途。

煤是一种化石燃料，形成于地壳深处，经过数百万年的压力和高温作用而成。

煤可以分为无烟煤、烟煤和褐煤等几个不同的种类。

在我国，煤是主要的能源来源之一，被广泛用于发电、供暖和工业生产等领域。

然而，煤的燃烧会产生大量的二氧化碳等温室气体，对环境造成污染和温室效应，因此我们应该提倡节约能源和环保用能的观念。

接下来，我们来了解一下石油的来源和用途。

石油是一种由有机物质经过长时间作用而形成的化石燃料。

它是地壳深处受高温和高压作用形成的，通常存在于地下数百米至几千米的油田中。

石油是一种重要的能源资源，广泛用于交通运输、化工生产等各个领域。

同时，化石燃料的使用也会产生大量的尾气和温室气体，对环境造成污染。

因此，我们应当鼓励使用清洁能源和发展新能源技术，以减少对石油的依赖。

最后，我们来了解一下天然气的来源和用途。

天然气是一种主要成分为甲烷的气体燃料资源，主要存在于地下深处的天然气田中。

天然气是一种清洁、高效的能源，广泛用于家庭生活、炼油和化肥生产等领域。

相较于煤和石油，天然气的燃烧产生的污染较少，对环境的影响相对较小。

因此，在能源使用方面，我们可以提倡多使用天然气，并开发天然气资源。

总的来说，煤、石油和天然气是我们生活中重要的能源资源。

然而，它们的使用也会对环境造成一定的影响。

因此，我们应该提倡节约能源、环保用能的理念，开发和使用更多的清洁能源，减少对化石燃料的依赖。

只有这样，我们才能共同保护地球的环境，创造一个更加美好的未来。