煤和石油的综合利用

【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。

课题3石油、煤和天然气的综合利用一、石油的综合利用1. 石油化工产品石油是一种贵重资源，除用作燃料外，还可制成各种化学产品，例如润滑油、塑料、橡胶、颜料、香料、合成纤维等。

其中，聚合物塑料产品的应用十分广泛，可以生产各种类型的塑料制品，如日常生活用品、电器、机械、汽车、建筑材料等。

2. 石油加工工厂石油加工工厂主要是将石油分离为不同组分，并在此基础上生产出各种产品，如汽油、煤油、柴油、天然气、石蜡、润滑油、沥青等。

其中，燃料油是其中最重要的产品之一，同样也是石油消费量最大的部分。

其余产品则大多用于工业、医药、化学、农业等领域。

3. 生物燃料生物燃料是指通过生物质材料（如植物、生物废物等）的发酵、水解、气化等方式生产出来的可用于燃料或替代燃料的物质。

它们在环保和可再生能源方面具有重要的意义。

其中，生物柴油作为一种可再生燃料，在世界各地逐渐得到推广和应用。

二、煤的综合利用1. 燃料煤作为重要的化石燃料，可以在发电厂和锅炉中被消耗掉，以产生热量和电能。

煤还可以用于家庭采暖和烤火。

近年来，通过煤的液化和气化，推出了煤制燃料油、煤制合成气、煤制甲醇等新型的清洁能源，以提高煤的综合利用率。

2. 化学原料煤作为一种丰富的资源，在化工领域有着重要的应用。

煤中含有丰富的化学元素，如碳、氢、氧、氮等，可以用于生产各种化学产品和化工原料。

例如合成氨、合成甲醇、合成氯仿、合成纺织纤维等。

3. 煤气煤气是一种通过煤的气化过程生成的燃气。

煤气可以用于城市燃气供应、发电、炼铁、化工加工等领域。

在中国，煤气也作为烹饪燃料广泛使用。

三、天然气的综合利用1. 燃料天然气是目前世界上广泛使用的燃料之一，它在清洁、高效、经济等方面具有显著的优势。

天然气主要用于发电、城市供暖、工业用途、交通运输等领域。

在中国，也逐渐推广天然气作为农村燃料，逐步替代煤炭。

2. 化学原料天然气主要由甲烷组成，可以通过氧化反应得到一系列化合物，如甲醛、甲酸、氰化物、苯等。

高一化学煤和石油的利用试题答案及解析1.下列物质不属于化石燃料的是A．木材B．煤C．石油D．天然气【答案】A【解析】化石燃料是指煤炭、石油、天然气等这些埋藏在地下和海洋下的不能再生的燃料资源。

化石燃料中按埋藏的能量的数量的顺序分有煤炭类、石油、油页岩、天燃气、油砂以及海下的可燃冰等。

因此答案选A【考点】考查对化石燃料理解的相关知识2.下列关于化石燃料及其加工说法正确的是A．天然气和沼气的主要成分都是甲烷，二者都是不可再生资源B．石油分馏和煤干馏都是物理变化，前者可得到汽油、煤油等，后者主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气C．石油裂化主要是为了提高轻质油的产量，尤其是汽油的产量D．煤的液化指的是把煤加热到熔点以上使其变成液体【答案】C【解析】A．天然气和沼气的主要成分都是甲烷，天然气是不可再生资源，沼气是可再生资源，原说法不正确；B．石油分馏是物理变化，煤干馏是化学变化，前者可得到汽油、煤油等，后者主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气，故原说法错误；C．石油裂化主要是为了提高轻质油的产量，尤其是汽油的产量，正确；D．煤的液化指煤经化学加工转化为液体燃料（包括烃类及醇类燃料）的过程，原说法不正确。

【考点】关于化石燃料及其加工说法正误判断。

3.下列关于煤的干馏的叙述中，正确的是（）A．煤的干馏是加热使煤分解的过程B．煤的干馏是化学变化，石油的分馏是物理变化C．煤干馏的目的是为了得到煤焦油D．煤是以单质碳为主的复杂混合物，干馏时单质碳与混合的物质发生化学变化【答案】B【解析】A、煤的干馏是隔绝空气加强热使煤分解的过程；B、煤的干馏是化学变化，石油的分馏是物理变化，正确；C、煤干馏的目的是为了得到煤焦油和焦炭等物质；D、煤是由复杂的有机物和少量无机物组成的混合物。

【考点】考查煤的组成、煤的干馏等相关知识。

4.下列说法不正确的是（）A．粘有油脂的试管可以用热的纯碱溶液洗涤B．石油的分馏、裂化、裂解都是化学变化C．食醋中含有乙酸，乙酸可由乙醇氧化得到D．煤可与水蒸气反应制成水煤气，水煤气的主要成分为CO和H2【答案】B【解析】石油分馏的原理是利用混合物中各组分沸点的不同进行分离的过程是物理变化，所以B 选项是错误的。

石油、煤炭和天然气的综合利用一、石油的综合利用石油的成分：主要含C 和H ，是各种烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物。

石油炼制和加工的主要目的：一方面将混合物进行一定程度的分离，使它们各尽其用；另一方面，将含碳原子较多的烃转变成含碳原子较少的烃，以提高石油的利用价值。

1、石油的常压分馏：①原理：利用沸点不同，将石油经过加热、冷凝，把石油分成不同沸点范围的产品。

本质属于物理变化。

②目的：从石油中得到石油气(C 4以内)、汽油(C 5—C 11)、煤油(C 11—C 16)、柴油(C 15—C 18)和重油(C 20以上)③设备：分馏塔。

实验装置如图。

温度计的水银球部分插入蒸馏烧瓶支管口的平行处。

蒸馏烧瓶放少量碎瓷片以防止暴沸。

增强热交换的效率。

2、石油的减压分馏①原理：利用压强对沸点的影响，在减压的条件 下，将重油经过加热、冷凝，把重油进一步分成不同沸点范围的产品。

本质也属于物理变化。

压强减小，降低沸点；压强增大，升高沸点。

②目的：从重油中得到重柴油和各级润滑油（轻润滑油、中润滑油、重润滑油） ③设备：分馏塔3、石油的裂化①原理：在一定条件下，把相对相对质量大的、沸点较高的、碳链较长的烃断裂成相对相对质量小的、沸点较低的、碳链较短的烃的过程。

裂化反应是一种反应类型。

例如：C 16H 34 催化剂 △ C 8H 18＋C 8H 16②目的：提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量。

4、石油的裂解①原理：裂化反应，深度裂化。

例如：C 8H 18C 4H 10＋C 4H 8 C 4H 10C 2H 6＋C 2H 4②目的：获得短链不饱和烃，特别是工业“三烯”（乙烯、丙烯、1，3—丁二烯）5、石油的催化重整①原理：在一定条件下，将支链少的、苯环少的烃转变成将支链多的、苯环多的烃。

②目的：获得芳香烃，以提高汽油的质量。

二、煤炭的综合利用煤是多种无机物和有机物的混合物。

1、煤的干馏①原理：把煤在隔绝空气的条件下加强热使其分解的过程。

煤、石油和天然气的综合利用1．了解煤、石油、天然气的组成及综合利用的意义。

2．了解煤、石油、天然气综合利用的内容。

一、煤、石油的综合利用1．煤的组成煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含有碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。

2．煤的综合利用(1)煤的干馏：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化。

主要产品：出炉煤气(包括焦炉气、粗氨水、粗苯)、煤焦油、焦炭(2)煤的气化：定义：将煤转化为可燃性气体的过程。

主要反应：C+H 2O=====高温CO+H 2(3)煤的液化：①直接液化：煤＋H 2―→液体燃料；②间接液化：煤――→气化CO 和H 2――→催化剂甲醇等(4)煤的综合利用的意义①减少污染物的排放；减少煤燃烧产生的SO 2、NO x 、CO 和粉尘等污染物的排放。

②提高煤燃烧的效率；煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高。

③获得重要的化工原料：通过煤的干馏，获得大量重要的化工原料。

3．天然气的成分及应用(1)天然气是一种清洁的化石燃料，主要成分是CH 4，常用作燃料，作为化工原料主要用于合成氨和生产甲醇等。

(2)天然气水合物是天然气与水在高压、低温条件下形成的类似冰状物质，主要成分是甲烷水合物，组成可表示为CH 4·n H 2O ，甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。

又称为“可燃冰”。

二、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(1)分馏概念：利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程。

目的：获得汽油、煤油、柴油等轻质油。

(2)裂化概念：将含碳原子较多、沸点较高的烃（重油）分裂为含碳原子较少、沸点较低的烃的过程。

目的：提高轻质液体燃料的产量，特别是汽油的产量。

原理：C 16H 34――――――→催化剂加热、加压C 8H 18＋C 8H 16。

十六烷辛烷辛烯(3)裂解概念：裂解就是深度裂化。

目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。