第二节　资源综合利用　环境保护教案设计

煤、石油、天然气的综合应用

适用学科

适用区域

知识点

化学

全国

1、天然气

2、石油的组成及其分馏产品

3、煤及其综合利用

适用年级

高一

课时时长（分钟）

60 教学目标

1、了解煤、石油和天然气的综合利用，特别是石油的利用

2、掌握石油的裂化和裂解

教学重点

教学难点

石油的分馏、裂解、裂化，煤的干馏

分馏与干馏的区别

教学过程

一、复习预习

石油是工业的血液，石油化工是化学工业的主体，可以说，没有石油化工，就没有我们今天的现代化生活。你知道石油炼制的基本原理、产品及其用途吗？

二、知识讲解

考点/易错点1

天然气

天然气系古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出，

天然气蕴藏在地下约3000—

4000米之多孔隙岩层中，主要成分为甲烷。

考点/易错点2

石油的组成及其分馏产品

成分：石油是烷烃、环烷烃和芳香烃组成的复杂的混合物，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，较高沸点的烃再汽化，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。这种方法就是叫做馏分。每一种馏分仍然是多种烃的混合

石油分馏的各种成分

石油分馏产品的沸点与成分

分馏产品

分馏温度（沸点）

碳原子数

用

途

粗

汽

油

煤油

柴油

润滑油

凡士林

重油

石油气

石油醚

汽油

40℃以下

40~60℃

60~205℃

205~300℃

300~360℃

360℃以上

360℃以上

360℃以上

C1-C4 C5-C6 C7-C9 C9-C16 C16-C18 C16-C20 C20-C24 残留物

燃料、化工原料

溶剂

内燃机燃料

燃料

柴油机燃料

机械润滑剂

防锈剂制药

燃料、建筑材料

②减压分馏。为了分离重油的成分，并防止温度过高而使烃分解，甚至炭化结焦损坏设备，因此在减压的条件下进行分馏，通常叫减压分馏。

③裂解与裂化。裂化是为了提高汽油的产量和质量，产品是裂化汽油，其中含有烯烃不能做溶剂;而裂解采用比裂化更高的温度，是为了获得大量的不饱和气体产物。裂化温度一般不超过500℃，而裂解温度一般是在700～1000℃，所以裂解就是深度裂化。裂解的目的是为了获取石油化工原料---工业“三烯”---乙烯、丙烯、1，3-丁二烯，裂解的原料是重油、石油气等。

④石油化工：把石油产品作原料经裂解等过程制得基础有机原料，进而生产大量化工产品。在石油化工业，常把乙烯的产量作为衡量石油化工业发展水平的标志。

考点/易错点3

煤及其综合利用

煤是有机物、无机物组成的复杂的混合物。

煤的干馏

将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏

表一

煤干馏的主要产品和用途

干馏产品

出

炉

煤

气

焦炉气

粗氨水

粗苯

煤

焦

油

碳

氨、铵盐

苯、甲苯、二甲苯

苯、甲苯、二甲苯

主要成分

氢气、甲烷、乙烯、一氧化主要用途

气体燃料、化工原料

氮肥

炸药、染料、医用、农用、合成材料

酚类、萘

沥青

焦

炭

碳

染料、医用、农用、合成材料

建筑材料、制碳素电极

冶金、合成氨造气、电石

三、例题精析

【例题1】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

【答案】：C。

【解析】：按一般常识，汽车所用的燃料为汽油或柴油，且酒精、液化石油气燃烧一般不会产生黑烟，所以答案应在(B)、(C)中选择。汽油的主要成分为C5～C11的烷烃，柴油的主要成分为C15～C18的烷烃，柴油分子中的碳原子数目多于汽油分子中的碳原子数，而碳原子数越多的烷烃，其中碳的质量分数越大，燃烧时多发生不完全燃烧，生成C等而产生黑烟。故排出黑烟者，其燃料为柴油。

【例题2】可用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的试剂是(

)

A．乙醇

B．溴的四氯化碳溶液

D．盐酸

C．NaOH溶液

【答案】B 【解析】裂化汽油由饱和烃和不饱和烃组成，直馏汽油仅含饱和烃，故可利用不饱和烃的性质来选择试剂。

四、课堂运用

【基础】下列关于石油的说法不正确的是(

) A．石油主要含C、H两种元素

B．石油主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物

C．石油有固定的熔点

D．石油分馏得到的汽油是混合物

【答案】：C

【解析】：石油是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物。混合物没有固定的

熔沸点。石油分馏所得馏分为混合物。

【巩固】石油裂解的目的和原理是(

) A．使具有长链的烃深度裂化，断裂成各种短链的气态不饱和烃和少量液态烃

B．使直链烃转化为芳香烃

C．避免炭化结焦

D．除去石油中的杂质

[答案]：A

[解析]：A项，石油的裂解是深度裂化，目的是为了获取大量石油化工原料。作为合成原料的主要是气态烯烃，其中以乙烯量为最大，其次还有丙烯、丁二烯等。裂化产物中还有作为芳香烃的液态产品：苯、甲苯、二甲苯；B项，使直链烃转化为芳香烃属于结构的重新调整；C项，重油采用减压蒸馏是为了避免炭化结焦；D项与裂解原理和目的无关。

【拔高】现有两种烯烃：CH2===CH2和CH2===CR2(R为烃基)，它们的混合物进行聚合反应，

产物中可能含有(

)

A．①⑤

【答案】D

【解析】根据乙烯的聚合反应，两种烯烃双键打开后的结构为—CH2—CH2—、—CH2—CR2—，CH2—CH2CH2CH2CR2CH2故得不到产物④。

CH2CH2CH2CR2CH2—CR2R的位置不变，

B．②④

C．①③⑤

D．①②③⑤

课程小结

蒸馏、分馏和干馏的区别

1．蒸馏：把液体加热到沸腾变为蒸气，再使蒸气冷却凝结成液体的操作。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到混合物分离或除杂的目的。被蒸馏的混合物中至少有一种组分为液体。各组分沸点相差越大，挥发出的物质越纯。若不同组分之间沸点相差小，或不同组分互溶形成恒沸液体，则馏分不纯。常见的实验有蒸馏水的制取。

2．分馏：对多组分的混合物在不同温度下先后、连续进行两次或多次蒸馏。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为两种或多种馏分而达到混合物分离或除杂的目的。常见的实验有石油的分馏，要注意的是石油分馏的产品都是混合物。

3．干馏：把固体混合物(如煤、木材)隔绝空气加强热使之分解的过程叫做干馏。

(1)在煤的干馏过程中所发生的是很复杂的化学变化和物理变化。

(2)将煤干馏的条件有两个：一是要隔绝空气，目的是防止煤在空气中燃烧；二是要加强热。

(3)煤在干馏过程中生成了许多新的物质，如苯、萘等，发生的是复杂的化学变化。

(4)煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，煤中并不含小分子有机物苯、萘等。苯、萘等物质是煤的分解产物煤焦油中所含有的，这一点要注意。