第二节　资源综合利用　环境保护特级教师教学实录

长沙县第一中学

高一化学人教版

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必修2

第四章

化学与自然资源的开发利用

第二节

资源综合利用

环境保护(第1课时) 使用说明与学法指导：

1.请同学们认真阅读课本，划出重要知识，规范完成课前自主学习部分，并熟记基础知识，用红色笔做好疑难标记。

2.联系课本知识和学过的知识，小组合作、讨论完成合作探究案内容，组长负责，拿出讨论结果，准备展示、点评。

3.及时整理展示、点评结果，规范完成学案当堂巩固练习，改正完善并落实好学案所有内容。

4.把学案中自己的疑难问题和易忘、易出错的知识点以及解题方法规律，及时整理在典型题本上，多复习记忆。

学习目标

1.了解煤、石油、天然气作为能源及化工原料的综合利用。

2.掌握煤的干馏、液化、气化的原理及利用。

3.掌握石油的裂化、裂解反应及聚合反应的定义及应用。

学习重、难点:

重点：煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用。

难点：石油裂化的原理。

一、煤、石油、天然气的综合利用

1.煤的综合利用

(1)煤的组成

煤是由

和少量

组成的复杂混合物。煤的元素组成主要是

，还含有少量的

、

、N、S等元素。

(2)煤的综合利用

煤的综合利用主要是通过煤的

、煤的

和

，获得洁净的

和多种化工原料。

①煤的干馏

煤的干馏是将煤

加强热使其

的过程，也叫煤的焦化。

②煤的气化

a.意义：将煤转化为

的过程。

b.主要反应方程式：

。

③煤的液化

a.直接液化：使煤与

作用生成液体燃料。

b.间接液化：使煤先气化为

和

，再催化合成

。

2.天然气的综合利用

(1)成分：主要成分是

。

(2)用途：天然气是一种清洁的

，又是重要的化工原料，主要用于

和

等。

3.石油的综合利用

(1)石油的成分

从组成元素上看，石油的成分主要是

和

。

从组成物质上看，石油是由各种

烃、

烃和

烃组成的混合物。

(2)石油的分馏

1

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利用原油中各组分

的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程叫做分馏。

(3)石油的裂化和裂解

裂化就是在一定条件下，将

较大、沸点较高的烃断裂为

较小、沸点较低的烃的过程。

裂解又叫

裂化，是石油化工生产过程中，以比裂化更高的温度，使长链烃断裂成短链烃——乙烯、丙烯等的加工过程。

(4)石油的催化重整，可以使链状烃转化为

，从而获得苯、甲苯等重要化工原料。

(5)蒸馏、分馏和干馏的区别与联系

蒸馏：把液体加热到沸腾变为

，再使

冷却凝结成

的操作。蒸馏可使混合物中沸点较低的组分挥发而达到

的目的。被蒸馏的混合物中至少要有一种组分为液体。各组分沸点差别

，挥发出的物质(馏分)

。若不同组分之间沸点差别小，或不同组分互溶形成恒沸液体，馏分则不纯。

分馏：对多组分混合物在控温下先后、连续进行的

。分馏可使多组分混合物在一个完整的操作过程中分离为

馏分而达到

的目的。

干馏：把

混合物(如煤、木材)

加强热使它

的过程叫做干馏。

蒸馏与分馏同属

变化，干馏过程往往发生复杂的

变化。

4.以煤、石油和天然气为原料生产合成材料

(1)三大合成材料：

、

、

。

(2)加聚反应：由相对分子质量小的化合物通过加成反应相互结合成相对分子质量很大的高分子化合物的反应。

乙烯的加聚反应方程式为

。

(3)高分子化合物中的几个化学用语(以聚乙烯为例) ①单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，如

。

②链节：高分子化合物中的最小重复单元，如

。

③聚合度：高分子化合物中的链节数，如聚乙烯中的n。

a.制备聚丙烯：

催化剂nCH3CH=CH2――→

。

CH3CH3b.制备聚2-丁烯([CHCH]n) 催化剂nCH3CH=CHCH3――→

。

探究一：煤的综合利用

例1.煤的干馏(

) A.就是煤的燃烧过程

B.是在空气中加热的过程

C.是隔绝空气加强热使煤分解的过程

D.是一个物理变化

例2.下列关于煤的干馏的叙述中，正确的是(

) A.加强热使煤分解的过程称为干馏

B.煤的干馏是化学变化，石油的分馏是物理变化

2

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C.对煤进行干馏的主要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物质发生了化学变化

例3.有关煤的叙述中不正确的是(

) A.煤是工业上获得苯、甲苯、二甲苯等芳香烃的重要来源物质

B.煤是由多种有机物组成的混合物，内含煤焦油等成分

C.煤除了含有C元素外，还含有少量的N、H、S、O等元素

D.煤等化石燃料的储量有限，节能和开发新能源是人类实现可持续发展的关键

[演练1]下列变化不属于化学变化的是(

) A.煤的干馏

B.煤的液化

C.煤的气化

D.煤的开采

探究二：石油及石油化工

例4.下列关于石油组成的叙述中，正确的是(

) A.石油是烯烃和其他一些不饱和烃的混合物

B.石油是各种烷烃和烯烃的混合物

C.石油是各种饱和烃的混合物

D.石油是各种烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物

例5.下列有关说法错误的是(

) 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.石油的分馏是物理变化

C.石油的分馏实验中，温度计水银球插入液面以下，因为它测得的是混合液的温度

D.石油分馏得到的汽油仍是混合物

例6.关于裂解与裂化的叙述中，不正确的是(

) A.裂解的目的是获得石油化工的基本原料，裂化是以生产汽油为主要目的，它们的产物中都含有不饱和烃

B.裂解与裂化都是为了得到气态烃

C.裂解与裂化都是使相对分子质量大的烃断裂为相对分子质量小的烃的过程

D.裂解需要比裂化更高的温度，因此裂解又叫做“深度裂化”

[演练2]石油裂解后生成的裂解气，其主要成分是(

) A.各种烷烃

B.短链饱和烃和不饱和烃的混合物

C.苯

D.苯和苯的同系物

探究三：聚合反应

例7.聚四氟乙烯可以作为不粘锅的内衬，其链节是(

) F[CFFC]FA.

B.

FCFFCF C.

3

FCFFCF D.

FCFFCF

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OH例8.乳酸(OCH3)在一定条件下经聚合生成一种塑料CH3CHCOOH[CCHO]n用这种塑料制成的餐具，在乳酸菌的作用下，60天内可分解成无害的物质，不会对环境造成污染。在该聚合反应中，生成的另一种物质是(

) A.H2O

B.CO2

C.O2

D.H2 三、反思总结：

总结知识要点，构建知识体系。

四、当堂检测：

1.煤在干馏时得到气态产物是(

) A.天然气

B.水煤气

C.焦炉气

D.高炉煤气

2.下列变化属于物理变化的是(

) A.煤的干馏

B. 裂解

C.从煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等

D.古代植物变成煤

3.确定汽油为混合物的一种方法是(

)

A.闻其气味

B.将它燃烧

C.测量密度

D.测量沸点

4.C8 H18 在一定条件下受热裂化可生成CH4

、C2H6

、C2H4

、C3H6

、

C4H8 五者的混和气体，此混合气体的平均分子量为(

) A. 14

B. 57

C. 38

D. 无定值

1.地球大气中因二氧化碳含量增加而引起“温室效应”，下面关于大气中二氧化碳增加的主要来源的说法中，最不合理的一种是(

) A.人和动物呼出的二氧化碳

B.石油产品大量燃烧

C.森林大面积缩小，吸收二氧化碳的能力减少

D.煤的燃烧

2.下列物质属于纯净物的是(

) ①酒精；②天然气；③煤焦油；④甲醇；⑤煤；⑥石油；⑦冰醋酸；⑧工业酒精；⑨焦炉气；⑩汽车废气。

A.①③④⑨

B.②⑤⑦⑧

C.①②④⑦⑨

D.①④⑦

3.丁烷裂解时可有两种方式断裂，生成两种烷烃和两种烯烃。如果丁烷裂解率为90%，又知裂解生成的两种烯烃的质量相等，那么裂解后所得到的混合气体中，分子量最小的气体占有的体积为分数为( ) A.19%

B.25%

C.36%

D.40% 4.中学化学实验中常见的温度计使用有如下三种情形：①温度计的液泡浸没在液体反应物液面以下并接近容器的底部；②温度计的液泡置于水浴中；③温度计的液泡置于蒸馏烧瓶的支管处。下列实验使用温度计正确的是(

)。

A.苯的硝化反应①

B.酒精和浓硫酸混合加热制乙烯①

C.测定硝酸钾在水中的溶解度③

D.分离苯和硝基苯的混合物②

5.关于石油的组成的叙述中，正确的是(

) A.石油一些不饱和烃的混合物

B.石油是各种烷烃和烯烃的混合物

C.石油是各种饱和烃的混合物

D.石油是各种烷烃、环烷烃和芳香烃的混合物

6.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

4

C.NaOH溶液

D.盐酸

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1．(1)有机物

无机物

碳

H

O

(2)干馏

气化

高温液化

燃料

①隔绝空气

分解

②a.可燃性气体

b．C＋H2O=====CO＋H2

③a.氢气

b．CO

H2

液体燃料

2．(1)甲烷

(2)燃料

合成氨

生产甲醇

3．(1)碳

氢

烷

环烷

芳香

(2)沸点

(3)相对分子质量

相对分子质量

深度

(4)环状烃

(5)蒸气

蒸气

液体

使混合物分离或除杂质

越大

越纯

两次或多次蒸馏

两种或多种

混合物分离或除杂质

固态

隔绝空气

分解

物理

物理、化学

催化剂4．(1)塑料

合成纤维

合成橡胶

(2)nCH2===CH2――→

(3)①CH2===CH2

②—CH2—CH2—

③b．

5