课题3　石油、煤和天然气的综合利用教案范文

煤、石油和天然气的综合利用

1．认识煤、石油、天然气等化石燃料的组成及综合利用。

2．掌握加聚反应和缩聚反应。以聚乙烯为例，了解高分子材料在生活领域中的应用及对环境造成的压力。

一、从煤、石油和天然气中获得基本化工原料

1．煤的综合利用

(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，主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。

(2)煤的综合利用

2．天然气的综合利用

(1)组成：天然气的主要成分是甲烷。

(2)综合应用

①天然气是一种清洁的化石燃料，②作为一种化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇等。

3．石油的综合利用

(1)石油的组成

石油是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：利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程。

②裂化：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。

③裂解：即深度裂化。

④催化重整：石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃。

二、以煤、石油和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。

催化剂2．实例：制取聚乙烯反应的化学方程式为nCH2===CH2――→

CH2—CH2。

3．四个概念

(1)加聚反应：由不饱和的小分子化合物通过加成反应生成高分子化合物的反应称为加成聚合反应，简称加聚反应。

(2)单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物，聚乙烯的单体

为CH2===CH2。

(3)链节：高分子化合物中的最小重复结构单元，聚乙烯的链节为—CH2—CH2—。

(4)聚合度：高分子化合物中所含链节的数目，聚乙烯的聚合度为n。

1．(2018·浙江卷) 下列属于物理变化的是(

) A．煤的气化

C．烃的裂解

B．天然气的燃烧

D．石油的分馏

解析：煤的气化属于复杂的物理化学变化，A错误；天然气的燃烧属于化学变化，B错误；烃的裂解属于化学变化，C错误；石油的分馏属于物理变化，

D正确。

答案：D 2．(2018·甘肃师大附中期末)下列有关煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(

) A．石油裂化得到的汽油是纯净物

B．煤的气化就是将煤在高温条件由固态转化为气态是物理变化过程

C．天然气是一种清洁的化石燃料

D．煤就是碳，属于单质

解析：石油裂化得到的汽油是混合物，A错误；煤的气化是将其转化为可燃性气体的过程，属于化学变化，B错误；天然气燃烧只生成CO2和H2O，是一种清洁的化石燃料，C正确；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，D错误。

答案：C 3．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”) (1)煤、石油、天然气都是洁净的化石燃料。(

) (2)汽油、柴油都是混合物。(

) (3)乙烯、聚乙烯含碳量相同，相同质量的乙烯、聚乙烯完全燃烧生成CO2相同。(

) (4)煤的气化、液化与水的汽化、液化一样，均属于物理变化。(

) (5)三大合成材料都主要是以煤、石油、天然气为原料生产的。(

) 答案：(1)×

(2)√

(3)√

(4)×

(5)√

化学“三馏”的比较

原理

蒸馏

分馏

干馏

根据物质沸点的差根据物质沸点的差异，对液把固态混合物异，对液态混合物态混合物不断地加热和冷(如煤、木材)加热和冷凝，分离凝，分离成多组不同沸点范隔绝空气加强

成两组不同沸点范围的物质

围的物质

变化类型

实从海水中提取淡将石油(原油)分离为石油物理变化

物理变化

热使其分解的过程

化学变化

用水；除去碘的四氯气、汽油、煤油等；将煤焦干馏煤、干馏举化碳溶液中的四氯油分离为苯、二甲苯、甲苯、木材

例

化碳

常用装置

下图是实验室干馏煤的装置图：

酚类、萘和沥青

(1)指出图中仪器的名称：b________，c________。

(2)仪器d的作用是____________________________，c中的液体中无机物有________，可用________检验出来。有机物有________，可以通过________的方法使其中的重要成分分离出来。

(3)e处点燃的气体主要成分有________________，火焰颜色是________。

(4)反应结束后b中留有的固体是________。

【解析】

本题是关于煤干馏的实验，根据煤干馏的主要产品，e处放出的气体为焦炉气，c中得到常温下为液态的产品应为粗氨水、粗苯和煤焦油，b处得到固体产品焦炭。c中液体无机物为粗氨水，呈碱性，用指示剂酚酞等可以检验；有机物有粗苯和煤焦油里的苯、甲苯、二甲苯、酚、萘等的混合物，它们是相互混溶且沸点不同的液体混合物，可用分馏将其分开。焦炉气的主要成分为H2、CH4、C2H4、CO均为易燃烧气体，火焰呈淡蓝色。

【答案】

(1)硬质玻璃管

U形管

(2)对气体产物进行冷却，使其液化

粗氨水

酚酞溶液

煤焦油

分馏

(3)H2、CH4、CH2===CH2、CO

淡蓝色

(4)焦炭

下列过程属于物理变化的是(

) A．煤的干馏

C．石油分馏

B．煤的气化

D．石油裂化

解析：石油的分馏是通过控制沸点的不同来实现物质分离的方法，属于物理变化，C项符合题意；其他三项变化过程中均有新物质生成，为化学变化。

答案：C

1．下图是石油分馏塔的示意图，a、b、c三种馏分中(

)

A．a的沸点最高

B．b的熔点最低

C．c的平均相对分子质量最大

D．每一种馏分都是纯净物

解析：由题图可知，a先分馏出来，c最后分馏出来，故熔沸点高低顺序为a

答案：C 2．对图示中的变化叙述错误的是(

)

A．图示实验中发生了化学变化

B．液体X溶液的pH>7，液体Y是一种黑色黏稠状液体

C．气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴水褪色

D．试管A中产生浓的白烟

解析：本题考查煤的干馏实验，干馏产物有固态的焦炭；液态的氨气、水等无机物和煤焦油等难溶于水的有机物；气态的H2、CO、C2H4、CH4。煤的干馏是化学变化，A正确；液体X为氨水呈碱性pH>7，液体Y为煤焦油是黏稠液体，B正确；气体H2、CO均易燃，可还原CuO，C2H4能使溴水褪色，C正确；试管A中产生黄色的烟，D错误。

答案：D 3．下列对合成材料的认识不正确的是(

) A．有机高分子化合物称为聚合物或高聚物，是因为它们大部分是由小分子通过聚合反应而制得的

C．聚乙烯(CH2—CH2)是由乙烯加聚生成的纯净物

D．高分子材料可分为天然高分子材料和合成高分子材料两大类

解析：聚乙烯是混合物，C项错误。

答案：C 4．某高分子化合物含有如下结构片段，对此结构的分析中正确的是(

)

A．它是缩聚反应的产物

B．合成它的小分子是CH3OH C．合成它的小分子是CH3CH2COOCH3

D．合成它的小分子是CH2===CHCOOCH3

解析：由高分子结构片段知链节为，单体为

，由该单体反应生成高聚物的反应为加聚反应(类似乙烯)。答案：D