第二节　资源综合利用　环境保护教学设计一等奖

资源综合利用

环境保护

[目标要求]

1.了解煤、石油、天然气等综合利用的意义。

2.了解能源是人类生存和社会发展的重要基础。【基础回顾】

【预习自学】知识点一

煤、石油、天然气的综合利用

1．煤的综合利用

煤是由__________和少量________组成的__________，主要含有____元素，还含有少量____、____、____、____等元素。

(1)煤的干馏

①原理：把煤____________________使其分解的过程。煤的干馏是一个复杂的____________变化过程。②煤的干馏产物

a．______，b.________，c.________，d.________。

(2)煤的气化

将煤中的________转化为__________的过程，目前主要方法是碳和水蒸气反应制水煤气。化学方程式为________________________________________________________________________。

(3)煤的液化

①________液化：煤＋氢气高温、高压――→液体燃料

②________液化：煤＋水――→水煤气――→甲醇等

高温问题思考

1．水煤气的成分与液化石油气有何区别？

2．天然气的综合利用

(1)天然气的主要成分是________，它是一种________的化石燃料，更是一种重要的化工原料。

(2)天然气与水蒸气反应制取H2___________________________________________________。

3．石油的综合利用

(1)石油的成分

石油主要是由多种________组成的混合物。所含元素以____、____为主，还有少量N、S、P、O等。

(2)石油的分馏

利用________中各组分________不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的________的过程叫做分馏。分馏是________过程。其主要目的是得到________、________、________等轻质油。

(3)石油的裂化

①条件：催化剂催化、高温。

②过程：含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为__________________的烃，裂化是____________过程。

③主要目的：将______转化为________。

(4)石油的裂解

①定义：石油在更高的________下发生深度裂化，石油中的烃分子断裂成以乙烯、丙烯为主的________。

②生产目的：生产________、丙烯、甲烷等重要__________________________。

问题思考

2．煤加工和石油的炼制过程中哪些是化学变化，哪些是物理变化？

3．为什么裂化汽油不能用于从溴水中萃取溴？

4．三大合成材料

(1)三大合成材料是指______________________________________________。

(2)聚合反应

合成聚乙烯的化学方程式：_______________，单体为___________，链节为________，聚合度为______。

【重难点突破】

一、石油炼制方法的比较

直馏汽油和裂化汽油的区别

获得方法

主要化学成分

鉴别方法

直馏汽油

一般是C5～C11的烷烃及少量的芳香烃等，性质稳定

1

高温催化剂催化剂

裂化汽油

含有C5～C11的烷烃和烯烃，性质活泼

典例导悟1

如何从石油中获得更多的轻质燃油一直是化学家探索的课题，将石油分馏得到的重油进行裂化可以获得更多的轻质燃油。

资料一：石蜡是含有20～30个碳原子的烷烃的混合物，常温下呈固态。

资料二：石油催化裂化中通常使用Al2O3作催化剂。

某研究性学习小组在实验室中模拟石油的催化裂化，装置如图：实验过程中可观察到烧瓶Ⅰ中固体石蜡先熔化，试管Ⅱ中有少量液体凝结，试管Ⅲ中酸性高锰酸钾溶液褪色，实验后闻试管Ⅱ中液体气味，具有汽油的气味。

(1)该装置仪器连接的顺序应遵循的原则为

________________________________________________________________________ ____________，为保证实验成功，实验前必须进行的操作是________________，装置中较长导管的作用是_____________________________________________________；

(2)试管Ⅲ中溶液褪色说明了_________________________________________；

(3)能否用试管Ⅱ中的液体萃取溴水中的溴，理由是______________________________________。

(4)写出二十烷裂化得到癸烷和癸烯的化学方程式______________________________________。

(5)石油裂化的重要意义是_______________________________________________________。

变式演练1

近期我国冀东渤海湾发现储量达10亿吨的大型油田。下列关于石油的说法正确的是(

) A．石油属于可再生矿物能源

B．石油主要含有碳、氢两种元素

C．石油的裂化是物理变化

D．石油分馏的各馏分均是纯净物

【知识过关】

1．根据下图所示把煤隔绝空气加强热，下列叙述错误的是(

)

A．煤发生了化学变化

B．液体X的pH＞7；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．横玻璃管中产生浓的白烟

2．已知天然气的主要成分——CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下面是有关天然气的几种叙述，其中正确的是(

) ①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源

②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大

③燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一

④CH4作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇

A．①②③

B．①②④

C．③④

D．②③

3．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

4．用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的试剂是(

) A．乙醚

B．溴水

C．NaOH溶液

D．盐酸

5．丁烷催化裂化，其碳链按两种方式断裂，生成两种烷烃和两种烯烃。若丁烷的裂解率为90%，且裂2

解后两种烯烃的质量相等，则裂解后得到的相对分子质量最小的气态烃在混合气体中的体积分数为(

) A．11%

B．19%

C．40%

D．50% 6．用石油和煤可以得到有机化工生产中需要的众多原料，例如由石油得到的乙烯和煤得到的苯制聚苯乙烯。生产过程如下：

下列说法不正确的是(

) A．通过裂解可以从石油中获得更多的乙烯

B．把煤干馏不能直接得到苯的纯净物

C．制聚苯乙烯的反应①为加成反应，②为消去反应

D．反应①②③的原子利用率都达到了100% 7．已知碳原子数≥3的烷烃均可裂化为碳原子数更少的一种烷烃和一种烯烃。含有5个碳原子的烷烃催化裂化可生成的烯烃最多有(

) A．4种

B．5种

C．3种

D．2种

8．有人设计了一套实验，分馏原油的五个步骤：

①将蒸馏烧瓶固定在铁架台上，在蒸馏烧瓶上塞好带温度计的橡皮塞。

②连接好冷凝管。把冷凝管固定在铁架台上，将冷凝管进水口的橡皮管的另一端和水龙头连结，将和出水口相接的橡皮管的另一端放在水槽中。

③把酒精灯放在铁架台上，根据酒精灯高度确定铁圈的高度，放好石棉网。

④向蒸馏烧瓶中放入几片碎瓷片，再用漏斗向烧瓶中加入原油，塞好带温度计的橡皮塞，把连接器连接在冷凝器的末端，并伸入接收装置(如锥形瓶中)。

⑤检查气密性(利用给固定装置微热的方法)。

请完成以下题目：

(1)上述实验正确的操作顺序是__________(填序号)。

(2)所用的主要仪器有_______________________________________________________________。

(3)冷凝管里水流的方向与蒸汽的流向________(填“相同”或“相反”)。

(4)温度计的水银球应放在_____________________________ 位置，以测量______________的温度。

(5)蒸馏烧瓶中放几片碎瓷片的目的是______________________________________________________。

3