第二节　资源综合利用　环境保护ppt配用优秀获奖教案

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资源综合利用

环境保护

一、

煤、石油和天然气的综合利用

教学目的: 1．了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用

2．了解以煤、石油、天然气为原料生成合成材料

教学重难点: 煤、石油、天然气为原料生成合成材料

1.

从煤、石油和天然气中获得基本化工原料

煤的综合利用

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，还含有少量的H、O、N、S等元素。

煤的干馏：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程。

煤的干馏又叫煤的焦化。从干馏产物中可获得燃料及多种化工原料。

煤的成分复杂，煤在干馏时发生的变化肯定也复杂啦！可以说发生了复杂的物理变化和化学变化！

产品

焦炉气

粗氨水

出炉煤气

粗苯

煤

焦

油

主要成分

氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳

氨、铵盐

苯、甲苯、二甲苯

苯、甲苯、二甲苯

酚类、萘

沥青

碳

用途

气体燃料、化工原料

化肥、炸药、染料、

医药、农药、合成材料

染料、医药、农药、合成材料

筑路材料、制碳素电极

冶金、合成氨、电石、燃料

焦炭

煤的气化和液化

①气化：煤的气化是将其转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等，化学方程式为C＋H2Og

高温CO＋H2

。

②煤可以直接液化，使煤与氢气作用生成液体燃料；也可以间接液化，先转化为一氧化碳和氢气，再在催化剂作用下合成甲醇等。

煤综合利用的重要意义：

①减少煤燃烧产生的大量SO2、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等污染物的排放。

②提高煤燃烧的热效率——煤的气化、液化是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也得以提高。

③提取煤中的化学原料——在加工煤炭以及使用煤作燃料的过程中，对于所产生的煤灰、煤渣、废气、废液等都加以合理的处理，做到既消除污染又充分利用资源。

石油的综合利用

石油主要是由多种烷烃、环烷烃和芳香烃等碳氢化合物组成的混合物，无固定熔、沸点。除含C、H元素外，还含有S、O、N等元素。

石油的分馏

利用原油中各组分沸点不同，将复杂的混合物进行分离的过程。

分馏是利用蒸馏的原理。加热石油，沸点低的烃先气化，经冷凝后分离出来；再冷凝出沸点高的烃。最终就可以将石油分成不同沸点范围的蒸馏产物了。

分馏得到的产物(又叫馏分)就不是纯净物而是混合物，同时也要注意石油分馏属于物理变化。

石油的裂化和裂解

①裂化：

概念

目的

注意

事项

将含碳原子数较多、沸点较高的烃断裂成为含碳原子数较少、沸点较低的烃的过程

提高轻质液体燃料(汽油、煤油、柴油)的产量，特别是提高汽油的产量

①裂化属于化学变化

②裂化所得轻质油和直接分馏所得轻质油的区别是前者含有不饱和烃，因此裂化汽油可使溴水、酸性KMnO4溶液褪色

直馏汽油与裂化汽油的区别：

直馏汽油：石油经常压蒸馏制得的。主要含C5～C11的烷烃、环烷烃和芳香烃等。与溴水不反应，可作为溴的萃取剂。

裂化汽油：重油经热裂化或催化裂化制得的。主要含C5～C11的烷烃、烯烃、二烯烃等。能＋使溴水、KMnO4(H)溶液褪色。

②裂解：

采用比石油裂化更高的条件，使某些石油加工产品转化为分子内含碳原子数更少、沸点更低的气态化工原料的方法。

裂化是为了提高汽油的产量和质量，而裂解采用比裂化更高的温度，是为了获得大量的乙烯、丙烯等不饱和气体产物；裂化温度一般不超过500℃，而裂解温度一般是在700℃～1000℃，所以裂解是深度裂化。

③石油裂化和裂解的代表反应：

在石油裂化和裂解的过程中，烃发生了复杂的化学变化，以下是这些变化的主要代表。

C16H34C8H18C8H16

C8H18C4H10C4H8

C4H10CH4C3H6

C4H10C2H6C2H4

含较多碳原子的烷烃发生裂解反应时，碳、氢原子分为两部分，生成另一种烷烃和一种烯烃；烷烃可继续上述反应，直到碳原子数较小为止。

由上述反应可知，石油裂化、裂解的末端产物中含有乙烯、丙烯、甲烷等，它们都是重要的基本化工原料。

石油的催化重整

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，如苯或甲苯等。

天然气的综合利用

天然气的主要成分是甲烷（CH4）。

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。

2.

以煤、石油和天然气为原料生产合成材料

三大合成材料：塑料、合成橡胶和合成纤维这三大合成材料，都主要是以煤、石油和天然气为原料生产的。

乙烯合成聚乙烯：

乙烯分子中的双键可断裂而与其他物质发生加成反应。在适当温度、压强和有催化剂存在的条件下，乙烯也可以发生自身加成反应，形成相对分子质量巨大的高分子化合物——聚乙烯：

CH2=CH2＋CH2=CH2＋CH2=CH2＋……→

—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—CH2—……

①加聚反应：含有碳碳双键的相对分子质量小的化合物，在一定条件下，相互结合成相对分子质量大的高分子，这样的反应称为加成聚合反应，简称加聚反应。

②单体：在形成聚乙烯这种高分子化合物时，反应物为乙烯，乙烯称为单体。

③链节：聚乙烯分子中的重复结构单元

—CH2—CH2—

称为链节。

④聚合度：聚乙烯分子中的n称为聚合度，表示高分子化合物中所含链节的数目。

高分子化合物有天然的，如蛋白质、纤维素、淀粉，也有人工合成的聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(又称有机玻璃)、合成橡胶等合成高分子化合物都是由加聚反应制得的。相对分子质量巨大是高分子化合物的基本特征，也是它们与低分子化合物的根本区别。高分子化合物的判断方法：一般是看分子式中是否含有n，如果有则是高分子化合物，如果没有则一定不是高分子化合物。

资料卡片：缩聚反应