课题3　石油、煤和天然气的综合利用教学设计和教学实录

第四章

化学与可持续发展

第二节 化学与资源综合利用、环境保护

第一课时

煤、石油、天然气的综合利用

[重点难点] 1．重点

煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用

2．难点

石油裂化的原理

[知识点讲解] 1．

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，主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。

（1）

煤的干馏

煤干馏是指将煤隔绝空气加高温使之分解，得到焦炭、煤焦油、煤气。煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应，从煤干馏产物中可获得重要的化工原料，如氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳、苯、甲苯、二甲苯、萘、酚类等。

（2）

煤的气化

将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程，主要反应为：C  CO(g)+H2(g) (s)+H2O(g) 高温（3）

煤的液化

煤的直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。

煤的间接液化：先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇等。

2．石油加工

石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。

（1）

石油的分馏

石油分馏是利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。

石油分馏主要在分馏塔中进行，通过分馏可以获得汽油、煤油、柴油等轻质油。

（2）

石油的催化裂化

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石油的催化裂化是将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油的过程。石油裂化的产品再经过进一步裂解，可以获得很多重要的化工原料。例如，

C16H34

C8H18

C4H10

C4H10

 CH+CH

818816催化剂加热、加压催化剂 CH+ CH

41048加热、加压 CH+CH

2624催化剂加热、加压催化剂 CH+CH

438加热、加压乙烯、丙烯、甲烷等都是通过石油裂化和裂解得到的重要化工原料。

（3）

其它的石油加工

石油经过催化重整，可以使链状烃转化为环状烃，获得苯、甲苯等重要化工基本原料。

3．聚合反应和高分子化合物

由低分子（相对分子质量小）生成高分子化合物（相对分子质量巨大）的反应叫做聚合反应。例如，

CH2－CH2

n n CH2=CH2

聚乙烯是由成千上万个乙烯分子在一定条件下发生聚合反应生成的相对分子质量巨大的高分子化合物。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。高分子化合物有天然的，如蛋白质、纤维素、淀粉等，也有人工合成的，如聚乙烯等。塑料、合成橡胶和合成纤维三大人工合成的高分子材料。

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第二节化学与资源综合利用、环境保护课后习题

练习1 1.

科学家研制的一种使沙漠变绿洲的新技术，即在沙漠中喷洒一定量的聚丙烯酸酯

COOR （〔―CH2―CH―〕n）与水的混合物，使其与沙粒结合，形成既能阻止地下的盐分上升，又能拦截、蓄积雨水作用。下列对聚丙烯酸酯的叙述中正确的是

．．①

聚丙烯酸酯是由结构简式为CH2=CHCOOR的小分子聚合而成的 ②

聚丙烯酸酯没有固定的熔沸点 ③

聚丙烯酸酯能发生加成反应

④

聚丙烯酸酯是纯净物

A. ①②

B.

①②③

C.①②③④

D.①④

2.

煤高温干馏的产物中，可用作燃料的是 [

] A．焦炭

B．煤焦油

C．焦炉气

D．粗氨水

3.

石油分馏装置中温度计的水银球应放在 [

] A．石油的反应液中

B．接近容器底

C．蒸馏烧瓶的支管口处 D．容器瓶口处

4.

在试管中加入2mL新制溴水，然后加入2mL裂化汽油，萃取水中之溴，振荡后静置，上下层液体均接近无色，这一实验失败的原因是____。

5.

石油是纯净物还是混合物？它由哪些物质组成？

6.

我们日常生活中经常遇到或用到的物质中，哪些属于石油化工产品？

7.

下列石油加工的方法属于物理变化还是化学变化？①减压分馏

②裂化

③重整

④裂解

8.

石油经过哪些化学变化可以制成我们日常生活中使用的食品袋？

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9.

干馏和分馏有何区别和联系？

答案：

1.

B 2.A C 3.C 4.溴与裂化汽油中的不饱和烃发生加成反应

5.混合物。各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物

6.液化石油气、汽油、煤油、柴油、沥青、各种塑料制品、蜡烛、合成纤维织物、合成橡胶制品等

7.物理变化：减压分馏

化学变化：裂化、重整、裂解

8.食品袋主要化学成分是聚乙烯塑料。将石油经高温裂解，从裂解气中得到乙烯，使乙烯在一定条件下发生聚合反应，可制成聚乙烯。

9.根据物质的沸点与压强的关系可知，压强越小，物质的沸点则越低。对于重油等沸点范围较高的液体物质而言，常压下要使其沸腾，往往需要较高的温度，而这样的温度下，会有一些烃分子发生碳化或分解，所得的润滑油质量就不高(如易燃烧等)。而对重油进行减压分馏，则可以使其中的各种馏分的沸点同时降低一定的程度，较好地发生分离而不发生碳化结焦或分解反应。

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