812煤石油和天然氣的綜合利用-（考點梳理）2021-2022學年高一化學講義（人教版2019）（原卷版）

8.1.2煤、石油和天然氣的綜合利用考點梳理考點梳理考點1煤的綜合利用1、煤的組成(1)物質組成：有機物和少量無機物組成的復雜混合物(2)元素組成：主要含碳元素，還含有少量氫、氧、氮、硫等元素2、煤的綜合利用(1)煤的干餾①概念：煤的干餾是指將煤隔絕空氣加強熱使煤中的有機物分解的過程，工業(yè)上也叫煤的焦化②發(fā)生的變化：煤干餾過程中發(fā)生一系列復雜的化學反應，煤的干餾是一個復雜的物理變化和化學變化過程=3\*GB3③煤干餾的產品及用途——煤焦油、焦炭、粗氨水、粗苯、焦爐氣干餾產品主要成分主要用途出爐煤氣焦爐氣氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳氣體燃料、化工原料粗氨水氨、銨鹽氮肥粗苯苯、甲苯、二甲苯炸藥、染料、醫(yī)藥、農藥、合成材料煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚類、萘類染料、醫(yī)藥、農藥、合成材料瀝青筑路材料、制碳素電極焦炭炭冶金、合成氨造氣、電石、燃料注意：①煤的干餾必須隔絕空氣，目的是防止煤在空氣中燃燒②煤的干餾能夠減少燃燒污染，提高燃煤的熱效率，且能從煤中提取有價值的化工原料③煤的干餾過程中發(fā)生的主要是化學變化，而蒸餾的過程發(fā)生的是物理變化=4\*GB3④化學“三餾”的比較名稱干餾蒸餾分餾原理隔絕空氣、高溫下使物質分解根據液態(tài)混合物中各組分沸點不同進行分離與蒸餾原理相同產物混合物單一組分的純凈物沸點相近的各組分組成的混合物變化類型化學變化物理變化物理變化(2)煤的氣化①概念：將煤轉化為可燃性氣體②主要反應：C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO(g)＋H2(g)=3\*GB3③發(fā)生的變化：化學變化(3)煤的液化①概念：把煤轉化成液體燃料的過程②發(fā)生的變化：化學變化=3\*GB3③分類：直接液化和間接液化a.直接液化：把煤炭制成煤漿，然后在高溫、高壓和催化劑條件下，使煤與氫氣作用生成液態(tài)碳氫化合物即：煤＋H2→液體燃料b.間接液化：把煤炭在高溫下與水蒸氣作用氣化，產生合成氣CO、H2等，然后在催化劑作用下合成甲醇等即：煤CO＋H2甲醇考點2石油的綜合利用1、石油的形成及成分(1)形成：古代動植物遺體經過非常復雜的變化而形成的(2)元素組成：碳、氫、硫、氧、氮等(3)物質組成：石油是由多種碳氫化合物組成的混合物，主要是多種烷烴、環(huán)烷烴和芳香烴等，一般石油不含烯烴，從所含成分的狀態(tài)看，大部分是液態(tài)烴，在液態(tài)烴里溶有氣態(tài)烴和固體烴(4)物理性質：黑褐色的粘稠狀物質，有特殊氣味，比水輕，不溶于水，沒有固定沸點2、石油的煉制石油煉制的意義從油田里開采出來的沒有經過加工處理的石油叫做原油，還含有雜質成分：水，氯化鈣，氯化鎂等鹽類。原油含鹽類、含水多，在煉制時要浪費燃料，含水、含鹽多會腐蝕設備。所以，原油必須先經脫水、脫鹽等處理過程才能進行煉制，其目的是將混合物進行一定程度的分離，使之物盡其用，另一方面，將含碳原子較多的烴轉變?yōu)楹荚虞^少的烴，做為基礎有機化工原料石油煉制的方法分餾、裂化、裂解及催化重整(1)石油的分餾①概念：利用原油中各種烴的沸點不同，逐步升溫使烴氣化，再經冷凝將烴分離成不同沸點范圍的產物的過程，石油分餾得到的各種餾分是混合物，分餾可得到汽油、煤油、柴油等輕質油，此時得到的汽油叫直餾汽油②設備：加熱爐和分餾塔=3\*GB3③分類常壓分餾原理用蒸發(fā)和冷凝的方法將原油分成不同沸點范圍的餾分原料原油目的獲得以燃料油為主的不同石油產品產品石油氣、汽油、煤油、柴油、重油減壓分餾原理通過減壓降低重油的沸點，從重油中分離出不同沸點范圍的餾分原料重油目的獲得以潤滑油為主的不同石油產品產品柴油、燃料油、石蠟、瀝青、潤滑油=4\*GB3④為什么要減壓分餾？若要將重油進一步分離，則要在更高的溫度，而在高溫下，高沸點的烴會分解，更嚴重的是還會炭化結焦，損壞設備，影響正常生產。由于同一種物質，在不同的壓強下，沸點不同。因為外界壓強越大，物質沸點就越高；外界壓強越小，物質沸點就越低。因此要將重油進行減壓分餾(2)石油的裂化①概念：在一定條件下，把相對分子質量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質量小、沸點低的烴的過程②原料：重油=3\*GB3③目的：提高輕質油的產量，特別是提高汽油的產量，此時得到的汽油叫裂化汽油=4\*GB3④原理：C12H26C6H14＋C6H12=5\*GB3⑤方法：熱裂化和催化裂化a.熱裂化的目的是提高汽油的產量；缺點是溫度過高，發(fā)生結焦現象b.催化裂化的目的是提高汽油的產量；使用的催化劑是硅酸鋁、分子篩(鋁硅酸鹽)(3)石油的裂解①概念：即深度裂化，在高溫下，使具有長鏈分子的烴斷裂成乙烯、丙烯、丁烯等各種短鏈的氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴的過程②原料：含直鏈烷烴的石油分餾產品=3\*GB3③目的：獲得乙烯、丙烯等短鏈氣態(tài)不飽和烴=4\*GB3④裂解反應：C16H34C8H18＋C8H16C8H18C4H10＋C4H8C4H10CH4＋C3H6C4H10C2H6＋C2H4(4)石油的催化重整①概念：石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過結構的重新調整，使鏈狀烴轉化為環(huán)狀烴②目的：使鏈狀烴轉化為環(huán)狀烴，獲得芳香烴=3\*GB3③產品：苯或甲苯等化工原料注意：①由于石油中有些物質的沸點很接近，所以每種石油的餾分仍然是多種烴的混合物②直餾汽油和裂化汽油的成分不同，性質有明顯的區(qū)別，直餾汽油的成分為飽和烴，裂化汽油為飽和烴和不飽和烴的混合物，故裂化汽油可以發(fā)生加成反應，可使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色=3\*GB3③分餾是物理變化，裂化、裂解和催化重整均為化學變化考點3天然氣的綜合利用1、天然氣的組成：主要成分是甲烷，還含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氫等2、天然氣的加工及利用①天然氣是一種清潔的化石燃料，日常生活用作燃料②化工生產主要用于合成氨和生產甲醇等3、化學“六氣”的主要成分高爐煤氣水煤氣天然氣液化石油氣焦爐氣裂解氣主要成分CO、CO2H2、COCH4C3H8、C4H10、C3H6、C4H8H2、CH4、C2H4、COC2H4、C3H6、C4H8、CH4注意：①煤、石油、天然氣是當今世界上最重要的三大化石燃料，它們也是脂肪烴的來源②石油的分餾與蒸餾原理相同，發(fā)生的是物理變化；石油的裂化、裂解和催化重整發(fā)生的是化學變化③煤的液化、氣化和干餾是化學變化考點1煤的綜合利用常考、必考題型：客觀題（煤炭的處理與應用）難易程度：簡單題居1、下圖是實驗室模擬煤的干餾的實驗裝置，下列有關敘述錯誤的是()A．圖示實驗中發(fā)生了化學變化B．實驗后水溶液的pH>7，溶液Y是黑色黏稠的煤焦油，上層X是粗苯等C．氣體Z易燃，可以還原氧化銅D．液體Y是一種純凈物2、下列屬于物理變化的是()①石油的分餾②煤的干餾③石油的裂化④鋁熱反應⑤由乙烯制備聚乙烯⑥將氧氣轉化為臭氧⑦乙烯催熟果實⑧將苯加入溴水中⑨海水蒸餾制取淡水A．①②③④B．①②⑤⑦C．①⑧⑨D．①②⑥⑨3、國內能源供應緊張形勢日益加劇，煤的漲價導致部分地區(qū)電荒，煤在國民經濟中的重要地位由此可見一斑。下列關于煤的說法正確的是()A．煤屬于有機化合物B．在物質變化類型上，煤的干餾包含了物理變化和化學變化C．煤中含有大量的苯、甲苯等芳香烴，煤是芳香烴的主要來源D．煤轉化為水煤氣再燃燒放出的熱量不會增加，因此煤的氣化并無意義4、下列說法中正確的是()A．煤屬于有機化合物B．在物質變化類型上，煤的干餾過程只包含了物理變化C．煤中含有大量的苯等芳香烴，煤是芳香烴的主要來源D．煤的氣化和液化屬于煤的綜合利用5、下列說法中錯誤的是()A．煤中含量最大的元素是碳B．煤、煤焦油都是復雜的混合物C．煤是芳香烴的一種重要來源D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來考點2石油的綜合利用?？?、必考題型：客觀題（石油的綜合利用）難易程度：簡單題1、下列關于石油的說法不正確的是()A．石油主要含C、H兩種元素B．石油通過催化重整可得到環(huán)狀烴C．石油裂化是物理變化D．石油分餾得到的汽油是混合物2、石油煉制過程中，既能提高汽油產量又能提高汽油質量的方法是()A．常壓分餾B．減壓分餾C．裂解 D．催化裂化3、石油裂解的目的主要是()A．提高輕質液體燃料的產量B．提高汽油的產量C．改善汽油的質量D．獲得短鏈不飽和烴4、含有6個碳原子的烷烴，經催化裂化可生成的烷烴最多有()A．3種B．4種C．5種D．6種考點3天然氣的綜合利用?？?、必考題型：客觀題（天然氣的綜合利用）難易程度：簡單題1、最近，新華社的一條消息中披露：我國南海海底發(fā)現巨大的“可燃冰”帶，能源總量估計相當于中國石油總量的一半；而我國東海“可燃冰”的蘊藏量也很可觀……“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶體(CH4·nH2O)。下列說法中正確的是()A．CH4·nH2O晶體中水是溶劑B．CH4·nH2O的組成元素有3種C．CH4·nH2O中CH4和H2O的質量比為1：nD．可燃冰能燃燒，說明水具有可燃性2、某混合氣體依次通過溴水(使其褪色)，通過灼熱的氧化銅(使其黑色變紅色)，通過無水CuSO4白色粉末(使其變藍色)，通過澄清