812煤石油和天然氣的綜合利用-（考點(diǎn)梳理）2021-2022學(xué)年高一化學(xué)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(diǎn)梳理考點(diǎn)梳理考點(diǎn)1煤的綜合利用1、煤的組成(1)物質(zhì)組成：有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)物組成的復(fù)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(qiáng)熱使煤中的有機(jī)物分解的過(guò)程，工業(yè)上也叫煤的焦化②發(fā)生的變化：煤干餾過(guò)程中發(fā)生一系列復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，煤的干餾是一個(gè)復(fù)雜的物理變化和化學(xué)變化過(guò)程=3\*GB3③煤干餾的產(chǎn)品及用途——煤焦油、焦炭、粗氨水、粗苯、焦?fàn)t氣干餾產(chǎn)品主要成分主要用途出爐煤氣焦?fàn)t氣氫氣、甲烷、乙烯、一氧化碳?xì)怏w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(nóng)藥、合成材料煤焦油苯、甲苯、二甲苯酚類、萘類染料、醫(yī)藥、農(nóng)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(jià)值的化工原料③煤的干餾過(guò)程中發(fā)生的主要是化學(xué)變化，而蒸餾的過(guò)程發(fā)生的是物理變化=4\*GB3④化學(xué)“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(zhì)分解根據(jù)液態(tài)混合物中各組分沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離與蒸餾原理相同產(chǎn)物混合物單一組分的純凈物沸點(diǎn)相近的各組分組成的混合物變化類型化學(xué)變化物理變化物理變化(2)煤的氣化①概念：將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體②主要反應(yīng)：C(s)＋H2O(g)eq\o(=,\s\up7(高溫))CO(g)＋H2(g)=3\*GB3③發(fā)生的變化：化學(xué)變化(3)煤的液化①概念：把煤轉(zhuǎn)化成液體燃料的過(guò)程②發(fā)生的變化：化學(xué)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?xì)浠衔锛矗好海獺2→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(chǎn)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(diǎn)2石油的綜合利用1、石油的形成及成分(1)形成：古代動(dòng)植物遺體經(jīng)過(guò)非常復(fù)雜的變化而形成的(2)元素組成：碳、氫、硫、氧、氮等(3)物質(zhì)組成：石油是由多種碳?xì)浠衔锝M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(zhì)：黑褐色的粘稠狀物質(zhì)，有特殊氣味，比水輕，不溶于水，沒(méi)有固定沸點(diǎn)2、石油的煉制石油煉制的意義從油田里開(kāi)采出來(lái)的沒(méi)有經(jīng)過(guò)加工處理的石油叫做原油，還含有雜質(zhì)成分：水，氯化鈣，氯化鎂等鹽類。原油含鹽類、含水多，在煉制時(shí)要浪費(fèi)燃料，含水、含鹽多會(huì)腐蝕設(shè)備。所以，原油必須先經(jīng)脫水、脫鹽等處理過(guò)程才能進(jìn)行煉制，其目的是將混合物進(jìn)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(zhuǎn)變?yōu)楹荚虞^少的烴，做為基礎(chǔ)有機(jī)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(diǎn)不同，逐步升溫使烴氣化，再經(jīng)冷凝將烴分離成不同沸點(diǎn)范圍的產(chǎn)物的過(guò)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(zhì)油，此時(shí)得到的汽油叫直餾汽油②設(shè)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(diǎn)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(chǎn)品產(chǎn)品石油氣、汽油、煤油、柴油、重油減壓分餾原理通過(guò)減壓降低重油的沸點(diǎn)，從重油中分離出不同沸點(diǎn)范圍的餾分原料重油目的獲得以潤(rùn)滑油為主的不同石油產(chǎn)品產(chǎn)品柴油、燃料油、石蠟、瀝青、潤(rùn)滑油=4\*GB3④為什么要減壓分餾？若要將重油進(jìn)一步分離，則要在更高的溫度，而在高溫下，高沸點(diǎn)的烴會(huì)分解，更嚴(yán)重的是還會(huì)炭化結(jié)焦，損壞設(shè)備，影響正常生產(chǎn)。由于同一種物質(zhì)，在不同的壓強(qiáng)下，沸點(diǎn)不同。因?yàn)橥饨鐗簭?qiáng)越大，物質(zhì)沸點(diǎn)就越高；外界壓強(qiáng)越小，物質(zhì)沸點(diǎn)就越低。因此要將重油進(jìn)行減壓分餾(2)石油的裂化①概念：在一定條件下，把相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量小、沸點(diǎn)低的烴的過(guò)程②原料：重油=3\*GB3③目的：提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量，此時(shí)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(chǎn)量；缺點(diǎn)是溫度過(guò)高，發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象b.催化裂化的目的是提高汽油的產(chǎn)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(zhǎng)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(guò)程②原料：含直鏈烷烴的石油分餾產(chǎn)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(yīng)：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(guò)結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴②目的：使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，獲得芳香烴=3\*GB3③產(chǎn)品：苯或甲苯等化工原料注意：①由于石油中有些物質(zhì)的沸點(diǎn)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(zhì)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(yīng)，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(xué)變化考點(diǎn)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(chǎn)主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇等3、化學(xué)“六氣”的主要成分高爐煤氣水煤氣天然氣液化石油氣焦?fàn)t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(dāng)今世界上最重要的三大化石燃料，它們也是脂肪烴的來(lái)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(xué)變化③煤的液化、氣化和干餾是化學(xué)變化考點(diǎn)1煤的綜合利用常考、必考題型：客觀題（煤炭的處理與應(yīng)用）難易程度：簡(jiǎn)單題居1、下圖是實(shí)驗(yàn)室模擬煤的干餾的實(shí)驗(yàn)裝置，下列有關(guān)敘述錯(cuò)誤的是()A．圖示實(shí)驗(yàn)中發(fā)生了化學(xué)變化B．實(shí)驗(yàn)后水溶液的pH>7，溶液Y是黑色黏稠的煤焦油，上層X(jué)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(yīng)⑤由乙烯制備聚乙烯⑥將氧氣轉(zhuǎn)化為臭氧⑦乙烯催熟果實(shí)⑧將苯加入溴水中⑨海水蒸餾制取淡水A．①②③④B．①②⑤⑦C．①⑧⑨D．①②⑥⑨3、國(guó)內(nèi)能源供應(yīng)緊張形勢(shì)日益加劇，煤的漲價(jià)導(dǎo)致部分地區(qū)電荒，煤在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位由此可見(jiàn)一斑。下列關(guān)于煤的說(shuō)法正確的是()A．煤屬于有機(jī)化合物B．在物質(zhì)變化類型上，煤的干餾包含了物理變化和化學(xué)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(lái)源D．煤轉(zhuǎn)化為水煤氣再燃燒放出的熱量不會(huì)增加，因此煤的氣化并無(wú)意義4、下列說(shuō)法中正確的是()A．煤屬于有機(jī)化合物B．在物質(zhì)變化類型上，煤的干餾過(guò)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(lái)源D．煤的氣化和液化屬于煤的綜合利用5、下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A．煤中含量最大的元素是碳B．煤、煤焦油都是復(fù)雜的混合物C．煤是芳香烴的一種重要來(lái)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(lái)考點(diǎn)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(jiǎn)單題1、下列關(guān)于石油的說(shuō)法不正確的是()A．石油主要含C、H兩種元素B．石油通過(guò)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(guò)程中，既能提高汽油產(chǎn)量又能提高汽油質(zhì)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(zhì)液體燃料的產(chǎn)量B．提高汽油的產(chǎn)量C．改善汽油的質(zhì)量D．獲得短鏈不飽和烴4、含有6個(gè)碳原子的烷烴，經(jīng)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(diǎn)3天然氣的綜合利用常考、必考題型：客觀題（天然氣的綜合利用）難易程度：簡(jiǎn)單題1、最近，新華社的一條消息中披露：我國(guó)南海海底發(fā)現(xiàn)巨大的“可燃冰”帶，能源總量估計(jì)相當(dāng)于中國(guó)石油總量的一半；而我國(guó)東?！翱扇急钡奶N(yùn)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(shuō)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(zhì)量比為1：nD．可燃冰能燃燒，說(shuō)明水具有可燃性2、某混合氣體依次通過(guò)溴水(使其褪色)，通過(guò)灼熱的氧化銅(使其黑色變紅色)，通過(guò)無(wú)水CuSO4白色粉末(使其變藍(lán)色)，通過(guò)澄清