2024新教材高中化學(xué)第八章化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展第一節(jié)第二課時煤石油和天然氣的綜合利用教案新人教版第二冊

PAGE7-其次課時煤、石油和自然氣的綜合利用[明確學(xué)習(xí)目標(biāo)]1.了解煤、石油和自然氣的組成及其綜合利用。2.了解以煤、石油和自然氣為原料生產(chǎn)合成材料。3.了解節(jié)約能源和防止污染的重要性。學(xué)生自主學(xué)習(xí)1．從煤、石油和自然氣中獲得基本化工原料(1)煤的組成和加工①煤的組成②煤的加工方法及產(chǎn)品(2)自然氣的組成和利用21世紀(jì)的高效清潔能源——可燃冰。其主要成分是甲烷水合物，組成可表示為eq\o(□,\s\up3(13))CH4·nH2O。(3)石油的組成和加工2．以煤、石油和自然氣為原料生產(chǎn)合成材料eq\o(□,\s\up3(17))塑料、eq\o(□,\s\up3(18))合成橡膠、eq\o(□,\s\up3(19))合成纖維這三大合成材料，主要是以石油、煤和自然氣為原料生產(chǎn)的。1．煤中含有苯等芳香烴，通過煤的干餾可以得到粗苯，對嗎？提示：不對，煤中不含有苯等芳香烴，而是在干餾時生成了芳香烴。2．煤的氣化、液化同水的汽化、液化一樣，均屬于物理改變，對嗎？提示：不對，煤的氣化和液化均發(fā)生了化學(xué)改變。課堂互動探究1．化學(xué)“三餾”的比較2．化學(xué)“兩裂”名稱定義目的裂化在肯定條件下，把相對分子質(zhì)量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量小、沸點低的烴提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量，特殊是提高汽油的產(chǎn)量裂解在高溫下，使具有長鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴獲得短鏈不飽和烴3．留意事項(1)煤干餾時肯定要隔絕空氣，目的是防止煤在空氣中燃燒。(2)由于石油中有些物質(zhì)的沸點很接近，所以每種石油的餾分仍舊是多種烴的混合物。(3)直餾汽油和裂化汽油的成分不同，性質(zhì)有明顯的區(qū)分，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。煤是“工業(yè)的糧食”，石油是“工業(yè)的血液”，有關(guān)煤和石油加工的說法正確的是()A．煤的干餾產(chǎn)物主要是各類有機物B．石油的裂解、分餾和煤的干餾都屬于化學(xué)改變C．煤焦油經(jīng)過分餾可得到苯、甲苯等，說明煤中含有苯和甲苯D．石油的裂化，說明長鏈烴在高溫條件下可以分解為短鏈烴[批注點撥][解析]煤的干餾產(chǎn)物有粗氨水、煤焦油、焦?fàn)t氣和焦炭等物質(zhì)，其中焦炭居多，為無機物，故A錯誤；石油的分餾屬于物理改變，故B錯誤；煤通過干餾得到苯、甲苯、二甲苯等有機物，但本身不含有苯等芳香烴，故C錯誤；石油的裂化、裂解是在肯定條件下將長鏈的烴斷裂為短鏈的烴的過程，烴在加熱條件下是可以分解的，且碳鏈越長越易分解，故D正確。[答案]D[練1]石油裂解的目的和原理是()A．使具有長鏈的烴深度裂化，斷裂成各種短鏈的氣態(tài)不飽和烴和少量液態(tài)烴B．使直鏈烴轉(zhuǎn)化為芳香烴C．避開炭化結(jié)焦D．除去石油中的雜質(zhì)答案A解析石油的催化重整使直鏈烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴，B錯誤；石油減壓蒸餾是為了避開炭化結(jié)焦，C錯誤；D項與石油裂解無關(guān)。[練2]請回答試驗室分餾石油的有關(guān)問題：(1)試驗室分餾石油的正確操作依次是E→____→____→A→____→____→G。A．連接接液管B．裝入碎瓷片和石油，塞上帶溫度計的塞子C．檢查裝置氣密性D．連接冷凝管及進(jìn)出水管E．在鐵架臺上放酒精燈，固定好鐵圈，放上石棉網(wǎng)F．固定好蒸餾燒瓶G．加熱(2)以下是石油分餾的裝置圖，試指出有關(guān)儀器的名稱：A________；B________。(3)分餾石油得到的各個餾分都是________(填“混合物”或“純凈物”)。(4)圖中有________處錯誤。答案(1)FDCB(2)蒸餾燒瓶冷凝管(3)混合物(4)1解析(1)按組裝儀器的依次從下到上，從左到右，連接好裝置后，先檢驗裝置氣密性，再裝入碎瓷片和石油并加熱，即依次為E→F→D→A→C→B→G。(2)A為蒸餾燒瓶，B為冷凝管。(3)石油分餾得到的各個餾分為烴類物質(zhì)的混合物。(4)溫度計水銀球應(yīng)與燒瓶支管口平齊。本課歸納總結(jié)1.煤的干餾、氣化和液化，石油的裂化和裂解均為化學(xué)改變，石油的分餾屬于物理改變。2．水煤氣的主要成分是CO和H2；焦?fàn)t氣的主要成分是H2、CH4、C2H4、CO。3．石油裂化的目的是提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量，石油裂解的目的是獲得氣態(tài)短鏈不飽和烴作化工原料。學(xué)習(xí)效果檢測1．下列事實、事務(wù)、事故中與甲烷無關(guān)的是()A．自然氣的主要成分B．石油經(jīng)過催化裂化的產(chǎn)物C．“西氣東輸”中的氣體 D．煤礦中的瓦斯爆炸答案B解析“西氣東輸”中的氣體指的是甲烷，也是自然氣的主要成分，瓦斯爆炸是由甲烷燃燒引起的；石油裂化的產(chǎn)物是碳原子數(shù)相對較少的烷烴和烯烴，而非甲烷。2．下列轉(zhuǎn)化不屬于煤或石油的綜合利用的是()A．將煤干餾制得煤焦油和焦炭B．在肯定條件下將煤與氫氣轉(zhuǎn)化為液體燃料C．將煤變?yōu)槊猴炞魅剂螪．將石油裂解制得乙烯等化工原料答案C解析A項煤的干餾和B項煤的液化屬于煤的綜合利用，而將煤變成煤餅作燃料是為了提高煤的利用率，不屬于綜合利用，D項石油裂解屬于石油的綜合利用。3．氣體產(chǎn)品作為現(xiàn)代工業(yè)重要的基礎(chǔ)原料，應(yīng)用范圍非常廣泛，例如冶金、鋼鐵、石油、化工、機械、電子、玻璃、陶瓷、建材等行業(yè)。以下氣體不是從煤炭或石油工業(yè)獲得的是()A．水煤氣 B．裂解氣C．焦?fàn)t氣 D．氧氣答案D解析水煤氣是煤氣化得到的，焦?fàn)t氣是煤干餾得到的，裂解氣是石油裂解得到的。4．下列關(guān)于化石燃料的說法錯誤的是()A．石油中含有C5～C11的烷烴，可以通過石油的分餾得到汽油B．含C18以上烷烴的重油經(jīng)過催化裂化可以得到汽油C．煤是由有機化合物和無機物組成的困難的混合物D．煤中含有苯和甲苯，可以用分餾的方法把它們從煤中分別出來答案D解析A項，石油主要由液態(tài)烴構(gòu)成，也溶有少量氣態(tài)烴和固態(tài)烴，因此通過石油煉廠的分餾就可以得到汽油、煤油等分餾產(chǎn)品，正確；B項，采納催化裂化的方法可使長鏈烴分子斷裂為C5～C11的烴，正確；C項，煤是由有機物和少量無機物組成的困難的混合物，正確；D項，煤經(jīng)過干餾發(fā)生困難的物理、化學(xué)改變后得到煤焦油等物質(zhì)，煤焦油是含有多種芳香族化合物的困難混合物，而煤中并不含有苯和甲苯，錯誤。5．煤、石油、自然氣是人類運用的主要能源，同時也是重要的化工原料，下列不屬于以煤、石油和自然氣為主要原料生產(chǎn)的合成材料是()A．塑料 B．合成橡膠C．淀粉 D．合成纖維答案C解析淀粉是自然高分子化合物，其他都是以煤、石油、自然氣為主要原料通過人工合成的。6．如圖所示為試驗室模擬工業(yè)上催化裂化的裝置示意圖，依據(jù)圖示回答下列問題。(1)工業(yè)上石油裂化的主要目的是________________。(2)A中氧化鋁的作用是________，B中冷水的作用是________________。(3)C中得到的液體具有汽油的氣味，該液體________(填“能”或“不能”，下同)通過化學(xué)反應(yīng)使溴水褪色，而通過石油分餾得到的汽油________通過化學(xué)反應(yīng)使溴水褪色。(4)D中酸性高錳酸鉀溶液褪色，說明石蠟裂化時除有液態(tài)不飽和烴生成外，還有________生成。答案(1)提高汽油的產(chǎn)量(2)催化劑使裂化汽油冷凝為液體(3)能不能(4)氣態(tài)不飽和烴解析(1)由于從原油中分餾得到的直餾汽油產(chǎn)量少，為了提高汽油的產(chǎn)量，故采納裂化的方法來提高汽油的產(chǎn)量。(