高中 化学 必修 第二册 第八章 化学与可持续发展《第一节 第2课时 煤、石油和天然气的综合利用》教学设计.docx

第2课时煤、石油和天然气的综合利用

[学习目标]1.了解煤、石油、天然气的组成及综合利用的意义。2.了解节约能源及防止污染的重要性。

任务一煤和天然气的综合利用

1．煤的组成

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，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。

2．煤的综合利用

(1)煤的干馏

①定义：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，也叫煤的焦化。

②主要产品：出炉煤气（焦炉气、粗氨水、粗苯）、煤焦油、焦炭。

(2)煤的气化eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(概念：将煤转化为可燃性气体的过程,主要反应：C＋H2O(g)\o(=====,\s\up7(高温))CO＋H2))

(3)液化eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(直接液化：煤＋H2→液体燃料,间接液化：煤\o(―――→,\s\up7(气化))CO＋H2\o(―――→,\s\up7(催化剂))甲醇))

[交流研讨]煤的干馏是物理变化还是化学变化？煤的气化、液化是物质三态（气、液、固）之间的变化吗？为什么？

提示：煤的成分复杂，煤在干馏时发生的变化肯定也复杂，可以说发生了复杂的物理变化和化学变化。不是，物质三态之间的变化是物理变化，煤的气化、液化是化学变化。

3．天然气的综合利用

eq\a\vs4\al()

煤干馏的主要产品和用途

产品

主要成分

用途

出炉

煤气

焦炉气

氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳

气体燃料、化工原料

粗氨水

氨、铵盐

化肥、炸药、染料、

医药、农药、合成材料

粗苯

苯、甲苯、二甲苯

煤焦油

苯、甲苯、二甲苯

酚类、萘

染料、医药、农药、合成材料

沥青

筑路材料、碳素电极

焦炭

碳

冶金、合成氨造气、电石、燃料

1．下列不属于煤的综合利用的是()

A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭

B．在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料

C．煤变为煤饼

D．将煤气化为可燃性气体

答案：C

解析：将煤干馏制得煤焦油和焦炭，属于煤的综合利用，A不符合题意；在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料，属于煤的综合利用，B不符合题意；将煤变为煤饼，只是其物理形态发生了改变，并未改变其成分及结构，不属于煤的综合利用，C符合题意；将煤气化为可燃性气体，属于煤的综合利用，D不符合题意。

2．（2024·泉州市期中）下列有关煤的说法不正确的是()

A．通过干馏可从煤中提取化工原料

B．通过气化或液化能把煤转变成清洁能源

C．从煤焦油中可以提取苯、二甲苯等物质

D．干馏的产物能生产氮肥，因为煤中含有氨气

答案：D

解析：A．煤的干馏是煤在隔绝空气条件下加热、分解，生成焦炭、煤焦油、粗苯、煤气等产物的过程，通过干馏可从煤中提取化工原料，故A正确；B.煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程，通过气化或液化能把煤转变成清洁能源，故B正确；C．煤焦油主要成分为苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘、沥青，从煤焦油中可以提取苯、二甲苯等物质，故C正确；D.干馏的产物能生产氮肥，是因为煤中含有氮的化合物，不含氨气，故D错误；故选D。

3．某实验小组在实验室中用下图模拟煤的干馏，按要求回答相关问题：

(1)仪器d的作用是______________________________________________________，

e处点燃的气体主要有_________________________________________________。

(2)c中液体分层，其中水层里溶有，有机物层可以通过的方法使其中的重要成分分离出来。

答案：(1)冷却H2、CO、CH4、C2H4(2)粗氨水蒸馏

任务二石油的综合利用化石能源与合成高分子材料

1．石油的组成

由多种碳氢化合物组成的混合物（主要由烷烃和环烷烃等饱和烃组成）。

2．石油的综合利用途径

[交流研讨]目前，多数石油产品仍作为燃料使用，如把石油产品来合成高分子材料，其价值将成倍提升，试写出用汽油（主要成分为辛烷C8H18）为原料，生成聚乙烯塑料的合成原理。

提示：C8H18eq\o(―――――→,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热、加压))C4H10＋C4H8

辛烷丁烷丁烯

C4H10eq\o(―――――→,\s\up7(催化剂),\s\do5(加热、加压))C2H4＋C2H6

丁烷乙烯乙烷

nCH2==CH2eq\o(―――→,\s\up7(催化剂))CH2—CH2

3．化石能源与合成高分子材料

(1)三大合成高分子材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。

(2)合成高分子材料的方法

①乙烯的加聚：nCH2==CH2eq\o(―――→,\s\up7(催化剂))CH2－CH2。

②丙烯的加聚：

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