高中化学第四章化学与自然资源的开发利用第二节1煤石油和天然气的综合利用学案新人教版必修2.docVIP

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第二节资源综合利用环境保护

[激趣导读]你知道什么是光化学烟雾吗？

光化学烟雾是在强日照和低温度逆温气象条件下,大气中的烃类与NOx在阳光辐射下发生光化学反应,产生的二次污染物与一次污染物混合形成的光化学烟雾。其危害：①光化学烟雾为白色、紫色或黄褐色,使能见度降低；②由于它有特殊的刺激性,可使人眼睛红肿流泪,刺激黏膜与呼吸道,并诱发其他疾病；③具有强氧化性,可使金属腐蚀、橡胶开裂、植物叶片发黄。如何治理光化学烟雾呢？就让我们一起从本节中寻找答案吧！

[目标]1.掌握煤、石油、天然气的综合利用,特别是石油的利用。

2．以聚乙烯为例,掌握聚合反应、高分子化合物并了解高分子材料在生活等领域中的应用及可能带来的环境问题。

3．通过环境保护和绿色化学的有关知识,加强环保意识并培养绿色化学的理念。

第1课时煤、石油和天然气的综合利用

一、从煤、石油和天然气中获得基本化工原料

1．煤的组成及其综合利用

(1)煤的组成

煤是有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含有碳元素,还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。

(2)煤的综合利用

煤可以当作燃料使用。将煤作为燃料,主要是利用碳元素与氧气反应放出的热量。但是,将煤直接燃烧不但利用率很低,而且还会造成严重的环境污染。将煤进行加工后综合利用是合理用煤的主要发展方向。当前,比较先进的综合用煤方法主要包括煤的干馏、煤的气化和煤的液化。

①煤的干馏：将煤隔绝空气加强热使煤分解的过程,叫煤的干馏。也称煤的焦化。它是一个化学变化过程。

②煤的气化：把煤中的C转化为可燃性气体的过程。其主要反应是：C(s)＋H2O(g)eq\o(=====,\s\up15(高温))CO(g)＋H2(g)。

③煤的液化：把煤转化为液体燃料的过程。得到的物质不是原来就有的,故该过程也是一个化学变化过程。

气化和液化的作用：把煤变成清洁能源,提高煤的燃烧效率。

2．石油的组成及其综合利用

(1)石油的组成

石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。石油的组成成分中,在常温常压下有的呈气态,有的呈液态,还有的呈固态,即石油各组成之间沸点差距大。

(2)石油的综合利用

石油直接应用的效益非常低,一般不能直接使用,而是要加工成石油产品使用。石油加工的主要方法有石油的分馏、石油的裂化、石油的裂解、石油的催化重整等。

①石油的分馏

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叫做石油的分馏。

②石油的分馏产品

③石油的裂化和裂解

3．天然气的综合利用

(1)组成：天然气的主要成分是CH4。

(2)应用：作为化工原料,主要应用于合成氨和生产甲醇等。

二、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料

1．三大合成材料：塑料、合成橡胶和合成纤维。

2．加聚反应：由相对分子质量小的化合物通过加成反应相互结合成相对分子质量很大的高分子化合物的反应。

乙烯的加聚反应方程式为nCH2＝CH2―→CH2－CH2。

3．高分子化合物中的几个化学用语(以合成聚乙烯为例)

(1)单体：聚合成高分子化合物的小分子化合物,如eq\a\vs4\al(CH2＝CH2)。

(2)链节：高分子化合物中的最小重复单元,如eq\a\vs4\al(－CH2－CH2－)。

(3)聚合度：高分子化合物中的链节数,如聚乙烯中的n。

探究点一煤的综合利用

1.从煤焦油中分离出芳香烃,应采用什么方法？

提示：煤焦油是由各种芳香烃组成的液态混合物。可根据各种芳香烃的沸点不同,利用分馏法进行分离。

2．煤的气化、液化同水的汽化、液化一样都属于物理变化,正确吗？

提示：不正确,煤的气化、液化均是化学变化。

3．干馏和蒸馏的区别是什么？

提示：①条件不同：干馏是在强热条件下,蒸馏是在加热条件下,温度高低不同。

②环境控制不同：干馏需要隔绝空气,蒸馏不需要隔绝空气。

③物质变化类型不同：干馏过程发生的主要是化学变化,蒸馏过程发生的是物理变化。

④目的不同：干馏是为了制取新物质,蒸馏是为了分离混合物。

[例1]对图示中的变化叙述错误的是()

A．图示实验中发生了化学变化

B．液体X溶液的pH7,液体Y是一种黑色黏稠状液体

C．气体Z易燃,可还原CuO,也可使溴水褪色

D．试管A中产生浓的白烟

[思路分析]解此题的关键是了解煤的干馏过程及其产物的性质特点。

[解析]煤的干馏是煤在隔绝空气下加强热的过程,它发生了复杂的物理、化学变化；煤的干馏产物有H2O和NH3生成,NH3易溶于水而呈碱性,pH7,同时干馏还生成了煤焦油,它的化学成分主要为芳香族化合物,是难溶于水的黏稠液体；干馏气体产物中的H2、CO具有还原性,可以还原CuO,气体产物中的C2H4可使溴水褪色。试管A中产生黄色的烟。

[答案]D

有关煤的叙述不正确的是(