1、第二节资源综合利用 环境保护 第 1 课时 煤、石油和天然气的综合利用目标导航 1.认识煤、石油、天然气是人类能源的主要来源。2.了解煤的成分;知道通过煤的干馏可得到多种化工产品及其用途;知道煤的气化和液化可减少燃烧所造成的环境污染。3.了解石油的成分;知道通过石油的分馏及裂化可得到多种化工产品及其用途。4.通过乙烯的聚合反应了解常见高分子材料的合成,了解聚合反应的原理。知道日常生活中的一些合成高分子材料的应用。1.化石燃料综合利用的意义。2.常见高分子材料的合成反应,高分子材料在生活等领域中的作用。激趣诱思预习导引1.煤(1)煤的组成。(2)煤的综合利用。煤的干馏 定义:把煤隔绝空气加强热使
2、之分解的过程主要产品:焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭煤的气化煤的液化 直接液化:煤与氢气作用生成液体燃料间接液化:煤先转化为一氧化碳和氢气,再在催化剂作用下合成甲醇等预习交流 1若从煤焦油中分离出芳香烃,应采用什么方法?答案: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蒸馏法进行分离。预习交流 2“煤中含有煤焦油、苯等,可通过干馏获得”这种说法正确吗?答案:不正确。煤的干馏发生了复杂的物理、化学反应,煤焦油、苯是在干馏过程中通过化学反应而生成的。2.天然气3.石油4.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、合成纤维。(2)合成高分子化
3、合物的反应类型及有关概念。单体 链节预习交流 3聚乙烯是纯净物还是混合物?答案:聚乙烯中,聚合度 n 有的相同,有的不同,所以它是混合物。一、蒸发、蒸馏和干馏的区别知识精要蒸发是将溶液加热到沸腾,使溶剂汽化而蒸发掉,最后余下固体溶质的过程。如蒸发食盐水得到食盐,用到的主要仪器是蒸发皿、酒精灯等。蒸馏(分馏)是将液态物质加热到沸腾(汽化),并使其冷凝(液化)的操作过程,如分馏原油得到汽油、煤油等,用到的主要仪器是蒸馏烧瓶、冷凝管等。干馏是将有机物(如煤、木材)隔绝空气(在密闭装置)加强热使其分解的过程。在煤的干馏过程中发生了很复杂的化学变化和物理变化,生成了许多新的物质,如苯、萘、蒽等。煤是由有
4、机物和无机物组成的复杂的混合物,煤中并不含有小分子的苯、萘、蒽等,苯、萘、蒽等物质是煤干馏的产物煤焦油中含有的,这一点要注意。现将蒸发、蒸馏、干馏总结如下表:蒸发 蒸馏 干馏 操作过程 加热、搅拌 加热和冷凝 隔绝空气加强热 实质 物理变化 物理变化 物理、化学变化 仪器 蒸发皿、玻璃棒、酒精灯、铁架台 蒸馏烧瓶、冷凝管、温度计、锥形瓶、酒精灯、铁架台、牛角管 大试管、酒精灯、铁架台、烧杯、U形管 装置 目的 得到固体溶质 分离液体与液体的混合物 得到化工原料 典题例解【例 1】下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是()A.煤的气化和液化过程只发生物理变化B.天然气作为化工原料可用于合成
5、氨和生产甲醇C.石油分馏的目的是生产乙烯、丙烯、甲烷等化工原料D.天然气和液化石油气的主要成分是甲烷解析:煤的气化是碳和水蒸气反应生成水煤气等,煤的液化有直接液化和间接液化,均发生了化学反应,A 项错误;天然气作为化工原料可用来合成氨和生产甲醇,B 项正确;石油分馏的目的是获得汽油、煤油、柴油等轻质油,不可能获得乙烯、丙烯和甲烷,C 项错误;天然气的主要成分是 CH4,而液化石油气的主要成分是丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等,D 项错误。答案:B迁移应用近期,我国成品油价格又大幅上涨,这再次表明能源问题日趋严重。迄今为止,煤、石油和天然气等化石能源仍然是人类使用的主要能源。下列有关煤、石油、天然气等资
6、源的说法正确的是()A.石油裂解可以得到更多的汽油B.煤的气化就是将煤在高温条件由固态转化为气态的物理变化过程C.天然气是一种清洁的化石燃料D.分馏汽油是混合物,裂化汽油是纯净物解析:石油裂解的目的是获得更多的气态烃,A 项错误;煤的气化为化学变化,B 项错误;分馏汽油与裂化汽油均为混合物,D 项错误。答案:C二、石油炼制方法的比较知识精要 石油炼制方法 石油的分馏 石油裂化 石油裂解 常压分馏 减压分馏 目的 将原油分离成轻质油等各种产物 将重油充分分离并防止炭化 提高汽油的产量和质量 获得短链气态不饱和烃 原理 用蒸发、冷凝的方法把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物 在一定条件下,把相对分子质
7、量大、沸点高的烃断裂成相对分子质量较小、沸点较低的烃 在高温下把石油分馏产物(包括石油气)中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃 条件 常压加热 减压加热 催化剂、加热 催化剂、高温 石油炼制方法 石油的分馏 石油裂化 石油裂解 常压分馏 减压分馏 主要原料 原油 重油 重油 含有直链烷烃的石油分馏产物(包括石油气)主要产品 溶剂油、汽油、煤油、柴油、重油等 润滑油、凡士林、石蜡、沥青等 汽油 乙烯、丙烯、丁二烯等气态烃与少量液态烃 主要变化类型 物理变化 化学变化 特别提醒直馏汽油中不含烯烃,裂化汽油含有烯烃。故裂化汽油不能作为溴水中溴的萃取剂。典题例解【例 2】下列叙述中不正确的是()A.石油
8、分馏的产物是一种具有恒定沸点的纯净物B.石油裂化的目的是提高汽油等轻质油产量C.石油裂解的产物包括石油气D.石油炼制过程中发生一系列物理、化学变化解析:石油分馏得到的是不同沸点范围的产物,为混合物,故 A项错误;B、C 两项正确;石油炼制过程中分馏为物理变化,裂化、裂解为化学变化,故 D 项正确。答案:A迁移应用关于裂解与裂化的叙述中,不正确的是()A.裂解与裂化的产物中都含有不饱和烃B.裂解与裂化都是为了得到气态烃C.裂解与裂化的原料都是石油分馏产品D.裂解与裂化都是使相对分子质量大的烃断裂为相对分子质量小的烃的过程答案:B加聚产物的结构及结构简式的书写案例探究某高分子化合物的部分结构如下:
9、下列说法正确的是()A.该高分子化合物的链节为B.该化合物单体是C.该化合物的单体是 CHClCHClD.该化合物的结构简式可写为CHCl易错警示:链节是结构片断,不是一种具体物质,而单体是一种具体的物质。解析:碳碳单键是可以转动的,氯原子写在碳原子的上边和下边是一样的。该高分子化合物是由许多重复的结构单元组成的,也就是链节,这些重复的结构单元来源于含有双键的物质,含有双键的物质打开双键中的一个共价键,形成链节,故每个链节常常是以两个碳原子为母体的。因此该高分子化合物的重复结构单元即链节为,单体应为 CHClCHCl,该化合物的结构简式可写为CHClCHCl,A、B、D 三项错误,C 项正确。
10、答案:C思悟升华1.有机高分子化合物的相对分子质量虽然很大,但它们的结构并不复杂,都是由简单的结构单元重复连接而成。2.有机高分子化合物中结构单元重复的次数(即聚合度)并不确定,即同一种有机高分子化合物内分子有大有小,没有一个准确的相对分子质量,只是一个范围。因此任何一种有机高分子化合物都不属于纯净物,也没有固定的熔点。3.加聚产物的元素组成及百分含量与其单体一致,而缩聚产物则不一致。4.已知单体的结构简式,书写加聚产物结构简式的方法:以单体中碳碳双键为母体形成链节,双键写成单键,将双键碳原子上的取代基写在上面或下面(若为单个原子,可以不写在上面或下面),并在两个双键碳原子两端写出短线,最后书写方括号,注意短线要穿过方括号,在方括号后写上脚码 n。如:(R1、R2、R3代表取代基)。
