人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用第2课时学案

这是一份人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用第2课时学案，共8页。学案主要包含了煤的组成和加工，天然气的组成和利用，石油的组成和加工，以煤等内容，欢迎下载使用。

第2课时　煤、石油和天然气的综合利用
核心微网络

新课程标准
1.结合石油化工等实例了解化学在生产中的具体应用，认识化学工业在国民经济发展中的重要地位；
2．以煤、石油等的开发利用为例，了解依据物质性质及其变化综合利用资源和能源的方法。

素养新要求
1.能从问题出发，运用所学化学知识分析煤、石油、天然气综合利用对社会可持续发展可能带来的双重影响；
2．认识化学对于构建清洁低碳安全高效的能源体系所能发挥的作用，体会化学对促进人与自然和谐相处的意义。


学业基础——自学·思记·尝试
一、煤的组成和加工
1．煤的组成

2．煤的加工方法及产品

二、天然气的组成和利用

三、石油的组成和加工

四、以煤、石油、天然气为原料生产合成材料
1．三大合成材料：________、________、________，这三大合成材料，主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。
2．合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物对人类社会造成巨大的环境压力。

状元随笔　化石燃料也称矿石燃料，其包括的天然资源为煤炭、石油、天然气、可燃冰、页岩气等，是不可再生资源。


【学而思】
思考：汽油是我们生活中不可或缺的物质，汽油可以通过石油分馏得到或者通过重油裂化得到。分馏汽油和裂化汽油有何区别？如何区分二者？










[即学即练]


1．判断正误，正确的打“√”，错误的打“×”。
(1)煤、石油、天然气的化学成分相同。(　　)
(2)煤、石油和天然气是不可再生能源，也是新型清洁能源。(　　)
(3)把煤加强热使之分解的过程叫煤的干馏。(　　)
(4)化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一。(　　)
(5)天然气的主要用途就是作燃料。(　　)
(6)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴。(　　)
2．下列转化不属于煤或石油的综合利用的是(　　)
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．将煤变为煤饼作燃料
D．将石油裂解制得乙烯等化工原料
3．下列说法错误的是(　　)

A．石油主要是由烃组成的混合物
B．①主要发生物理变化
C．②包括裂化、裂解等过程
D．③是加成反应，产物名称是二溴乙烷
4．下列说法正确的是(　　)
A．煤是各种芳香烃组成的混合物
B．煤是由非常复杂的无机物和有机物组成的化合物
C．煤的干馏可以得到焦炉气、煤焦油、焦炭等产品，该过程属于物理变化
D．煤里主要含有碳及少量其他元素与矿物，但绝大多数都含硫，在工业上，大量燃烧含硫煤是造成酸雨的主要原因之一
5．我国提出争取在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和，这对于改善环境、 实现绿色发展至关重要。“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。下列措施中能促进碳中和最直接有效的是(　　)
A．将重质油裂解为轻质油作为燃料
B．大规模开采可燃冰作为新能源
C．通过清洁煤技术减少煤燃烧污染
D．研发催化剂将CO2还原为甲醇





核心素养——合作·探究·分享
目标　煤和石油的常见加工方法
例.　下列说法错误的是(　　)
A．通过煤的干馏，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等产品
B．天然气属于纯净物，可用于合成氨等
C．裂解气通入溴水，溴水褪色
D．煤的气化和液化是使煤变成清洁能源的有效途径


状元随笔　煤的干馏在工业上也叫煤的焦化。


[提升1]　石油蒸馏装置如图所示，下列说法正确的是(　　)

A．仪器W的名称：圆底烧瓶
B．碎瓷片的作用：催化剂
C．冷却水的流向：X进水，Y出水
D．收集到的60～150 ℃的馏分为混合物

[提升2]　我国的煤炭资源相对比较丰富，加快“煤制油”的发展，对我国社会经济可持续发展有着深远的意义。下图是煤间接液化的典型流程示意图。

(1)写出煤气化反应的化学方程式？思考说明煤气化的意义。






(2)如图中由石油获得相应产品的方法是什么？该方法是物理变化还是化学变化？得到的各种分馏产品是纯净物吗？






(3)石油裂化是为了得到更多的汽油，裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色，其原因是什么？






　 关键能力
“三馏”“二裂”的比较
1．“三馏”的比较

干馏
蒸馏
分馏
原理
隔绝空气、高温下使物质分解
根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离
与蒸馏原理相同
目的
获得煤或木材的分解产物
使混合物中沸点较低的组分挥发而达到分离或提纯的目的
使多组分混合物分离为两种或多种馏分而达到分离的目的
产物
产物为混合物
产物为单一组分的纯净物
产物为沸点相近的各组分组成的混合物(称为馏分)
反应类型
化学变化
物理变化
物理变化



状元随笔　两点提醒：1.蒸馏和分馏是物理变化，煤的焦化、气化和液化都是化学变化。2.石油分馏的每种馏分仍为混合物。



2．“二裂”的比较
方法
原料
原理
目的
裂化
重油
在一定条件下，将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的烃
提高轻质液体燃料油的产量，特别是提高汽油的产量
裂解(深度裂化)
石油的分馏产品(包括石油气)
在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量的液态烃
获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料
关系
裂解是深度裂化





学考评价——夯实·测控·演练
1．下列关于化石燃料的加工说法正确的是(　　)
A．石油裂化主要得到乙烯
B．石油分馏是化学变化，可得到汽油、煤油
C．煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气
D．煤制煤气是物理变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径
2．下列说法中错误的是(　　)
A．石油是混合物，石油分馏得到的汽油也是混合物
B．含C20以上的烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油
C．焦炭是煤干馏的一种重要产品
D．煤中含有苯和甲苯，可以用先干馏后分馏的方法把它们分离出来
3．下列说法不正确的是(　　)
A．煤油可由石油分馏获得，可用作燃料和保存少量金属钠
B．煤可与水蒸气反应制成水煤气，水煤气的主要成分为CO和H2
C．汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氢化合物
D．以石油、煤和天然气为原料，可生产塑料、合成橡胶和合成纤维
4．[2022·宁波高一检测]于谦在《咏煤炭》中写道：“凿开混沌得乌金，藏蓄阳和意最深，爝火燃回春浩浩，洪炉照破夜沉沉……”，下列有关说法错误的是 (　　)
A．煤的干馏是化学变化，煤的液化是物理变化
B．煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物
C．煤燃烧前的脱硫处理是为了防止污染空气
D．煤经过气化和液化可转化为清洁燃料
5．下图是实验室干馏煤的装置图，结合下图回答问题。

(1)指出图中仪器名称：
a____________；b____________；
c____________；d____________。
(2)装置c的作用是______________，d中的液体有________和________。有机物可以通过________的方法使其中的重要成分分离出来。
(3)e处点燃的气体是________，火焰的颜色是________色。
(4)下列叙述错误的是________。
A．煤发生了化学变化
B．d中液体显碱性
C．d中液体不分层



练后感悟
化工“五气”的比较
气体
水煤气
天然气
液化石油气
焦炉气
裂解气
主要成分
H2、CO
CH4
C3H8、C4H10
H2、CH4、C2H4、CO
C2H4、C3H6、C4H8、CH4
来源
炽热的炭与水蒸气反应
气井、气田
石油分馏
煤的干馏(炼焦炉)
石油裂解







第2课时　煤、石油和天然气的综合利用
学业基础
一、
1．有机物　无机物　C　H、O、N、S
2．隔绝空气加强热使之分解　煤的焦化　焦炉气　煤焦油　可燃性气体　C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)
二、
CH4　燃料
三、
碳氢化合物　石油中各组分沸点的不同　链状烃　环状烃
四、
1．塑料　合成橡胶　合成纤维
【学而思】
提示：分馏汽油是饱和烃的混合物，裂化汽油中含不饱和烃；可用溴的四氯化碳溶液区分它们。
[即学即练]
1．答案：(1)×　(2)×　(3)×　(4)×　(5)×　(6)√
2．答案：C
3．答案：D
4．解析：煤是由无机物和有机物组成的混合物，煤中并无各种芳香烃，而是其发生化学变化以后的干馏产物煤焦油中含有芳香烃。煤中含有的硫在燃烧时转化为SO2，会造成环境问题，故燃烧之前应进行脱硫处理。
答案：D
5．解析：无论是重质油还是轻质油，燃烧时均会产生大量CO2，对CO2排放量的降低几乎无影响，A项错误；可燃冰中的甲烷燃烧也会产生大量的CO2，B项错误；减少煤燃烧产生的污染与碳中和无关，C项错误；将CO2转化为甲醇可促进碳中和，D项正确。
答案：D
核心素养
[例]　解析：A项，煤的干馏是指煤在隔绝空气的条件下加强热，分解生成煤焦油、焦炭、焦炉气等物质，正确；B项，天然气的主要成分为CH4，还含有少量C2H6等其他物质，是混合物，错误；C项，裂解气中含有不饱和烯烃，能使溴水褪色，正确；D项，煤的气化和液化过程将煤转化成CO、H2、甲醇等，这些都属于高效清洁燃料，正确。
答案：B
[提升1]　解析：A错，仪器W的名称是蒸馏烧瓶。B错，碎瓷片的作用是防止暴沸，不是催化剂。C错，冷凝管中冷却水从下口通入，从上口流出，故X是出水口，Y是进水口。D对，石油分馏得到汽油、煤油、柴油等馏分，都是多种烃的混合物。
答案：D
[提升2]　答案：(1)C＋H2O(g)CO＋H2。煤气化能够减少煤燃烧时的粉尘污染，提高煤燃烧的效率，气化后的产品可以用于化工生产，提高煤的综合利用价值。
(2)图中由石油获得相应产品的方法是分馏，属于物理变化，所得产品是混合物。
(3)裂化汽油中含有烯烃，能与Br2发生加成反应，可以使溴的四氯化碳溶液褪色。
学考评价
1．解析：石油裂化主要得到更多的液态轻质油，A错误；石油的分馏是指在加热条件下将石油分成不同沸点范围的产物的过程属于物理变化，B错误；煤的干馏是将煤隔绝空气加强热的过程，其产物有焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气，C正确；由煤制取煤气的过程中，煤中的碳与水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，两者的混合物被称为“水煤气”，这个过程发生的是化学变化，D错误。
答案：C
2．解析：石油通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料，但产量不高。通常采用裂化的方法，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃，提高汽油的产量。煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素，还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素，并不含苯和甲苯。煤干馏得到焦炭、煤焦油、焦炉气等。煤焦油是含有多种芳香族化合物的混合物，可以生产芳香族化合物苯和甲苯。
答案：D
3．解析：植物油是由C、H、O三种元素构成的有机物，不属于碳氢化合物。
答案：C
4．答案：A
5．解析：煤的干馏生成焦炭、煤焦油和出炉煤气，出炉煤气包括焦炉气、粗氨水等，经c装置的降温和冷凝，粗氨水和煤焦油变为液体在d中聚集，则液体显碱性；焦炉气中氢气、一氧化碳都具有还原性，可用于还原氧化铜，H2、CO、CH4燃烧产生蓝色火焰；焦炉气中含有乙烯可以使溴水褪色；煤焦油是有机物的液态混合物，应采用分馏的方法分离。
答案：(1)酒精喷灯　硬质玻璃管　水槽　U形管
(2)将干馏生成的气体进行降温和冷凝　粗氨水　煤焦油　分馏
(3)焦炉气　蓝　(4)C