高二化学石油煤和天然气的综合利用

课题3 石油、煤和天然气的综合利用

●了解石油和煤是有机物的主要来源，是各类化工生产的基础。

●理解石油分馏、裂化、裂解的基本原理；了解对石油初步加工的主要产品。

●了解煤的干馏原理，了解煤干馏产品的主要成分和用途。

●了解一碳化学的发展；通过调查讨论煤、石油和天然气等综合利用的最新进展。

〔知识梳理〕

1．石油所含的基本元素是，还含有少量的等。石油主要是由各种组成的混合物，因此，它没有固定的点和点。地下开采出来的原油是________色的状物质。

2．工业上常用的方法，把石油分成沸点不同的产品，分离出来的产品叫，这些产品仍然是物。

3．为了获得更多的轻质油，工业上常把相对分子质量较大、沸点较高的烷烃，采用的方法，进行分解，目的是为了提高的产量；也可以将长链烃在更高的温度下，进行深度裂化，目的是使长链烃断裂为、、等短链烃，这种方法又称为。

4．煤的组成元素主要是，还有少量的等元素，煤是由无机物和

物组成的复杂的混合物。将煤在使其分解的过程叫煤的干馏。煤干馏后的主要产品是；能有力证明煤的主要成分不是碳单质的事实是。

5．为了减少煤对环境的污染，人们将煤进行和，使煤变成清洁的能源，同时提高煤的燃烧效率。写出煤的气化的有关化学方程式、

。

6．写出煤气化的主要反应的化学方程式：

；天然气重整的化学方程式为。

〔方法导引〕

1．石油的炼制

2．煤的综合利用

3．几组易混淆概念的比较

⑴分馏和干馏的本质区别：分馏是对石油固有的成分的分离，为物理变化；干馏是对煤强热分解得到新产物，为化学变化。

⑵煤和木炭、焦炭组成不同：煤是以碳为主的复杂有机物和无机物的混合物，而木炭、焦炭的成分就是碳单质，所以木炭、焦炭易于燃烧，而煤不易燃料。

⑶天然气和焦炉气不同：天然气是一种化石燃料，它蕴藏在地层内，从气井上开采的可燃性气体，其主要成分是CH4、C2H6、C3H8等小分子烷烃，主要是CH4，它既是一种重要能源，又是一种重要的工业资源。焦炉气是煤干馏所得产物之一，其主要成分是H2、CH4、CO、C2H4等，它也是重要的气体燃料和化工原料。

[例题1]下列说法错误的是（）。

A．化石燃料在任何条件下都能燃烧

B．化石燃料在燃烧过程中能产生污染环境的CO、SO2等有害气体

C．直接燃烧煤不如将煤进行深加工后再燃烧的效果好

D．固体煤变为气态燃料后，燃烧效率将更低

[解析]本题考查燃料充分燃烧的条件及能源的综合利用等知识。化石燃料只有在一定的温度和氧气存在情况下才能燃烧。化石燃料不经深加工处理直接燃烧可产生污染物CO、SO2等有害气体。煤、石油等化石燃料经深加工后变为气体燃料，不仅能减少SO2对大气的污染，而且能提高燃烧效率，也便于输送。所以选项A、D错误，B、C是正确的。

[答案]AD

[例题2]有一套以天然气为燃料的灶具，改用石油气(C3H8)为燃料，使用时应采取的措施是，其原因是。[解析]天然气的主要成分是CH4，其燃烧的化学方程式为：CH4＋2O2→CO2＋2H2O；石油气燃烧的方程式为：C3H8＋5O2→3CO2＋4H2O，由方程式可知，燃烧等体积的天然气和石油气，石油气消耗O2的体积大。故改装灶具时应该增大空气的进气量或减少石油气的进气量。[答案]应增大空气的进气量或减少石油气的进气量；因燃烧等体积的天然气和石油气时，石油气消耗的氧气的体积大。

[例题3]科学家致力于CO2“组合转化”技术研究，把过多的CO2转化为有益于人类的物质，如将CO2和H2按1﹕4的比例混合，通入反应器，在适当的条件下，可获得一种主要的能源，请完成以下化学方程式：CO2＋4H2→（）＋2H2O

若将CO2与H2混合，在一定条件下以1﹕3的比例发生反应，生成某种重要的化工原料和水，该化工原料可能是（）。

A．烷烃B．烯烃C．炔烃D．芳香烃

[解析]从原子守恒来讲，1molCO2与4molH2反应生成2molH2O，同时另一种物质必有1molC 和4molH，所以是CH4。

同理，1molCO2＋3molH2→2molH2O＋1molCH2，即该烃的最简式为CH2，即为烯烃。

[答案]CH4；B

〔基础训练〕

1．天然气的主要成分是（）。

A．CO B．CH4C．C2H4D．H2

2．下列变化不属于化学变化的是（）。

A．煤的干馏B．石油的分馏C．催化裂化D．裂解

3．在相同条件下，对环境污染程度最小的燃料是（）。

A．液化气B．煤油C．煤饼D．木柴

4．石油裂化的目的是（）。

A．提高轻质液体燃料的产量B．获得短链不饱和气态烃

C．主要是提高汽油的质量D．主要是提高汽油的产量

5．工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯采用的方法是（）。

A．石油的分馏B．石油的裂化

C．石油的裂解D．直馏汽油的催化重整

6．通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展的标志是（）。

A．石油的产量B．乙烯的产量C．合成纤维的产量D．硫酸的产量7．某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面，观察到这辆卡车在起动、刹车时排出黑烟，由此可推断这辆卡车所用的燃料是（）。

A．酒精B．汽油C．柴油D．液化石油气

8．为了减少大气污染，许多城市推广清洁燃料。目前使用的清洁燃料主要有两类，一是压缩天然气，另一类是液化石油气。这两类燃料的主要成分是（）。

A．碳水化合物B．碳氢化合物C．氢气D．醇类

9．我国即将全面禁止使用含铅汽油（含铅汽油中溶有能提高汽油抗震性的四乙基铅），其主要目的是（）。

A．减少汽车尾气中氮的氧化物的排放量B．提高汽油的燃烧值

C．消除汽车尾气中的铅对大气的污染D．提高汽油的抗震性

10．下列说法正确是（）。

A．煤的干馏是物理变化

B．石油裂解的目的主要是为了得到更多的汽油

C．石油分馏能得到不同沸点范围的产物

D．石油裂化主要得到是乙烯、丙烯等

11．我国最近从国外引进一套设备，它可以有效地消除“白色污染”，把回收的废旧塑料加工成汽油、煤油等。试分析在该加工过程中发生的主要反应类型为（）。

A．裂解B．裂化C．分馏D．干馏

12．含有5个C原子的烷烃催化裂化可生成的烯烃最多是（）。

A．2种B．4种C．5种D．6种

13．近年来，我国部分地区陆续发现了“毒油”，所谓“毒油”是指混有汽油的食用油，不