煤石油天然气的综合应用教案

煤、石油、天然气的综合应用

适用学科化学适用年级高一适用区域全国课时时长（分钟）60

知识点1、天然气

2、石油的组成及其分馏产品

3、煤及其综合利用

教学目标1、了解煤、石油和天然气的综合利用，特别是石油的利用

2、掌握石油的裂化和裂解

教学重点石油的分馏、裂解、裂化，煤的干馏

教学难点分馏与干馏的区别

教学过程

一、复习预习

石油是工业的血液，石油化工是化学工业的主体，可以说，没有石油化工，就没有我们今天的现代化生活。你知道石油炼制的基本原理、产品及其用途吗？

二、知识讲解

考点/易错点1

天然气

天然气系古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出，天然气蕴藏在地下约3000—4000米之多孔隙岩层中，主要成分为甲烷。

石油的组成及其分馏产品

成分：石油是烷烃、环烷烃和芳香烃组成的复杂的混合物，因此没有固定的沸点。含碳原子数越少的烃，沸点越低。因此，在给石油加热时，低沸点的烃先汽化，经过冷凝液化后分离出来。随着温度的升高，较高沸点的烃再汽化，经过冷凝液化后，又分离出来。这样不断地加热汽化和冷凝液化，就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。这种方法就是叫做馏分。每一种馏分仍然是多种烃的混合

石油分馏的各种成分

石油分馏产品的沸点与成分

分馏产品分馏温度（沸点）碳原子数用途

粗汽

油石油气40℃以下C1-C4 燃料、化工原料石油醚40~60℃C5-C6 溶剂

汽油60~205℃C7-C9 内燃机燃料

煤油205~300℃C9-C16 燃料

柴油300~360℃C16-C18 柴油机燃料

润滑油360℃以上C16-C20 机械润滑剂

凡士林360℃以上C20-C24 防锈剂制药

重油360℃以上残留物燃料、建筑材料

②减压分馏。为了分离重油的成分，并防止温度过高而使烃分解，甚至炭化结焦损坏设备，因此在减压的条件下进行分馏，通常叫减压分馏。

③裂解与裂化。裂化是为了提高汽油的产量和质量，产品是裂化汽油，其中含有烯烃不能做溶剂;而裂解采用比裂化更高的温度，是为了获得大量的不饱和气体产物。裂化温度一般不超过500℃，而裂解温度一般是在700～1000℃，所以裂解就是深度裂化。裂解的目的是为了获取石油化工原料---工业“三烯”---乙烯、丙烯、1，3-丁二烯，裂解的原料是重油、石油气等。

④石油化工：把石油产品作原料经裂解等过程制得基础有机原料，进而生产大量化工产品。在石油化工业，常把乙烯的产量作为衡量石油化工业发展水平的标志。

煤及其综合利用

煤是有机物、无机物组成的复杂的混合物。

煤的干馏将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏表一煤干馏的主要产品和用途

干馏产品主要成分主要用途

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、铵盐氮肥

粗苯苯、甲苯、二甲苯炸药、染料、医用、农用、

合成材料

煤焦油苯、甲苯、二甲苯

酚类、萘

染料、医用、农用、合成材

料

沥青建筑材料、制碳素电极

焦炭碳冶金、合成氨造气、电石

三、例题精析

【例题1】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

【答案】：C。

【解析】：按一般常识，汽车所用的燃料为汽油或柴油，且酒精、液化石油气燃烧一般不会产生黑烟，所以答案应在(B)、(C)中选择。汽油的主要成分为C5～C11的烷烃，柴油的主要成分为C15～C18的烷烃，柴油分子中的碳原子数目多于汽油分子中的碳原子数，而碳原子数越多的烷烃，其中碳的质量分数越大，燃烧时多发生不完全燃烧，生成C等而产生黑烟。故排出黑烟者，其燃料为柴油。

【例题2】可用来鉴别裂化汽油和直馏汽油的试剂是()

A．乙醇B．溴的四氯化碳溶液

C．NaOH溶液D．盐酸

【答案】B

【解析】裂化汽油由饱和烃和不饱和烃组成，直馏汽油仅含饱和烃，故可利用不饱和烃的性质来选择试剂。

四、课堂运用

【基础】下列关于石油的说法不正确的是( )

A．石油主要含C、H两种元素

B．石油主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物

C．石油有固定的熔点

D．石油分馏得到的汽油是混合物

【答案】：C

【解析】：石油是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物。混合物没有固定的熔沸点。石油分馏所得馏分为混合物。

【巩固】石油裂解的目的和原理是( )

A．使具有长链的烃深度裂化，断裂成各种短链的气态不饱和烃和少量液态烃B．使直链烃转化为芳香烃

C．避免炭化结焦

D．除去石油中的杂质

[答案]：A

[解析]：A项，石油的裂解是深度裂化，目的是为了获取大量石油化工原料。作为合成原料的主要是气态烯烃，其中以乙烯量为最大，其次还有丙烯、丁二烯等。裂化产物中还有作为芳香烃的液态产品：苯、甲苯、二甲苯；B项，使直链烃转化为芳香烃属于结构的重新调整；C项，重油采用减压蒸馏是为了避免炭化结焦；D项与裂解原理和目的无关。

【拔高】现有两种烯烃：CH2===CH2和CH2===CR2(R为烃基)，它们的混合物进行聚合反应，产物中可能含有( )

A．①⑤B．②④C．①③⑤D．①②③⑤