石油、煤和天然气的综合利用PPT教学课件
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4.调查当地固体废弃物（如粉煤灰）的回收和利用情况， 讨论存在问题的解决途径。 • 课时划分：一课时
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必修2内容： 石油主要是由各种烷烃、环烷烃和环烷烃 所组成的混合物。石油的大部分是液态烃，同时在液态烃 里溶有少量的气态烃和固态烃。石油主要含有碳和氢两种 元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。
3.了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类 和发展概况。
教学重点、难点： • 煤、石油和天然气等综合利用中基本的化学原理。 • 探究建议： • 1.收集资料：海水、煤、石油和天然气等资源的综合利用。
2.绘制图表：石油化工或其他化工的主要原料、过程和产品 3.讨论：资源的循环利用、能源的优化应用、环境的源头治 理对可持续发展的意 义。
1、试管口为何要向下倾斜？ 2、为何要夹在离试管口1/3的位置？ 3、刚开始出来的气泡为何不能马上收集？ 4、实验结束时为何要先移后熄？
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用 双 氧 水 制 氧 气
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20-50ml 过氧化氢
石油炼制目的是什么？
一方面是将石油中的混合物进行一定程度的分离使 它们物尽其用；另一方面。将含碳原子数较多的烃转 变为含碳原子数较少的烃作为化工原料，以提高石油 的利用价值。
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石油气 C4以下
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间接液化的气化-液化法 首先把煤气化为H2、
CO和CH4。用催化剂把气态物质转变为液态。 nCO＋2nH2→(CH2)n＋nH2O 2nCO＋nH2→(CH2)n＋nCO2
煤的液化是否能得到发展，决定于石油是否能
满足不断增长的需要、煤跟石油的比价以及煤的 液化技术的成熟程度。从世界范围来看，由于石 油价格的增长，液化技术的日臻成熟，煤液化工 业的再度兴起是可能的。对我国来说，目前汽油 和煤的比价比国外更有利于发展以合成高级汽油 为主要目的的煤的液化。在有煤地区发展煤的液 化还是可以探索的。
• A、 C3H8 极高温C H2
D、C3 H 8 O2 CO2 H 2
• B、C3H8 高温脱氢C3H6 H2
•
C、C3 H8
H 2O
催 化剂 CO
H2
• （2）按照ห้องสมุดไป่ตู้选反应途径，理论上用1mol丙烷最 多可制得氨 B
• A、4mol B、4.7mol C、10mol D、2.7mol
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（1）汽化 煤的汽化就是将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。
煤汽化的主要化反应是指碳和水蒸气的反应。 C+H2O === CO＋H2
这是一个吸热反应，所需热量一般都由同时进行的碳的 燃烧反应来提供。
C＋O2 ===CO2 碳燃烧时可以使用空气，也可以使用氧气，但得到的煤 气成分、热值及用途都不同，分别叫低热值气和中热值气。 中热值气在适当催化剂的作用下，又可以转变成高热值气。 即把中热值煤气里的CO和H2用催化剂合成甲烷。
由CO加氢合成一系列化合物的化学称合成气化学 由甲烷直接合成的称甲烷化学 由甲醇为原料合成一系列下游产品的为甲醇化学
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典型例题
• 例1：工业上合成氨的原料气之一——H2有一种 来源是取自石油气，如丙烷。
• （1）有人设计了以下反应途径（假设反应都能 进行），你认为最合理的是 C
高温条件，天然气重整： CH4＋H2O = CO＋3H2
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大量的化工产品可以以合成气作为起始原料。使用不 同的催化剂，可以从合成气制出不同的有机化合物产物， 这就组成了所谓的合成气化学。由CH4、CH3OH等含一个碳 原子的分子，也可以通过催化反应直接生成新的化合物。 这就形成了所谓的甲烷化学和甲醇化学，它们都是由一系 列典型的化学合成反应所组成的。
催化裂化
目的:提高汽油的质量和产量
催化剂：硅酸铝，分子筛 （铝硅酸盐）
实验
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为获得有机化工的基本原料。在石油化工生产过程里，常用石 油分馏产品（包括石油气）作原料，采用比裂化更高的温度 （700～800℃，有时甚至高达1000℃以上），使具有长链分子的烃 断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃，以提供有机化工原料。工 业上把这种方法叫做石油的裂解。所以说裂解就是深度裂化，以获 得短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程。石油裂解的化学过程 是比较复杂的，生成的裂解气是一种复杂的混合气体，它除了主要 含有乙烯、丙烯、丁二烯等不饱和烃外，还含有甲烷、乙烷、氢气、 硫化氢等。裂解气里烯烃含量比较高。因此，常把乙烯的产量作为 衡量石油化工发展水平的标志。把裂解产物进行分离，就可以得到 所需的多种原料。这些原料在合成纤维工业、塑料工业、橡胶工业 等方面得到广泛应用。
和水
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练习2、有干燥的KClO3和MnO2的混合物３ 9.6克,其中MnO2的含量为20%,加热一段时 间该混合物后,测得剩余固体中MnO2的含 量为26.4%,求: (1)生成多少克氧气? (2)多少克氯酸钾被分解?氯酸钾的分解率? (3)剩余固体中有哪些成分?
取约5ml汽油，滴加溴水至溴水不褪色为止， 再加入适量NaOH溶液除去剩余Br2，分液。取 油层液体，滴加酸性KMnO4稀溶液，振荡。若 KMnO4溶液褪色，则说明含有苯的同系物（甲 苯、二甲苯）。
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• 例3： • C8H18在一定条件下受热裂化，可生成
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三、煤化工和天然气化工的发展—碳化学 碳化学是指以分子中只含一个碳原子的化合物如 一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等)为原料， 用化工的方法制造一系列化工原料和燃料的化学。
煤汽化的主要反应：
2 C＋O ===2CO C+H2O === CO＋H2 CO+H2O === CO2＋H2
高中《化学》新人教版 选修2系列课件
化学与技术
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2.3《石油、煤和天然气 的综合利用》
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教学目标
• 知识与能力 • 1.掌握煤、石油和天然气等综合利用中基本的化学原理。 • 2.通过调查讨论煤、石油和天然气等综合利用的最新进展。
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写出下列反应的化学方程式：
1. 镁在氧气中燃烧，生成氧化镁 2. 电解水，生成氢气和氧气 3. 细铁丝在氧气中燃烧，生成四氧化三铁 4. 氧化汞受热分解成汞和氧气 5. 铝与稀硫酸反应，生成硫酸铝和氢气 6. 乙炔（C2H2）在氧气中燃烧，生成二氧化碳
合成：乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、氯乙烷、聚乙烯等等
学习第40页第一自然段回答：天然气的来源用途。 2、天然气的利用 合成氨所需的氢气、制乙烯 、制甲醇、合成液体燃料、
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石油化工厂的景观
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LiLqPuGid petroleum gas
原油
常
汽油 C5~C11
催
压 蒸
煤油 C11~C16
化
馏 塔
柴油 C15~C18
裂
化 重油 C20以上
沥青 减压蒸馏塔 润滑油
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燃料油
石蜡
石油通过分馏获得的汽油、煤油、柴油等轻质油的产量比较 低，仅占石油总产量的25％左右。但社会需求量大的正是这些轻 质油，为了提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量，还可以 采用裂化的方法从重油中获取轻质油。
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裂解
定义：使具有长链分子的烃在700度以 上高温时断裂成短链的烃的过程叫裂解
目的：生产短链不饱和烃如工业“三烯”
乙烯的产量作为衡量石油化工发展水 平的标志 用途：合成纤维，塑料，橡胶等
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CO＋3H2 →CH4＋H2O
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(2)液化 煤的液化是将煤转化为液体燃料的过程。煤的
液化可以分为直接和间接两个途径。
把煤粉和煤液化过程中产生的油跟氢气混合，在高 温下经催化剂催化，进行加氢解聚反应，同时脱去硫、 氮、氧等原子，生成固-液混合物的油、液化的煤以及 含有未液化的煤和炭等固态物质。经过分离可以得到油， 成为低氢、低硫的重质液体燃料。
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• （3）所选反应途径最显著的特点是 C • A、简单易行 • B、所得H2纯度高 • C、所得H2产量高 • D、可获得大量热能
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例2：如何用化学方法检验一瓶裂化汽油里 是否含有甲苯、二甲苯等芳香烃？写出 实验步骤。
CH4、C2H6、C2H4、C3H6、C4H8五种 混合气体，此混合气体的平均分子量为 • A、14 B、57 C、38 D、无定值
作业 P45 8、9
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大试管
加热高锰酸钾法
酒 精 灯
石油的分馏和煤的干馏的区别： 石油的分馏是物理变化、煤的干馏是化
学变化过程。
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2、煤的汽化与液化 为了预防或减少煤燃料对环境和人体健康带来
的危害，近二三十年来，世界各国大力开展了对煤 利用新技术的研究，其中主要包括对煤的液化和汽 化技术。煤的汽化和液化就是使煤变成清洁能源的 有效途径，与此同时煤的燃烧效率等也得到提高
阅读课本40页第二段，说 出煤的主要元素，目前煤的 综合利用方法。
煤除了主要含碳外还含有少量的 S、P、N、H、O等元素以及无机 矿物质（主要有硅、铝、钙、铁等 元素）煤是有机物和无机物组成的 复杂混合物
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泥煤
无 烟 煤
褐 煤
1 、煤的干馏—— （ 把煤隔绝空气加强热使它分解 ） 的过程 叫煤的干馏。是一个（ 化学变化 ）过程 。
主要原料
原油 重油
重油
含直链烷烃的石 油 分馏产品（含 石油气）
主要产品
溶剂油 汽油 煤油 柴油 重油
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润滑油 凡士林 石蜡 沥青 石油焦
抗震性能好的气 油和甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丁 丙烷、丁烷、乙 二烯 烯、丙烯等
结合在必修化学所学内容，与同学交流：以乙 烯为原料合成那些产品：体会乙烯在工业合成中 的价值。
50毫升水 0.5克 MnO2
练习1： 配平下列化学方程式：
1、 2 H2 + 2、2 Na +
点燃
O2 —— 2H2O
点燃
Cl2 —— 2 NaCl
3、 2KMnO4 -—— K2MnO4 + MnO2 + O2
4、 Fe2O3 + 6 HCl —— 2 FeCl3 + 3 H2O
高温
5、 Fe2O3 + 3 CO —— 2 Fe + 3 CO2
裂化就是在一定的条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的 烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。例如，在加热、 加压和催化剂存在的条件下，十六烷裂化为辛烷和辛烯：
裂化有热裂化和催化裂化。
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热裂化
目的:提高汽油的产量
缺点：温度过高，发生结焦现象
裂化、催化裂化、裂解的对比
石油的炼 制
分馏
方法 常压 减压
裂化
热裂 催化 化 裂化
石油的裂解
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
在加热或催化剂存在 的条件下，把相对分 子质量大，沸点高的 烃断裂成相对分子质 量小，沸点低的烃
在高温下，把石油产 品中具有长链分子的 烃断裂 成为各种短链 的气态烃或液态烃。
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必修2内容： 石油主要是由各种烷烃、环烷烃和环烷烃 所组成的混合物。石油的大部分是液态烃，同时在液态烃 里溶有少量的气态烃和固态烃。石油主要含有碳和氢两种 元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。
3.了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类 和发展概况。
教学重点、难点： • 煤、石油和天然气等综合利用中基本的化学原理。 • 探究建议： • 1.收集资料：海水、煤、石油和天然气等资源的综合利用。
2.绘制图表：石油化工或其他化工的主要原料、过程和产品 3.讨论：资源的循环利用、能源的优化应用、环境的源头治 理对可持续发展的意 义。
1、试管口为何要向下倾斜？ 2、为何要夹在离试管口1/3的位置？ 3、刚开始出来的气泡为何不能马上收集？ 4、实验结束时为何要先移后熄？
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用 双 氧 水 制 氧 气
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20-50ml 过氧化氢
石油炼制目的是什么？
一方面是将石油中的混合物进行一定程度的分离使 它们物尽其用；另一方面。将含碳原子数较多的烃转 变为含碳原子数较少的烃作为化工原料，以提高石油 的利用价值。
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石油气 C4以下
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间接液化的气化-液化法 首先把煤气化为H2、
CO和CH4。用催化剂把气态物质转变为液态。 nCO＋2nH2→(CH2)n＋nH2O 2nCO＋nH2→(CH2)n＋nCO2
煤的液化是否能得到发展，决定于石油是否能
满足不断增长的需要、煤跟石油的比价以及煤的 液化技术的成熟程度。从世界范围来看，由于石 油价格的增长，液化技术的日臻成熟，煤液化工 业的再度兴起是可能的。对我国来说，目前汽油 和煤的比价比国外更有利于发展以合成高级汽油 为主要目的的煤的液化。在有煤地区发展煤的液 化还是可以探索的。
• A、 C3H8 极高温C H2
D、C3 H 8 O2 CO2 H 2
• B、C3H8 高温脱氢C3H6 H2
•
C、C3 H8
H 2O
催 化剂 CO
H2
• （2）按照ห้องสมุดไป่ตู้选反应途径，理论上用1mol丙烷最 多可制得氨 B
• A、4mol B、4.7mol C、10mol D、2.7mol
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（1）汽化 煤的汽化就是将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。
煤汽化的主要化反应是指碳和水蒸气的反应。 C+H2O === CO＋H2
这是一个吸热反应，所需热量一般都由同时进行的碳的 燃烧反应来提供。
C＋O2 ===CO2 碳燃烧时可以使用空气，也可以使用氧气，但得到的煤 气成分、热值及用途都不同，分别叫低热值气和中热值气。 中热值气在适当催化剂的作用下，又可以转变成高热值气。 即把中热值煤气里的CO和H2用催化剂合成甲烷。
由CO加氢合成一系列化合物的化学称合成气化学 由甲烷直接合成的称甲烷化学 由甲醇为原料合成一系列下游产品的为甲醇化学
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典型例题
• 例1：工业上合成氨的原料气之一——H2有一种 来源是取自石油气，如丙烷。
• （1）有人设计了以下反应途径（假设反应都能 进行），你认为最合理的是 C
高温条件，天然气重整： CH4＋H2O = CO＋3H2
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大量的化工产品可以以合成气作为起始原料。使用不 同的催化剂，可以从合成气制出不同的有机化合物产物， 这就组成了所谓的合成气化学。由CH4、CH3OH等含一个碳 原子的分子，也可以通过催化反应直接生成新的化合物。 这就形成了所谓的甲烷化学和甲醇化学，它们都是由一系 列典型的化学合成反应所组成的。
催化裂化
目的:提高汽油的质量和产量
催化剂：硅酸铝，分子筛 （铝硅酸盐）
实验
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为获得有机化工的基本原料。在石油化工生产过程里，常用石 油分馏产品（包括石油气）作原料，采用比裂化更高的温度 （700～800℃，有时甚至高达1000℃以上），使具有长链分子的烃 断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃，以提供有机化工原料。工 业上把这种方法叫做石油的裂解。所以说裂解就是深度裂化，以获 得短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程。石油裂解的化学过程 是比较复杂的，生成的裂解气是一种复杂的混合气体，它除了主要 含有乙烯、丙烯、丁二烯等不饱和烃外，还含有甲烷、乙烷、氢气、 硫化氢等。裂解气里烯烃含量比较高。因此，常把乙烯的产量作为 衡量石油化工发展水平的标志。把裂解产物进行分离，就可以得到 所需的多种原料。这些原料在合成纤维工业、塑料工业、橡胶工业 等方面得到广泛应用。
和水
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练习2、有干燥的KClO3和MnO2的混合物３ 9.6克,其中MnO2的含量为20%,加热一段时 间该混合物后,测得剩余固体中MnO2的含 量为26.4%,求: (1)生成多少克氧气? (2)多少克氯酸钾被分解?氯酸钾的分解率? (3)剩余固体中有哪些成分?
取约5ml汽油，滴加溴水至溴水不褪色为止， 再加入适量NaOH溶液除去剩余Br2，分液。取 油层液体，滴加酸性KMnO4稀溶液，振荡。若 KMnO4溶液褪色，则说明含有苯的同系物（甲 苯、二甲苯）。
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• 例3： • C8H18在一定条件下受热裂化，可生成
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三、煤化工和天然气化工的发展—碳化学 碳化学是指以分子中只含一个碳原子的化合物如 一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等)为原料， 用化工的方法制造一系列化工原料和燃料的化学。
煤汽化的主要反应：
2 C＋O ===2CO C+H2O === CO＋H2 CO+H2O === CO2＋H2
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化学与技术
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2.3《石油、煤和天然气 的综合利用》
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教学目标
• 知识与能力 • 1.掌握煤、石油和天然气等综合利用中基本的化学原理。 • 2.通过调查讨论煤、石油和天然气等综合利用的最新进展。
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写出下列反应的化学方程式：
1. 镁在氧气中燃烧，生成氧化镁 2. 电解水，生成氢气和氧气 3. 细铁丝在氧气中燃烧，生成四氧化三铁 4. 氧化汞受热分解成汞和氧气 5. 铝与稀硫酸反应，生成硫酸铝和氢气 6. 乙炔（C2H2）在氧气中燃烧，生成二氧化碳
合成：乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、氯乙烷、聚乙烯等等
学习第40页第一自然段回答：天然气的来源用途。 2、天然气的利用 合成氨所需的氢气、制乙烯 、制甲醇、合成液体燃料、
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石油化工厂的景观
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LiLqPuGid petroleum gas
原油
常
汽油 C5~C11
催
压 蒸
煤油 C11~C16
化
馏 塔
柴油 C15~C18
裂
化 重油 C20以上
沥青 减压蒸馏塔 润滑油
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燃料油
石蜡
石油通过分馏获得的汽油、煤油、柴油等轻质油的产量比较 低，仅占石油总产量的25％左右。但社会需求量大的正是这些轻 质油，为了提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量，还可以 采用裂化的方法从重油中获取轻质油。
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裂解
定义：使具有长链分子的烃在700度以 上高温时断裂成短链的烃的过程叫裂解
目的：生产短链不饱和烃如工业“三烯”
乙烯的产量作为衡量石油化工发展水 平的标志 用途：合成纤维，塑料，橡胶等
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CO＋3H2 →CH4＋H2O
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(2)液化 煤的液化是将煤转化为液体燃料的过程。煤的
液化可以分为直接和间接两个途径。
把煤粉和煤液化过程中产生的油跟氢气混合，在高 温下经催化剂催化，进行加氢解聚反应，同时脱去硫、 氮、氧等原子，生成固-液混合物的油、液化的煤以及 含有未液化的煤和炭等固态物质。经过分离可以得到油， 成为低氢、低硫的重质液体燃料。
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• （3）所选反应途径最显著的特点是 C • A、简单易行 • B、所得H2纯度高 • C、所得H2产量高 • D、可获得大量热能
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例2：如何用化学方法检验一瓶裂化汽油里 是否含有甲苯、二甲苯等芳香烃？写出 实验步骤。
CH4、C2H6、C2H4、C3H6、C4H8五种 混合气体，此混合气体的平均分子量为 • A、14 B、57 C、38 D、无定值
作业 P45 8、9
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大试管
加热高锰酸钾法
酒 精 灯
石油的分馏和煤的干馏的区别： 石油的分馏是物理变化、煤的干馏是化
学变化过程。
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2、煤的汽化与液化 为了预防或减少煤燃料对环境和人体健康带来
的危害，近二三十年来，世界各国大力开展了对煤 利用新技术的研究，其中主要包括对煤的液化和汽 化技术。煤的汽化和液化就是使煤变成清洁能源的 有效途径，与此同时煤的燃烧效率等也得到提高
阅读课本40页第二段，说 出煤的主要元素，目前煤的 综合利用方法。
煤除了主要含碳外还含有少量的 S、P、N、H、O等元素以及无机 矿物质（主要有硅、铝、钙、铁等 元素）煤是有机物和无机物组成的 复杂混合物
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泥煤
无 烟 煤
褐 煤
1 、煤的干馏—— （ 把煤隔绝空气加强热使它分解 ） 的过程 叫煤的干馏。是一个（ 化学变化 ）过程 。
主要原料
原油 重油
重油
含直链烷烃的石 油 分馏产品（含 石油气）
主要产品
溶剂油 汽油 煤油 柴油 重油
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润滑油 凡士林 石蜡 沥青 石油焦
抗震性能好的气 油和甲烷、乙烷、乙烯、丙烯、丁 丙烷、丁烷、乙 二烯 烯、丙烯等
结合在必修化学所学内容，与同学交流：以乙 烯为原料合成那些产品：体会乙烯在工业合成中 的价值。
50毫升水 0.5克 MnO2
练习1： 配平下列化学方程式：
1、 2 H2 + 2、2 Na +
点燃
O2 —— 2H2O
点燃
Cl2 —— 2 NaCl
3、 2KMnO4 -—— K2MnO4 + MnO2 + O2
4、 Fe2O3 + 6 HCl —— 2 FeCl3 + 3 H2O
高温
5、 Fe2O3 + 3 CO —— 2 Fe + 3 CO2
裂化就是在一定的条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的 烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。例如，在加热、 加压和催化剂存在的条件下，十六烷裂化为辛烷和辛烯：
裂化有热裂化和催化裂化。
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热裂化
目的:提高汽油的产量
缺点：温度过高，发生结焦现象
裂化、催化裂化、裂解的对比
石油的炼 制
分馏
方法 常压 减压
裂化
热裂 催化 化 裂化
石油的裂解
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
在加热或催化剂存在 的条件下，把相对分 子质量大，沸点高的 烃断裂成相对分子质 量小，沸点低的烃
在高温下，把石油产 品中具有长链分子的 烃断裂 成为各种短链 的气态烃或液态烃。