高一化学新人教版同步精讲必修二第27讲煤石油和天然气的综合利用.docxVIP

第27讲煤、石油和自然气的综合利用

一、煤的组成

煤是由有机物和少量无机物组成的困难混合物，其组成以碳元素为主，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。

二、煤的综合利用

1．煤的干馏

煤的干馏是指将煤_______空气加强热使煤中的有机物分解的过程，是一个困难的_______变更和_______变更过程，工业上也叫煤的焦化。

煤的干馏可以得到煤焦油、焦炭、粗氨水、粗苯、焦炉气。

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、医药、农药、合成材料

煤焦油

苯、甲苯、二甲苯

酚类、萘类

染料、医药、农药、合成材料

沥青

筑路材料、制碳素电极

焦炭

炭

冶金、合成氨造气、电石、燃料

【答案】隔绝物理化学

2．煤的气化

将煤转化为可燃性气体，C(s)＋H2O(g)eq\o(=====,\s\up7(高温))CO(g)＋H2(g)

3．煤的液化

把煤转化成液体燃料的过程，分为干脆液化和间接液化

（1）干脆液化：在高温、高压和催化剂条件下，使煤与氢气作用生成液态碳氢化合物。即：煤＋H2→液体燃料

（2）间接液化：煤炭在高温下与水蒸气作用气化，产生合成气CO、H2等，然后在催化剂作用下合成甲醇等。即：煤CO＋H2甲醇

三、石油的组成

1．由多种碳氢化合物组成的混合物，主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃等，一般石油不含烯烃，从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃。

2．石油是一种黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。

四、石油的综合利用

分馏

①原理：利用原油中各组分沸点的不同进行分别

②产物：获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油（直馏汽油）

裂化

①原理：将含碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为碳原子数较少、沸点较低的烃的过程。如C12H26C6H14+C6H12

②产物：碳原子数较少、沸点较低的烃。

裂解

①原理：裂解就是深度裂化。

C8H18C4H10＋C4H8

C4H10C2H6＋C2H4

②产物：短链不饱和烃，如乙烯。

催化重整

①原理：在加热和催化剂的作用下，通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃。

②产物：环状烃，如苯和甲苯等。

五、自然气的组成及其综合利用

1．自然气的组成：自然气的主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等。

2．自然气的综合利用

（1）自然气是一种清洁的化石燃料，可以干脆用作燃料；

（2）重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇。

题型一：自然气及其综合利用

【变1-1】煤、石油、自然气是人类运用的主要能源，同时也是重要的化工原料。下列关于它们综合利用的叙述不正确的是

A．以煤、石油和自然气为主要原料生产的合成材料是塑料、合成橡胶、合成纤维

B．煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源

C．石油的裂解是为了提高轻质油(例如汽油)的产量

D．自然气的主要成分是甲烷，属于不行再生资源

【答案】C

【解析】

A．以煤、石油和自然气为主要原料生产的合成材料是塑料、合成橡胶、合成纤维，故A正确；

B．煤的干馏可以获得苯、甲苯等芳香烃，故B正确；

C．石油的裂解是为了得到乙烯、丙烯等小分子烯烃，故C错误；

D．自然气的主要成分是甲烷，甲烷是不行再生资源，故D正确；

选C。

题型二：煤及其综合利用

【例2】中国是世界上最早利用煤的国家。下列关于煤的描述正确的是()

A．主要成分是硫 B．是可再生资源

C．燃烧只产生SO2 D．煤干馏可制得焦炭

【答案】D

【解析】煤是由有机物和少量无机物组成的困难混合物，含有的主要元素是碳，还有少量的氢、氧、硫、氮等元素，A错误；煤是化石燃料，是不行再生资源，B错误；煤燃烧产生的主要物质是CO2，C错误；煤干馏得到出炉煤气、煤焦油和焦炭，D正确。

【变2-2】煤被誉为“工业的粮食”，下列关于煤的说法正确的是()

A．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烃

B．煤的液化是在高温时将固体煤熔化为液体煤

C．煤的气化在肯定程度上实现了煤的高效、清洁利用

D．向煤中加入适量CaSO4，可大大削减燃烧产物中SO2的量

【答案】C

【解析】A项，煤干馏可以得到苯、甲苯、二甲苯等芳香烃，但煤本身不含有这些芳香烃，错误；B项，煤的液化是煤在高温高压的条件下转化为液体燃料的过程，分为干脆液化和间接液化，错误；C项，煤气化生成CO、H2，CO和H2的燃烧高效、清洁，正确；D项，向煤中加入适量CaCO3、CaO或Ca(OH)2，可大大削减燃烧产物中SO2的量，错误。

【例4】煤是一种常用燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有SO2、CO、NO2和NO等多种有害气体和烟尘，会对环境造成污染，因此须要对煤进行加工后再燃烧，或