化學(xué)：《化學(xué)與資源開發(fā)利用 歸納與整理》課件1（92張PPT）（人教版選修2）

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,歡迎進(jìn)入化學(xué)課堂,高中《化學(xué)》新人教版選修2系列課件,化學(xué)與技術(shù),第二單元《化學(xué)與資源開發(fā)利用》,教學(xué)目標(biāo),1.知道化學(xué)在水處理中的應(yīng)用。2.了解化學(xué)在水污染處理中的具體應(yīng)用，認(rèn)識(shí)化學(xué)與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系；３．掌握氯堿工業(yè)、海水提溴、海水冶煉鎂的化學(xué)原理；４．了解海水的綜合利用，認(rèn)識(shí)化學(xué)科學(xué)發(fā)展對(duì)自然資源利用的作用。５.掌握煤、石油和天然氣等綜合利用中基本的化學(xué)原理。６.通過調(diào)查討論煤、石油和天然氣等綜合利用的最新進(jìn)展。７.了解我國(guó)基本化工的生產(chǎn)資源、基本化工產(chǎn)品的主要種類和發(fā)展概況。,第一節(jié)《獲取潔凈的水》,第二章化學(xué)與資源開發(fā)利用,,,,,2、你認(rèn)為水污染還有其它原因嗎？,討論,一、天然水的凈化,實(shí)驗(yàn)：在一杯渾濁的黃河水中撒入一藥匙明礬粉末，觀察現(xiàn)象。寫出有關(guān)的離子方程式。,KAl（SO4）2=Al3++K++2SO42-Al3++3H2OAl(OH)3+3H+,分組實(shí)驗(yàn)2-1,結(jié)論：綠礬凈水效果不如明礬,綠礬溶于水呈酸性，但堿性條件下更易氧化，使用時(shí)將PH調(diào)至9，變成效果更好的三價(jià)鐵離子,水中呈膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)，通常都帶有負(fù)電荷，若向水中投加帶相反電荷的電解質(zhì)（混凝劑），可是污水中的膠體顆粒失去穩(wěn)定性，并在分子引力作用下凝聚成大顆粒而下沉。通過混凝法可除去污水中細(xì)分散固體顆粒、乳狀油及膠狀物質(zhì)。目前常用的混凝劑有：明礬、堿式氯化鋁、鐵鹽等。注意：含鋁混凝劑處理飲用水的安全性。,硬水和軟水,硬水溶有較多量的鈣離子，鎂離子的水。如礦泉水，自來水，以及自然界中的地面水和地下水等。軟水只溶有少量或者不含鈣離子，鎂離子的水。如雨水，雪水，純凈水等。,礦泉水和蒸餾水有什么區(qū)別？,,1實(shí)驗(yàn),2、化學(xué)軟化,硬度,硬度,最初硬度是指水能溶解肥皂的程度,現(xiàn)在主要指水中含鈣離子鎂離子的濃度,☆硬度定義1升水中含有10mmgCaO或者相當(dāng)于10mmgCaO)稱為1度（1。),硬度的種類,暫時(shí)硬度,CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2,定義：由Ca（HCO3)2和Mg（HCO3)2引起的硬度,桂林地區(qū)有很多的溶洞，是怎么形成的？溶洞中和附近的水有什么特點(diǎn)？,煮沸暫時(shí)硬水時(shí)的反應(yīng)：,,請(qǐng)翻看書后的溶解度附表，說出CaCO3和MgCO3溶解度的差別。,CaCO3不溶，MgCO3微溶,所以碳酸鎂在進(jìn)一步加熱的條件下還可以與水反應(yīng)生成更難溶的氫氧化鎂。,,,實(shí)驗(yàn)二,所以水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，可以用稀鹽酸洗，但是為了防止腐蝕設(shè)備，需要加入合適的緩蝕劑。,永久硬度,？思考：鈣和鎂形成的可溶性鹽還有哪些？,還有：硫酸鈣硫酸鎂氯化鈣硝酸鈣硝酸鎂,？思考：可以也象暫時(shí)硬水那樣煮沸消除嗎？提示：用反證法思考比如說：假如氯化鎂加熱煮沸能反應(yīng)的話，生成什么物質(zhì)？可能嗎？,定義：由鈣鎂硫酸鹽和氯化物引起的，不能用煮沸法消除的硬度叫做永久硬度。,水的硬度,看課本：水中有哪些陰離子？哪些陽(yáng)離子？,水的硬度往往是暫時(shí)硬度和永久硬度的總和。,陰離子有：HCO3-，CO32-，Cl-，SO42-，NO3-等陽(yáng)離子有：Ca2+,Mg2+等,硬水和軟水硬水：硬度大于8度的水軟水：硬度小于8度的水自然界中只有雨水、雪水這樣的結(jié)晶水才是純軟水。,蒸餾水暫時(shí)硬水永久硬水,煮沸,蒸餾水和永久硬水,暫時(shí)硬水,永久硬水,肥皂水,蒸餾水,你還能想出其他方法來嗎？,題3,3.有一最硬水，硬度是由碳酸氫鎂引起的，測(cè)定硬度為30度。取一升這種水，常壓下加熱蒸發(fā)，最后得到殘?jiān)嗌倏耍?【分析】硬度的計(jì)算是把鎂離子折算成氧化鈣，只含有碳酸氫鎂的暫時(shí)硬水加熱煮沸，最后得到的殘?jiān)菤溲趸V。,所以：水中相當(dāng)于含有鈣離子的質(zhì)量：m=30度*10毫克/度=300毫克鈣離子看成是以氧化鈣的形式，所以鈣離子的物質(zhì)的量為n=300/56毫摩爾一個(gè)鈣離子由一個(gè)鎂離子折算得到，所以n鎂離子=n鈣離子=300/56毫摩爾=0.3/56摩爾最后鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂，質(zhì)量為：0.32/56*58=0.31克,返回,硬水的危害,硬水與人體健康,長(zhǎng)期飲用硬度過高的水對(duì)人體健康不利高硬度水中與結(jié)合SO４２－有苦澀味，還會(huì)使人的腸胃功能紊亂，出現(xiàn)站是性的腹脹，排氣多，腹瀉等現(xiàn)象。久居南方的人初到北方，開始一段時(shí)間會(huì)出現(xiàn)“水土不服”的現(xiàn)象，是因?yàn)楸狈讲簧俚胤斤嬘糜捕缺容^高的地下水，而時(shí)間長(zhǎng)了，胃腸逐漸適應(yīng)后，這種現(xiàn)象就會(huì)隨之消失。,那么硬水毫無是處了嗎？,不對(duì)，否則怎么會(huì)有那么多的人要買礦泉水喝呢？,原來鈣和鎂都是生命必需元素中的宏量金屬元素科學(xué)和醫(yī)學(xué)家們還調(diào)查發(fā)現(xiàn)，人的某些心血管疾病，如高血壓和動(dòng)脈硬化性心臟病的死亡率，與飲水的硬度成反比，水質(zhì)硬度低，死亡率反而高。長(zhǎng)期飲用過硬或者過軟的水都不利與人體健康。我國(guó)規(guī)定：飲用水的硬度不得超過25度,硬水對(duì)我們的生產(chǎn)和生活也有很大的危害洗滌———浪費(fèi)肥皂鍋爐———結(jié)成水垢，危害生產(chǎn)所以，我們必須將硬水進(jìn)行軟化。那么，就讓我們接著學(xué)習(xí)硬水軟化的方法吧！,返回,硬水軟化的方法,煮沸法離子交換法石灰-純堿法其他方法,煮沸法(復(fù)習(xí)),煮沸暫時(shí)硬水時(shí)的反應(yīng)：,僅僅適用于軟化硬水,暫時(shí)性,離子交換法,,碳質(zhì)離子交換劑離子交換樹脂——磺化煤（黑色顆粒，不溶于酸堿）,碳質(zhì)離子交換劑：磺化煤NaR煙煤和褐煤用發(fā)煙硫或濃硫酸處理后的產(chǎn)物鈉離子可以交換水中的鈣鎂離子,交換,交換：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+,交換過程,離子交換柱,返回,交換過程,,,,,,,返回,再生,交換并非是無止境的。當(dāng)交換后的水不再符合軟水的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，磺化煤就失效了，需要,再生：用8％～10％的食鹽水浸泡磺化煤交換劑。CaR2+2Na＋=2NaR+Ca2+MgR2+2Na+＝2NaR+Mg2+,再生過程是交換過程的逆過程。,水質(zhì)變化,思考回憶：經(jīng)過離子交換的水，水質(zhì)有什么變化？,交換：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na＋2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+,水質(zhì)變化：原水硬度降低陰離子基本不變鈉離子數(shù)目大大增加,磺化煤缺點(diǎn)：不耐熱，交換容量小，再生劑消耗大。交換容量和原水硬度以及再生水平有關(guān)，影響因素較多。,優(yōu)點(diǎn)：質(zhì)量高，占地小，設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便。,性狀：透明或半透明，顏色有黃色，白色等，形狀有交換膜，球狀，柱狀等,用途：純水制?。℉型＋OH型）硬水軟化，原料提純，有機(jī)合成等。,缺點(diǎn)：原水硬度和堿度高時(shí)，經(jīng)濟(jì)效益不好。,返回,離子交換樹脂,石灰—純堿法,工業(yè)上也用化學(xué)藥劑來軟化硬水。CaO白色粉末CaO+H2O=Ca(OH)2(避免灰塵污染),想想還有哪些可能發(fā)生的反應(yīng)？,家用簡(jiǎn)易凈水器,課外探索,1、了解家用簡(jiǎn)易凈水器的工作原理。,2、利用濾紙、木炭粉、細(xì)沙、沙礫、碎石、棉花等物品制作簡(jiǎn)易過濾器。。,每一層分別放上：濾紙、木炭粉、細(xì)沙、沙礫、碎石、棉花等,第二節(jié)《獲取潔凈的水》,第二章化學(xué)與資源開發(fā)利用,課題2海水資源的綜合利用,第一課時(shí),浩瀚的海洋是個(gè)巨大的資源寶庫(kù)，它不僅孕育著無數(shù)的生命，還孕育著豐富的礦產(chǎn)，而海水本身含有大量的化學(xué)物質(zhì)，又是寶貴的化學(xué)資源,海水中儲(chǔ)有大量的化學(xué)物質(zhì)，儲(chǔ)量可觀的就有80多種化學(xué)元素，其中70多種可以被人類提取利用，海洋是地球上最大的礦產(chǎn)資源庫(kù)。全世界每年都要從海洋中提取大量的食鹽、鎂、溴、碘、鉀等有用物質(zhì)，海水素有“液體工業(yè)原料”之美譽(yù)。,一、海水中鹽的開發(fā)與利用,結(jié)晶池,蒸發(fā)池,鹽是人類日常生活中的必需品，也是很多工業(yè)部門的原料之一，而海鹽又是鹽的主要來源之一。海水制鹽的方法主要有三種，即：鹽田法、電滲析法和冷凍法。鹽田法歷史最悠久，而且也是最簡(jiǎn)便和經(jīng)濟(jì)有效的方法，現(xiàn)在還在廣泛采用。,2、食鹽資源的利用,氯堿工業(yè),以食鹽為原料制取NaOHCl2H2再進(jìn)一步生產(chǎn)一系列的化工產(chǎn)品的工業(yè),動(dòng)手、動(dòng)腦：分析圖2-9所示實(shí)驗(yàn)，溶液中離子的運(yùn)動(dòng)，兩極的電極反應(yīng)式,（1）電解飽和食鹽水反應(yīng)原理,陰極：陽(yáng)極：總反應(yīng)：,2H++2e-=H2↑,2Cl--2e-=Cl2↑,思考？上述裝置的弱點(diǎn)：,1.H2和Cl2混合不安全2.Cl2會(huì)和NaOH反應(yīng)，會(huì)使得到的NaOH不純,,,,1．離子交換膜電解槽的簡(jiǎn)單構(gòu)造如何?2．離子交換膜的作用是什么?3．工業(yè)制堿的簡(jiǎn)單生產(chǎn)流程怎樣?,思考：,(2)離子交換膜法制燒堿,,,Cl2,Cl2,Cl—,H2,H+,OH—,,,,,,,淡鹽水,NaOH溶液,精制飽和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,離子交換膜,,1、生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽陽(yáng)極：金屬鈦網(wǎng)(涂鈦釕氧化物)陰極：碳鋼網(wǎng)(有鎳涂層)陽(yáng)離子交換膜：只允許陽(yáng)離子通過，把電解槽隔成陰極室和陽(yáng)極室。2、離子交換膜的作用：(1)防止氯氣和氫氣混合而引起爆炸(2)避免氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉的產(chǎn)量,(3)生產(chǎn)流程,,1．用什么方法除去泥沙？2．用什么試劑除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？3．所用試劑只有過量才能除凈這些雜質(zhì)，你能設(shè)計(jì)一個(gè)合理的順序逐一除雜嗎？,思考：,粗鹽水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）,,Ba2++SO42-=BaSO4,Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+,BaSO4,Ca2++CO32-=CaCO3Ba2++CO32-=BaCO3,CaCO3BaCO3,Mg2+、Fe3+、CO32-,Mg2++2OH-=Mg(OH)2Fe3++3OH-=Fe(OH)3,Fe(OH)3Mg(OH)2,OH-、CO32-,精制食鹽水,電解食鹽水思考：,（1）以惰性材料作電極，電解滴有幾滴酚酞的飽和食鹽水，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？（2）以活性材料作電極，電解滴有幾滴酚酞的飽和食鹽水，觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象？由此可得出什么結(jié)論？,活性材料作電極陰極上，陽(yáng)離子的放電順序同惰性電極陽(yáng)極上，電極材料的溶解,氯堿工業(yè),飽和食鹽水,氫氣,氯氣,氫氧化鈉,鹽酸,漂白劑,冶煉金屬等,合成農(nóng)藥等,造紙、玻璃、肥皂、紡織等,,,,課題2海水資源的綜合利用,第二課時(shí),電解飽和食鹽水反應(yīng)原理,陰極：陽(yáng)極：總反應(yīng)：,2H++2e-=H2↑,2Cl--2e-=Cl2↑,復(fù)習(xí)：,,,Cl2,Cl2,Cl—,H2,H+,OH—,,,,,,,淡鹽水,NaOH溶液,精制飽和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,離子交換膜,,復(fù)習(xí)：,1、氧化工業(yè)上從海水中提取溴時(shí)，首先通氯氣于pH為3.5左右曬鹽后留下苦鹵(富含Br-離子)中置換出Br2。,二、海水提溴,,,Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,2、吹出然后用空氣把Br2吹出，再用Na2C03溶液吸收，即得較濃的NaBr和NaBrO3溶液：3CO32-+3Br2=5Br-+BrO33-+3CO2↑最后，用硫酸將溶液酸化，Br2即從溶液中游離出來：5Br-+BrO33-+6H+=3Br2+3H2O,3、吸收用還原劑二氧化硫使溴單質(zhì)變?yōu)镠Br，再用氯氣將其氧化成溴產(chǎn)品。,Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,思考：１．海水是一種混合溶液，其中主要含有哪些離子？,Cl-Na+Mg2+Ca2+SO42-Ｋ＋……,２．結(jié)合海水資源的特點(diǎn)，我們從海水中提取鎂到底有沒有實(shí)際意義？在提取過程中又可能會(huì)面臨怎樣的困難？,三、海水提鎂,思考：,１、如何實(shí)現(xiàn)Mg2+的富集和分離？,可以加入一種試劑使Mg2+沉淀,２、是不是直接往海水中加沉淀劑？,不是，因?yàn)楹Ｋ械腗g2+的濃度很小，直接加沉淀劑不利于Mg2+的沉淀，而且會(huì)增大沉淀劑的用量，我們可以先將海水濃縮，再加沉淀劑,３、從綜合角度考慮選用哪種試劑作沉淀劑好？,Ca(OH)2,思考：如何由貝殼制得氫氧化鈣？,,貝殼(CaCO3),,CaO,,Ca(OH)2,１、從沉淀效果看，澄清石灰水比氫氧化鈉效果差得多，如何解決這一矛盾？,３、如何制得無水MgCl2？,４、由MgCl2到Mg究竟用還原法還是電解法好？,思考：,用石灰乳代替石灰水,先加鹽酸反應(yīng)，再濃縮得MgCl2?6H2O晶體，然后再將MgCl2?6H2O晶體在HCl氣氛中加熱脫水即可得無水MgCl2,由于鎂本身比較活潑，用還原法比較困難，工業(yè)上常使用電解熔融的氯化鎂得到鎂,２、請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)由Mg(OH)2到Mg的可能途徑。,,CaO,Mg(OH)2,MgCl2?6H2O,MgCl2,Mg,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,思考：電解產(chǎn)生的Cl2怎么處理？,,探究一：取一小段除去氧化膜的鎂條投入盛有一定量稀鹽酸的試管中；現(xiàn)象：結(jié)論或化學(xué)方程式：,鎂條逐漸溶解，有大量氣體產(chǎn)生,Mg+2HCl=MgCl2+H2↑,探究二：取一小段除去氧化膜的鎂條投入滴有酚酞的水中；現(xiàn)象：結(jié)論或化學(xué)方程式：,有氣體產(chǎn)生，滴有酚酞的水溶液變紅(但比鈉與水反應(yīng)緩和得多）,探究三：取一根除去氧化膜的鎂條，點(diǎn)燃后插入充滿CO2的的集氣瓶中?，F(xiàn)象：結(jié)論或化學(xué)方程式：,燃著的鎂條在CO2中繼續(xù)燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色固體，在集氣瓶的內(nèi)壁有黑色固體附著,四、Mg條與氮?dú)獾姆磻?yīng),1、海水中含的MgCl2是Mg的重要來源之一,從海水中提鎂，可按如下步驟進(jìn)行：（1）將貝殼制成石灰乳（２）在引入的海水中加入石灰乳、沉降、過濾、洗滌沉淀物（３）將沉淀物與鹽酸反應(yīng)、結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物（４）將產(chǎn)物熔融后電解關(guān)于提取鎂，下列說法中不正確的是（）Ａ、此法的優(yōu)點(diǎn)之一是原料來源豐富Ｂ、進(jìn)行（1）、（2）、（3）步的目的是從海水中提取MgCl2Ｃ、第四步會(huì)產(chǎn)生氯氣D、以上過程中涉及到復(fù)分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和置換反應(yīng),Ｄ,2、分析鎂在空氣中的燃燒產(chǎn)物，肯定不存在的物質(zhì)是（）A、CB、MgOC、MgCO3D、Mg3N2,C,小結(jié),２、海水中的化學(xué)元素的存在與利用,３、海水提鎂的工藝流程,４、鎂的性質(zhì),１、鎂的用途,四、從海水中提取重水,海水中溶存著80多種元素，其中不少元素可以提取利用，具有重要的開發(fā)價(jià)值。據(jù)計(jì)算，每立方千米海水中含有3750104t固體物質(zhì)，其中除氯化鈉約3000104t外，鎂約450104t，鉀、溴、碘、釷、鉬、鈾等元素也不少。,中國(guó)海域,,,,,,鎂在海水中含量很高，僅次于氯和鈉，居第3位。,溴的濃度較高，平均為6710-3mL/L，地球上99％以上的溴都儲(chǔ)存在海水里，故溴有“海洋元素”之稱。,碘在海水中的濃度只有0.0610-6，屬于微量元素。,鉀在海水中的總量為5001012t以上。海水中所含鉀的儲(chǔ)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鉀鹽礦物儲(chǔ)量。,鈾海水中的總量非?？捎^，達(dá)45108t，相當(dāng)于陸地儲(chǔ)量的4500倍。,一噸海水中所含重水的核聚變反應(yīng)，可釋放出相當(dāng)于256t石油燃燒所產(chǎn)生的能量。,,重水核聚變反應(yīng)可釋放出相當(dāng)能量，海水中約有200108t重水。,提取,,,,,,,,氘是氫的同位素。氘的原子核除包含一個(gè)質(zhì)子外，比氫多了一個(gè)中子。氘的化學(xué)性質(zhì)與氫一樣，但是一個(gè)氘原子比一個(gè)氫原子重一倍，所以叫做“重氫”。氫二氧一化合成水，重氫和氧化合成的水叫做“重水”。重水主要賦存于海水中，總量可達(dá)250億噸。重水現(xiàn)在已是核反應(yīng)堆運(yùn)行不可缺少的輔助材料，也是制取氘的原料。,,,,,,,,,制備重水有兩種方法，蒸餾法：這種方法只能得到純度為92%的重水；電解法：可得99.7%的重水，但消耗電能特別大?；瘜W(xué)法：,重水可以通過多種方法生產(chǎn)。然而只有兩種方法已證明具有商業(yè)意義：水-硫化氫交換法（和氨-氫交換法。水-硫化氫交換法是基于在一系列塔內(nèi)（通過頂部冷和底部熱的方式操作）水和硫化氫之間氫與氘交換的一種方法。在此過程中，水向塔底流動(dòng)，而硫化氫氣體從塔底向塔頂循環(huán)。使用一系列多孔塔板促進(jìn)硫化氫氣體和水之間的混合。在低溫下氘向水中遷移，而在高溫下氘向硫化氫中遷移。氘被濃縮了的硫化氫氣體或水從第一級(jí)塔的熱段和冷段的接合處排出，并且在下一級(jí)塔中重復(fù)這一過程。最后一級(jí)的產(chǎn)品（氘濃縮至30%的水）送入一個(gè)蒸鎦單元以制備反應(yīng)堆級(jí)的重水（即99.75%的氧化氘）。,第三節(jié)《石油、煤和天然氣的綜合利用》,第二章化學(xué)與資源開發(fā)利用,必修2內(nèi)容：石油主要是由各種烷烴、環(huán)烷烴和環(huán)烷烴所組成的混合物。石油的大部分是液態(tài)烴，同時(shí)在液態(tài)烴里溶有少量的氣態(tài)烴和固態(tài)烴。石油主要含有碳和氫兩種元素，同時(shí)還含有少量的硫、氧、氮等元素。,思考與交流,石油煉制的目的是什么？,一方面是將石油中的混合物進(jìn)行一定程度的分離使它們物盡其用；另一方面。將含碳原子數(shù)較多的烴轉(zhuǎn)變?yōu)楹荚訑?shù)較少的烴作為化工原料，以提高石油的利用價(jià)值。,,,汽油C5~C11,,煤油C11~C16,,柴油C15~C18,常壓蒸餾塔,,重油C20以上,減壓蒸餾塔,,,燃料油,,瀝青,,石蠟,,潤(rùn)滑油,,,,催化裂化,,,,,石油氣C4以下,,Liquidpetroleumgas,,LPG,原油,,,石油通過分餾獲得的汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量比較低，僅占石油總產(chǎn)量的25％左右。但社會(huì)需求量大的正是這些輕質(zhì)油，為了提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量，還可以采用裂化的方法從重油中獲取輕質(zhì)油。,裂化就是在一定的條件下，將相對(duì)分子質(zhì)量較大、沸點(diǎn)較高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量較小、沸點(diǎn)較低的烴的過程。例如，在加熱、加壓和催化劑存在的條件下，十六烷裂化為辛烷和辛烯：,裂化有熱裂化和催化裂化。,熱裂化,催化裂化,,,目的:提高汽油的質(zhì)量和產(chǎn)量,目的:提高汽油的產(chǎn)量,缺點(diǎn)：溫度過高，發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象,催化劑：硅酸鋁，分子篩（鋁硅酸鹽）,實(shí)驗(yàn),,為獲得有機(jī)化工的基本原料。在石油化工生產(chǎn)過程里，常用石油分餾產(chǎn)品（包括石油氣）作原料，采用比裂化更高的溫度（700～800℃，有時(shí)甚至高達(dá)1000℃以上），使具有長(zhǎng)鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴，以提供有機(jī)化工原料。工業(yè)上把這種方法叫做石油的裂解。所以說裂解就是深度裂化，以獲得短鏈不飽和烴為主要成分的石油加工過程。石油裂解的化學(xué)過程是比較復(fù)雜的，生成的裂解氣是一種復(fù)雜的混合氣體，它除了主要含有乙烯、丙烯、丁二烯等不飽和烴外，還含有甲烷、乙烷、氫氣、硫化氫等。裂解氣里烯烴含量比較高。因此，常把乙烯的產(chǎn)量作為衡量石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志。把裂解產(chǎn)物進(jìn)行分離，就可以得到所需的多種原料。這些原料在合成纖維工業(yè)、塑料工業(yè)、橡膠工業(yè)等方面得到廣泛應(yīng)用。,閱讀,裂解,,定義：使具有長(zhǎng)鏈分子的烴在700度以上高溫時(shí)斷裂成短鏈的烴的過程叫裂解,目的：生產(chǎn)短鏈不飽和烴如工業(yè)“三烯”,乙烯的產(chǎn)量作為衡量石油化工發(fā)展水平的標(biāo)志,用途：合成纖維，塑料，橡膠等,,總結(jié),裂化、催化裂化、裂解的對(duì)比,歸納,思考與交流,結(jié)合在必修化學(xué)所學(xué)內(nèi)容，與同學(xué)交流：以乙烯為原料合成那些產(chǎn)品：體會(huì)乙烯在工業(yè)合成中的價(jià)值。,合成：乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、氯乙烷、聚乙烯等等,學(xué)習(xí)第40頁(yè)第一自然段回答：天然氣的來源用途。,2、天然氣的利用合成氨所需的氫氣、制乙烯、制甲醇、合成液體燃料、,石油化工廠的景觀,二、煤的綜合利用,無煙煤,泥煤,褐煤,思考與交流,閱讀課本40頁(yè)第二段，說出煤的主要元素，目前煤的綜合利用方法。,煤除了主要含碳外還含有少量的S、P、N、H、O等元素以及無機(jī)礦物質(zhì)（主要有硅、鋁、鈣、鐵等元素）煤是有機(jī)物和無機(jī)物組成的復(fù)雜混合物,1、煤的干餾——（）的過程叫煤的干餾。是一個(gè)（）過程。,把煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使它分解,石油的分餾是物理變化、煤的干餾是化學(xué)變化過程。,化學(xué)變化,石油的分餾和煤的干餾的區(qū)別：,,為了預(yù)防或減少煤燃料對(duì)環(huán)境和人體健康帶來的危害，近二三十年來，世界各國(guó)大力開展了對(duì)煤利用新技術(shù)的研究，其中主要包括對(duì)煤的液化和汽化技術(shù)。煤的汽化和液化就是使煤變成清潔能源的有效途徑，與此同時(shí)煤的燃燒效率等也得到提高,2、煤的汽化與液化,,,（1）汽化煤的汽化就是將煤中的有機(jī)物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。煤汽化的主要化反應(yīng)是指碳和水蒸氣的反應(yīng)。C+H2O===CO＋H2這是一個(gè)吸熱反應(yīng)，所需熱量一般都由同時(shí)進(jìn)行的碳的燃燒反應(yīng)來提供。C＋O2===CO2碳燃燒時(shí)可以使用空氣，也可以使用氧氣，但得到的煤氣成分、熱值及用途都不同，分別叫低熱值氣和中熱值氣。中熱值氣在適當(dāng)催化劑的作用下，又可以轉(zhuǎn)變成高熱值氣。即把中熱值煤氣里的CO和H2用催化劑合成甲烷。CO＋3H2→CH4＋H2O,,把煤粉和煤液化過程中產(chǎn)生的油跟氫氣混合，在高溫下經(jīng)催化劑催化，進(jìn)行加氫解聚反應(yīng)，同時(shí)脫去硫、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態(tài)物質(zhì)。經(jīng)過分離可以得到油，成為低氫、低硫的重質(zhì)液體燃料。,,(2)液化煤的液化是將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程。煤的液化可以分為直接和間接兩個(gè)途徑。,,間接液化的氣化-液化法首先把煤氣化為H2、CO和CH4。用催化劑把氣態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)。nCO＋2nH2→(CH2)n＋nH2O2nCO＋nH2→(CH2)n＋nCO2煤的液化是否能得到發(fā)展，決定于石油是否能滿足不斷增長(zhǎng)的需要、煤跟石油的比價(jià)以及煤的液化技術(shù)的成熟程度。從世界范圍來看，由于石油價(jià)格的增長(zhǎng)，液化技術(shù)的日臻成熟，煤液化工業(yè)的再度興起是可能的。對(duì)我國(guó)來說，目前汽油和煤的比價(jià)比國(guó)外更有利于發(fā)展以合成高級(jí)汽油為主要目的的煤的液化。在有煤地區(qū)發(fā)展煤的液化還是可以探索的。,碳化學(xué)是指以分子中只含一個(gè)碳原子的化合物如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等)為原料，用化工的方法制造一系列化工原料和燃料的化學(xué)。,2C＋O===2COC+H2O===CO＋H2CO+H2O===CO2＋H2,高溫條件，天然氣重整：CH4＋H2O=CO＋3H2,煤汽化的主要反應(yīng)：,三、煤化工和天然氣化工的發(fā)展—碳化學(xué),典型例題,例1：工業(yè)上合成氨的原料氣之一——H2有一種來源是取自石油氣，如丙烷。（1）有人設(shè)計(jì)了以下反應(yīng)途徑（假設(shè)反應(yīng)都能進(jìn)行），你認(rèn)為最合理的是A、D、B、C、（2）按照所選反應(yīng)途徑，理論上用1mol丙烷最多可制得氨A、4molB、4.7molC、10molD、2.7mol,,,,,（3）所選反應(yīng)途徑最顯著的特點(diǎn)是A、簡(jiǎn)單易行B、所得H2純度高C、所得H2產(chǎn)量高D、可獲得大量熱能,例2：如何用化學(xué)方法檢驗(yàn)一瓶裂化汽油里是否含有甲苯、二甲苯等芳香烴？寫出實(shí)驗(yàn)步驟。,取約5ml汽油，滴加溴水至溴水不褪色為止，再加入適量NaOH溶液除去剩余Br2，分液。取油層液體，滴加酸性KMnO4稀溶液，振蕩。若KMnO4溶液褪色，則說明含有苯的同系物（甲苯、二甲苯）。,例3：C8H18在一定條件下受熱裂化，可生成CH4、C2H6、C2H4、C3H6、C4H8五種混合氣體，此混合氣體的平均分子量為A、14B、57C、38D、無定值,作業(yè)P458、9,再見,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,