2018秋高中化學 第四章 化學與自然資源的開發(fā)利用 4.2.1 化學資源利用 環(huán)境保護學案 新人教版必修2.doc

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第1課時　煤、石油和天然氣的綜合利用 學習目標 認識煤、石油和天然氣等化石燃料的成分、綜合利用的意義。 自主學習 1.從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料 (1)煤是由　　　　和少量　　　　組成的復雜混合物,其組成以　　　　元素為主,還含有少量　　　　、　　　　、　　　　、　　　　等元素。 (2)通過　　　　　　、　　　　　　和　　　　　　　　而獲得潔凈的燃料和多種化工原料,是目前實現煤的綜合利用的主要途徑。 (3)煤干餾是指將煤　　　　　　加強熱使之分解的過程,工業(yè)上也叫煤的焦化。煤干餾過程中發(fā)生一系列復雜的化學反應,從煤干餾產物中可獲得重要的化工原料。 (4)煤的氣化是將煤轉化為　　　　　的過程,主要反應為　　　　　　　　　　　　　　　　。煤可以直接液化,使煤與　　　　　　作用生成液體燃料。煤的間接液化,先將煤轉化為　　　　和　　　,再在催化劑作用下合成甲醇等。 (5)天然氣是一種清潔的化石燃料,作為化工原料它主要用于　　　　和生產甲醇等。 (6)石油主要是由多種　　　　　組成的混合物。利用原油中各組分　　　　的不同進行分離的過程叫做分餾。石油分餾主要在分餾塔中進行,通過分餾后可以獲得　　　　、　　　　、　　　　等含碳原子數少的輕質油。通過催化裂化過程將　　　　裂化為汽油等,再進一步　　　　,可以獲得很多重要的化工原料。乙烯、丙烯、甲烷等都是通過石油裂化和裂解得到的重要化工原料。 (7)石油在加熱和催化劑的作用下,可以通過結構的　　　　,使鏈狀烴轉化為環(huán)狀烴(如苯或甲苯等)。 2.以煤、石油和天然氣為原料生產合成材料 (1)我們熟悉的塑料、合成橡膠和合成纖維這三大合成材料,都主要是以　　　　、　　　和　　　　為原料生產的。 (2)在聚乙烯這種高分子化合物中,單體為　　　　　　　　,鏈節(jié)為　　　　　　　　。 課內探究 1.從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料 (1)煤的綜合利用。 問題討論: ①煤主要含有哪些元素?煤跟炭是一回事嗎? ②根據煤的組成并聯系實際生活,如何使煤變成清潔能源以及煤除了燃燒以外還能有什么用途? ③什么是煤的干餾?煤的干餾屬于化學變化還是物理變化?有哪些主要產品? ④什么是煤的氣化和液化?煤的氣化屬于化學變化還是物理變化?寫出煤的氣化涉及的主要反應的化學方程式。 【遷移應用1】下列有關煤的說法中不正確的是(　　) A.煤含有焦炭及苯、甲苯、二甲苯等有機物和焦爐氣 B.煤的干餾、煤的氣化和煤的液化都是化學變化 C.煤是由有機物和少量無機物組成的復雜混合物,煤經干餾可獲得重要的化工原料 D.煤主要含有碳元素,同時還含有少量的氫、硫、氧、氮等元素 (2)天然氣的綜合利用。 ①化石燃料。 ②化工原料。 (3)石油的綜合利用。 閱讀課本第96~97頁石油煉制的相關內容,完成下表: 石油的煉制方法——分餾、裂化和裂解比較: 分餾 裂化 裂解 原理 通過　　　和　　　把石油分成不同沸點范圍的產物 在一定條件下把相對分子質量較大、沸點較高的烴斷裂為相對分子質量較小、沸點較低的烴 在高溫下,把石油產物中的長鏈烴斷裂為乙烯、丙烯等氣態(tài)短鏈烴 續(xù)表 分餾 裂化 裂解 主要原料 原油 　　 石油分餾產品(包括石油氣) 目的產物 獲取各種含碳量不同的烴,如石油氣、汽油、煤油、柴油、重油等 提高　　　等輕質油的產量和質量 獲取氣態(tài)短鏈不飽和烴,如乙烯、丙烯等 變化類型 　　　　　變化 化學變化 化學變化 二者之間的關系 — 裂解是深度裂化,但二者的目的不相同 【遷移應用2】下列說法中錯誤的是(　　) A.石油中含有C5~C11的烷烴,可以通過石油的分餾得到汽油 B.含C20以上烷烴的重油經過催化裂化可以得到汽油 C.煤是由有機物和無機物組成的復雜的混合物 D.煤中含有苯和甲苯,可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來 2.以煤、石油和天然氣為原料生產合成材料 閱讀課本第97~98頁,回答以下幾個問題: (1)什么是聚合反應?什么是加聚反應? (2)什么是單體?什么是鏈節(jié)?什么是聚合度? 注意:加聚反應的特點有兩個:一是雙鍵斷裂變單鍵,雙鍵兩端的碳連成長鏈;二是反應的單體和反應后的高分子中元素組成比例相同。 【遷移應用3】塑料、合成橡膠和合成纖維這三大合成材料,都主要是以石油、煤和天然氣為原料生產的。下列有關說法中錯誤的是(　　) A.天然氣作為化工原料主要用于合成氨和生產甲醇 B.煤可以直接液化,煤與氫氣作用生成液體燃料 C.乙烯、丙烯、甲烷等主要化工基本原料都可以由石油分餾得到 D.聚乙烯塑料的主要成分聚乙烯是由乙烯通過聚合反應制得的 隨堂檢測 1.下列物質中屬于純凈物的是(　　) A.石油　　　　　　　　　B.汽油　　　　　　　　　C.乙醇　　　　　　　　　D.煤 2.工業(yè)上乙烯的最主要來源是(　　) A.石油分餾 B.煤的干餾 C.石油的裂化和裂解 D.天然氣分解 3.下列關于石油的說法不正確的是(　　) A.所含基本元素是碳和氫,所以石油屬于各種烴的混合物 B.主要是烴類混合物,所以有固定的沸點 C.主要是各種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴組成的混合物 D.石油分餾得到的汽油是混合物 4.下列說法中正確的是(　　) A.利用煤的加工手段,不可能從煤中獲得燃料油 B.煤的干餾屬于化學變化 C.煤高溫干餾所得的焦爐氣中含有一定量的芳香烴 D.煤中含有苯和甲苯,可以用先干餾后分餾的方法把它們分離出來 5.下列有關煤、石油、天然氣等資源的說法正確的是(　　) A.石油裂解得到的汽油是純凈物 B.石油產品都可用于加成反應 C.天然氣是一種清潔的化石燃料 D.煤就是炭,屬于單質 6.下列變化屬于物理變化的是(　　) A.煤的干餾 B.石油的裂解 C.從煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等 D.煤的氣化 7.在石油工業(yè)中,將得到乙烯的方法是(　　) A.裂化 B.裂解 C.干餾 D.分餾 8.為了減少大氣污染,許多城市推廣汽車使用清潔燃料。目前使用的清潔燃料主要有兩類,一類是壓縮天然氣(CNG),另一類是液化石油氣(LPG)。這兩類燃料的主要成分都是(　　) A.碳氫化合物 B.醇類 C.氨氣 D.氫氣 9.關于聚乙烯的說法正確的是(　　) A.聚乙烯是通過加聚反應生成的 B.聚乙烯塑料具有固定的元素組成,因而有固定的熔沸點 C.聚乙烯塑料袋因有毒,故不能裝食品 D.聚乙烯因性質穩(wěn)定,故不易造成污染 參考答案 自主學習 1.(1)有機物　無機物　碳　氫　氧　氮　硫　(2)煤的干餾　煤的氣化　液化　(3)隔絕空氣　(4)可燃性氣體　C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)　氫氣　一氧化碳　氫氣　(5)合成氨　(6)碳氫化合物　沸點　汽油　煤油　柴油　重油　裂解　(7)重新調整 2.(1)煤　石油　天然氣 (2)CH2CH2　—CH2—CH2— 課內探究 1.(1)①煤的組成:煤是由有機物和少量無機物組成的復雜混合物,其組成以碳元素為主,還含有少量氫、氧、氮、硫等元素。不止含有碳元素,所以煤不是炭。 ②煤的綜合利用:煤的干餾、煤的氣化和煤的液化。 ③煤的干餾是指將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程,屬于化學變化。在煤的干餾過程中,可以生成焦炭、煤焦油、粗氨水和焦爐氣等。 ④煤的氣化是將煤轉化為可燃性氣體的過程,屬于化學變化,化學方程式為C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g) 煤的液化:a.直接液化:煤與氫氣生成液體燃料;b.間接液化:煤轉化為CO和H2再轉化為甲醇 (3)【遷移應用1】A 加熱　冷凝　重油　汽油　物理 【遷移應用2】D 2.(1)由低分子(相對分子質量小)生成高分子 (相對分子質量巨大)的反應叫聚合反應。 由小分子通過加成反應生成高分子化合物的聚合反應叫加成聚合反應,簡稱加聚反應。 (2)單體:合成高分子化合物的小分子。如聚乙烯的單體為乙烯。 鏈節(jié):在有機高分子化合物中,重復的結構單元稱為鏈節(jié),如聚乙烯的鏈節(jié)為—CH2—CH2—。 聚合度:鏈節(jié)的重復次數n稱為聚合度。 【遷移應用3】C 隨堂檢測 1.解析:石油是多種碳氫化合物組成的混合物;汽油主要是含C5~C11的烴的混合物;煤是由有機物和少量無機物組成的混合物。 答案:C 2.解析:能產生乙烯的是B項和C項,在煤的干餾中,焦爐氣中含有一定量的乙烯,但產量并不高,所以最主要來源是重油的裂解。 答案:C 3.解析:石油是由各種烷烴、環(huán)烷烴、芳香烴組成的混合物,主要成分是烴,沒有固定的熔沸點,石油分餾所得的每一種餾分仍是混合物,故B項不正確。 答案:B 4.解析:煤的直接液化是在高溫、催化劑的條件下與H2反應,可獲得燃料油,A項錯誤;煤干餾時發(fā)生了分解反應,是化學變化,B項正確;煤高溫干餾的產物主要是焦炭,同時得到焦爐氣、煤焦油、粗氨水、粗苯等,焦爐氣的主要成分是H2和CH4等氣體,芳香烴主要存在于煤焦油和粗苯中,C項錯誤;煤中不存在苯及其同系物,苯及其同系物存在于煤干餾得到的煤焦油和粗苯中,D項錯誤。 答案:B 5.解析:石油裂解得到多種烴的混合物;石油產品中的烷烴不能發(fā)生加成反應;天然氣是一種清潔的化石燃料;煤是由有機物和少量無機物組成的復雜的混合物,主要元素是碳,還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素。 答案:C 6.解析:干餾、裂解、煤的氣化都是化學變化;煤焦油中含有苯、甲苯和二甲苯等,從煤焦油中得到苯、甲苯、二甲苯等是采取分餾的方法,是物理變化。 答案:C 7.解析:石油工業(yè)中制取氣態(tài)不飽和烴,應采取比裂化更高溫度的裂解才可以實現。 答案:B 8.解析:天然氣的主要成分是甲烷,是碳氫化合物;液化石油氣的主要成分是低沸點的烴,也是碳氫化合物。 答案:A 9.解析:nCH2CH2??CH2—CH2??屬加聚反應,A項正確;因n值不確定,聚乙烯為混合物,無固定的熔沸點,B項錯誤;聚乙烯性質穩(wěn)定,不會產生有害物質,可以盛裝食品,但因不易降解而造成“白色污染”,故C、D項均錯誤。 答案:A