高一化学煤石油和天然气的综合利用.ppt

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1、高一化学煤石油和天然气的综合利用现在学习的是第1页,共54页4.2.1煤、石油和天然气的综合利用 第四章 化学与可持续发展第二节化学与资源综合利用、环境保护第课时现在学习的是第2页,共54页教学目标教学目标知识与技能:知识与技能:知道化石燃料是重要的自然资源,了解化石燃料燃烧对环境的影响,懂得选择对环境污染较小的燃料,认识化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。过程与方法:过程与方法:通过设计对化石燃料燃烧产物成分分析的定性定量实验,使学生学会解决物质(气体)检验的一般方法。情感态度与价值观:情感态度与价值观:知道学好化学等科学知识,为保护环境,解决能源危机作出贡献。教学重点:教学重点:化石燃

2、料综合利用和开发新能源的重要意义。教学难点:教学难点:化石燃料的综合利用教具准备:教具准备:多媒体、投影仪、焦炭、氨水、苯、甲苯现在学习的是第3页,共54页第一课时第一课时4.2.14.2.1煤、石油和天煤、石油和天然气的综合利用然气的综合利用 现在学习的是第4页,共54页背景知识回顾背景知识回顾一、化石燃料一、化石燃料煤、石油和天然气都是古代煤、石油和天然气都是古代 经过一系列复经过一系列复杂变化而成的,它们是人们生活中经常使用的主要杂变化而成的,它们是人们生活中经常使用的主要燃料,因此人们常称它们为燃料,因此人们常称它们为 燃料,是燃料,是 资源。资源。二、煤、石油燃烧对环境的影响二、煤、

3、石油燃烧对环境的影响1、煤的燃烧对空气的影响、煤的燃烧对空气的影响煤燃烧时会排放出煤燃烧时会排放出 等气体和一些烟尘,等气体和一些烟尘,它们都是大气的污染物。它们都是大气的污染物。2、用石油作燃料,直接燃烧的是石油的加工产品、用石油作燃料,直接燃烧的是石油的加工产品汽油、煤油、柴油等,它们燃烧时会排放出汽油、煤油、柴油等,它们燃烧时会排放出 、含、含 化合物、未燃烧的化合物、未燃烧的 化合物和烟尘等,化合物和烟尘等,它们都是大气的污染物。它们都是大气的污染物。动植物遗骸动植物遗骸化石化石不可再生不可再生SO2、NO2CO氮的氧化物氮的氧化物铅铅碳氢碳氢现在学习的是第5页,共54页迄今为止,煤、

4、石油、天然气仍是人类迄今为止,煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源,同时它们也是重要的使用的主要能源,同时它们也是重要的化工原料。如何实现化石燃料的综合利化工原料。如何实现化石燃料的综合利用,提高利用率,减少化石燃料燃烧所用,提高利用率,减少化石燃料燃烧所造成的环境污染,是人类面临的重大挑造成的环境污染,是人类面临的重大挑战。战。现在学习的是第6页,共54页现在学习的是第7页,共54页 能源能源国家国家石油石油(亿吨)(亿吨)天然气天然气(亿立方米)(亿立方米)煤炭煤炭(亿吨)(亿吨)中中国国产量产量1.461175.612.4消费量消费量1.627175.65.72美美国国产量产量3.86

5、35320.99.35消费量消费量8.0795924.14.92 19941994年中美三大能源产量与消费量比较表年中美三大能源产量与消费量比较表现在学习的是第8页,共54页我国煤的分布图我国煤的分布图现在学习的是第9页,共54页上京煤矿上京煤矿宁夏优质无煤宁夏优质无煤 太西煤露天采区太西煤露天采区 现在学习的是第10页,共54页求知课堂互动求知课堂互动一、煤的综合利用一、煤的综合利用1、煤的组成、煤的组成 组成元素组成元素:主要是碳元素;(还有少量的主要是碳元素;(还有少量的H、O、N、P、S、卤素等)、卤素等)组成成分:是由多种有机物、无机物组组成成分:是由多种有机物、无机物组成的复杂混合

6、物。成的复杂混合物。煤的结构模型煤的结构模型现在学习的是第11页,共54页一、煤的综合利用:一、煤的综合利用:2、煤的分类、煤的分类腐泥煤腐泥煤腐植煤腐植煤褐褐 煤煤烟烟 煤煤泥泥 煤煤无烟煤无烟煤按按C%95%以上以上70%以上以上60%70%50%60%工业上工业上煤品煤品质质的检测指的检测指标:标:发热量、挥发分、固定发热量、挥发分、固定碳、水分、灰分等碳、水分、灰分等现在学习的是第12页,共54页煤的干馏实验装置图煤的干馏实验装置图实验装置实验装置1实验装置实验装置2一、煤的综合利用一、煤的综合利用(1 1)煤的干馏)煤的干馏煤的干馏原理:煤的干馏原理:把煤隔绝空气加强热使它分解的过程

7、。把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。现在学习的是第13页,共54页煤干馏的主要产品和用途煤干馏的主要产品和用途现在学习的是第14页,共54页(2)煤的气化:)煤的气化:将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。C(s)+HC(s)+H2 2O CO(g)+HO CO(g)+H2 2(g)(g)高温CO(g)+3HCO(g)+3H2 2 CH CH4 4(g)+H(g)+H2 2O(l)O(l)一定条件中热值气中热值气高热值气高热值气2CO(g)+O2CO(g)+O2 2 2CO 2CO2 2(g)(g);H=-566KJ/mol2H2H2 2(g)+O

8、(g)+O2 2 2H 2H2 2O(l)O(l);H=-571KJ/molCHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2 CO CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)O(l)H=-890.3KJ/mol现在学习的是第15页,共54页煤煤气气储储气气柜柜煤煤碳碳煤煤气气化化炉炉宜昌煤制气厂宜昌煤制气厂等离子体辅助煤汽化装置等离子体辅助煤汽化装置现在学习的是第16页,共54页 将煤转化液体燃料的过程。将煤转化液体燃料的过程。分为直接液化和间接液化。分为直接液化和间接液化。一、煤的综合利用一、煤的综合利用(3)煤的液化:)煤的液化:C(s)+HC(s)+H2 2O CO(g)+HO CO(

9、g)+H2 2(g)(g)高温 CO+2H CO+2H2 2 CH CH3 3OHOH(甲醇)(甲醇)一定条件如:如:现在学习的是第17页,共54页小资料:小资料:最近,美、联邦德国、日三国正式签订协议最近,美、联邦德国、日三国正式签订协议合建一个日处理合建一个日处理6000吨煤的溶剂精炼煤吨煤的溶剂精炼煤(称称SRC方法方法)的液化示范工厂。用这个方法,的液化示范工厂。用这个方法,23t煤可以产煤可以产1t汽油汽油(视煤种而异视煤种而异),说明这项技,说明这项技术已发展到一定的成熟程度。术已发展到一定的成熟程度。最近,美国某公司发表了用分子筛作催化剂把最近,美国某公司发表了用分子筛作催化剂把

10、甲醇转化为汽油的专利。这种催化剂能够有效甲醇转化为汽油的专利。这种催化剂能够有效地控制产物的分子大小的形状,因此产品中地控制产物的分子大小的形状,因此产品中75直接可以用作高级汽油。直接可以用作高级汽油。现在学习的是第18页,共54页煤液化煤液化 装置装置纳米级煤液化油纳米级煤液化油煤煤 液化烘干机液化烘干机液化氣罐液化氣罐煤氣灶煤氣灶现在学习的是第19页,共54页现在学习的是第20页,共54页二、石油的综合利用二、石油的综合利用1、石油的组成元素、石油的组成元素:主要是碳、氢元素主要是碳、氢元素是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。(还有水分、盐

11、分等杂质)还有水分、盐分等杂质)石油的主要成分:石油的主要成分:2、石油的炼制、石油的炼制(除水脱盐后除水脱盐后)(1)石油的分馏:)石油的分馏:利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物分利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物分离成简单混合物的过程。离成简单混合物的过程。现在学习的是第21页,共54页石石油油分分馏馏示示意意图图现在学习的是第22页,共54页现在学习的是第23页,共54页3、石油的裂化和裂解、石油的裂化和裂解(1)裂化的目的:)裂化的目的:(2)裂化的原理:)裂化的原理:石油的裂化是石油的裂化是 。在催化剂的作用下将含碳原子多的重油在催化剂的作用下将含碳原子多的重油(烃)断裂

12、成碳原子较少的烃的过程。(烃)断裂成碳原子较少的烃的过程。提高轻质液体燃料的产量。提高轻质液体燃料的产量。(3)裂解裂解:深度的裂化。深度的裂化。裂解的目的:裂解的目的:获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。乙烯的产量是一个国家石化水平的标志乙烯的产量是一个国家石化水平的标志现在学习的是第24页,共54页25%产量提高产量提高现在学习的是第25页,共54页4、石油结构的重整、石油结构的重整石油在加热和催化剂的作用下,可以通过结构的重石油在加热和催化剂的作用下,可以通过结构的重新调整,是链状烃转化为环状烃,如苯或甲苯等,新调整,是链状烃转化为环状烃,如苯

13、或甲苯等,它们也是重要的化工基本原料。它们也是重要的化工基本原料。现在学习的是第26页,共54页现在学习的是第27页,共54页中海油渤海石油平台中海油渤海石油平台现在学习的是第28页,共54页现在学习的是第29页,共54页三、天然气的综合利用三、天然气的综合利用天然气既是一种清洁的化石燃料,更是一种重天然气既是一种清洁的化石燃料,更是一种重要的化工原料,作为化工原料,它主要用于合要的化工原料,作为化工原料,它主要用于合成成 和生产和生产 等。天然气化工以含一个等。天然气化工以含一个碳原子的甲烷为原料,通过化学变化形成碳原子的甲烷为原料,通过化学变化形成含两个或多个碳原子的其他有机化合物。含两个

14、或多个碳原子的其他有机化合物。实现天然气的有效转化是一项具有挑战性实现天然气的有效转化是一项具有挑战性的课题。的课题。氨氨甲醇甲醇现在学习的是第30页,共54页柴达木盆地天然气储量突破柴达木盆地天然气储量突破3000亿立方米亿立方米现在学习的是第31页,共54页珠海振戎公司已经珠海振戎公司已经与伊朗方面签署协与伊朗方面签署协议,同意在未来议,同意在未来25年年向伊朗购买向伊朗购买200亿美亿美元的液化天然气元的液化天然气亚洲最大的天然亚洲最大的天然气处理厂气处理厂现在学习的是第32页,共54页阜阳市利用阜阳市利用“西气东输西气东输”工程天然气门站鸟瞰图工程天然气门站鸟瞰图现在学习的是第33页,

15、共54页俄天然气管俄天然气管道通向中国道通向中国德国天然气汽车德国天然气汽车现在学习的是第34页,共54页天然气灶天然气灶液化天然液化天然气公交车气公交车现在学习的是第35页,共54页四、合成材料四、合成材料1、原料:、原料:。2、合成材料基本特征:、合成材料基本特征:。3、合成材料的合成原理:、合成材料的合成原理:。例如:乙烯合成聚乙烯例如:乙烯合成聚乙烯 ,丙烯合成聚丙烯丙烯合成聚丙烯 。石油、煤、天然气石油、煤、天然气相对分子质量很大,属于高分子化合物相对分子质量很大,属于高分子化合物加聚、缩聚加聚、缩聚现在学习的是第36页,共54页合成材料概况:合成材料概况:随着人类不断的文明和进步,

16、人对天随着人类不断的文明和进步,人对天然材料的利用已不能满足很多方面的需要,然材料的利用已不能满足很多方面的需要,于是就发生了一场材料的革命人工合成于是就发生了一场材料的革命人工合成材料;材料;合成材料的原料丰富、制造加工简单,合成材料的原料丰富、制造加工简单,性能千变万化;性能千变万化;塑料、合成纤维、合成橡胶塑料、合成纤维、合成橡胶称为三大称为三大合成材料;合成材料;黏合剂、涂料也属于合成材料。黏合剂、涂料也属于合成材料。现在学习的是第37页,共54页塑料塑料 塑料的主要成分是合成树脂,其中还添塑料的主要成分是合成树脂,其中还添加了某些特定用途的添加剂(如提高塑性的加了某些特定用途的添加剂

17、(如提高塑性的增塑剂、防止老化的防老化剂);有些增塑剂、防止老化的防老化剂);有些热塑热塑性塑料性塑料(聚乙烯塑料)(聚乙烯塑料),可以反复加工,多,可以反复加工,多次使用;有些次使用;有些热固性塑料热固性塑料(电木)(电木),一旦加,一旦加工成型就不会受热熔化。工成型就不会受热熔化。常见的塑料:聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基常见的塑料:聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯(有机玻璃)、酚醛塑料(电木)丙烯酸甲酯(有机玻璃)、酚醛塑料(电木)、聚四氟乙烯(塑料王)等。、聚四氟乙烯(塑料王)等。现在学习的是第38页,共54页聚丙烯:聚丙烯:单体:单体:CH2CHCH3现在学习的是第39页,共54页聚苯乙

18、烯聚苯乙烯单体:单体:CH2CHC6H5现在学习的是第40页,共54页聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯 (有机玻璃)(有机玻璃)单体:单体:CH2CCH3COOCH3现在学习的是第41页,共54页酚醛塑料酚醛塑料单体:单体:苯酚、甲醛苯酚、甲醛现在学习的是第42页,共54页聚四氟乙烯聚四氟乙烯单体:单体:CF2CF2现在学习的是第43页,共54页合成纤维合成纤维纤纤维维天天然然纤纤维维化化学学纤纤维维棉花棉花羊毛羊毛木材木材草类草类合成纤维合成纤维:用石油、天然气等为原:用石油、天然气等为原料制成的单体,再经聚合制成的纤料制成的单体,再经聚合制成的纤维(如:维(如:“六大纶六大纶”、碳纤维、光

19、、碳纤维、光导纤维等)导纤维等)人造纤维人造纤维:用木材、草类的纤维经:用木材、草类的纤维经化学加工制成。如黏胶纤维等化学加工制成。如黏胶纤维等现在学习的是第44页,共54页合成橡胶合成橡胶橡橡胶胶天然橡胶天然橡胶合成橡胶合成橡胶通通用用橡橡胶胶特特种种橡橡胶胶丁苯橡胶丁苯橡胶顺丁橡胶顺丁橡胶氯丁橡胶氯丁橡胶聚硫橡胶聚硫橡胶硅橡胶硅橡胶现在学习的是第45页,共54页现在学习的是第46页,共54页思考与交流:思考与交流:1、目前,回收利用废旧合成材料有很多途径,、目前,回收利用废旧合成材料有很多途径,请查阅资料了解有哪些途径?并试着从环境保请查阅资料了解有哪些途径?并试着从环境保护和经济成本等方

20、面作出评价。护和经济成本等方面作出评价。2、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑料快餐、你认为应该限制生产、使用聚苯乙烯塑料快餐盒,还是回收利用?请用必要资料和数据作为论盒,还是回收利用?请用必要资料和数据作为论据。据。现在学习的是第47页,共54页1、回收利用废旧合成材料主要有三种途径:一是通过熔融再、回收利用废旧合成材料主要有三种途径:一是通过熔融再生重新作成多种有用的材料;二是采用热裂解或化学处理的生重新作成多种有用的材料;二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解,用于制备多种化工原料;三是将废旧合成材方法使其分解,用于制备多种化工原料;三是将废旧合成材料作为燃料使用。料作为燃料使用。现在学

21、习的是第48页,共54页正方观点举例:正方观点举例:1、生产和使用合成材料可以更加合理的开发和利用自、生产和使用合成材料可以更加合理的开发和利用自然资源;然资源;2、生产和使用合成材料可以使利用太阳能变的方便、生产和使用合成材料可以使利用太阳能变的方便、经济和实用;经济和实用;3、用合成材料替代木材、棉花、天然橡胶等,有利于生态、用合成材料替代木材、棉花、天然橡胶等,有利于生态环境的保护。环境的保护。反方观点举例:反方观点举例:1、生产和使用合成材料等自然界原本没有的物质,超出、生产和使用合成材料等自然界原本没有的物质,超出环境的自然消化能力,这不是科技的进步,而是异化和倒环境的自然消化能力,这不是科技的进步,而是异化和倒退。退。2、废旧合成材料的回收和利用并不容易,甚至有些、废旧合成材料的回收和利用并不容易,甚至有些材料的回收再生成本大大高于制造成本,经济上考材料的回收再生成本大大高于制造成本,经济上考虑根本不合算。虑根本不合算。3、天然的东西是最好的,我们应该提倡、天然的东西是最好的,我们应该提倡“回归自然回归自然”的的绿色生活方式,拒绝生产和使用合成材料。绿色生活方式,拒绝生产和使用合成材料。现在学习的是第49页,共54页现在学习的是第50页,共54页现在学习的是第51页,共54页现在学习的是第52页,共54页现在学习的是第53页,共54页现在学习的是第54页,共54页

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