高一化学煤石油和天然气的综合利用课件.ppt

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1、高一化学煤石油和天然气的综合利用第1页，此课件共54页哦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、环境保护第课时第2页，此课件共54页哦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：化石燃料综合利

2、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、甲苯第3页，此课件共54页哦第一课时第一课时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 第4页，此课件共54页哦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、石油燃烧对环境的

3、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，它等气体和一些烟尘，它们都是大气的污染物。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 化合化合物和烟尘等，它们都是大气的污染物。物和烟尘等，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第5页，此课件共54页哦迄今为止，煤、石油、天然气仍是人迄

4、今为止，煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们也是重类使用的主要能源，同时它们也是重要的化工原料。如何实现化石燃料的要的化工原料。如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。临的重大挑战。第6页，此课件共54页哦第7页，此课件共54页哦 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3.8635320.99.35消费量

5、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第8页，此课件共54页哦我国煤的分布图我国煤的分布图第9页，此课件共54页哦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 第10页，此课件共54页哦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；（还有少量主要是碳元素；（还有少量的的H、O、N、P、S、卤素等）、卤素等）组成成分：是由多种有机物、无机物组成成分：是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物。组成的复杂混合物。煤的结构模型煤的结构

6、模型第11页，此课件共54页哦一、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%工业上工业上煤煤品质品质的检测的检测指标：指标：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、灰分等第12页，此课件共54页哦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。把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。第13页，此

7、课件共54页哦煤干馏的主要产品和用途煤干馏的主要产品和用途第14页，此课件共54页哦（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(g)+O2 2 2H 2H2 2O(l)O(l)；H=

8、-571KJ/molCHCH4 4(g)+2O(g)+2O2 2 CO CO2 2(g)+2H(g)+2H2 2O(l)O(l)H=-890.3KJ/mol第15页，此课件共54页哦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第16页，此课件共54页哦 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(g)+H2 2(g)(g)高温 CO+2H CO+2H2 2 C

9、H CH3 3OHOH（甲醇）（甲醇）一定条件如：如：第17页，此课件共54页哦小资料：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)，说明这项技术，说明这项技术已发展到一定的成熟程度。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最近，美国某公司发表了用分子筛作催化剂把甲醇转化为汽油的专利。这种催化剂剂把甲醇转化为汽油的专利。这种催化剂能够

10、有效地控制产物的分子大小的形状，能够有效地控制产物的分子大小的形状，因此产品中因此产品中75直接可以用作高级汽油。直接可以用作高级汽油。第18页，此课件共54页哦煤液化煤液化 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第19页，此课件共54页哦第20页，此课件共54页哦二、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、

11、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离成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。简单混合物的过程。第21页，此课件共54页哦石石油油分分馏馏示示意意图图第22页，此课件共54页哦第23页，此课件共54页哦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

12、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第24页，此课件共54页哦25%产量提高产量提高第25页，此课件共54页哦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。第26页，此课件共54页哦第27页

13、，此课件共54页哦中海油渤海石油平台中海油渤海石油平台第28页，此课件共54页哦第29页，此课件共54页哦三、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，它主要用重要的化工原料，作为化工原料，它主要用于合成于合成 和生产和生产 等。天然气化工以含等。天然气化工以含一个碳原子的甲烷为原料，通过化学变化一个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形成含两个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物。实现天然气的有效转化是一项具有挑战性的课题。战性的课题

14、。氨氨甲醇甲醇第30页，此课件共54页哦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第31页，此课件共54页哦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年向伊朗购买年向伊朗购买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气亚洲最大的天然气处理厂处理厂第32页，此课件共54页哦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第33页，此课件共54页哦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第34页，此课件共54页哦天然气灶天然气灶液化天然液化天

15、然气公交车气公交车第35页，此课件共54页哦四、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、缩聚第36页，此课件共54页哦合成材料概况：合成材料概况：随着人类不断的文明和进步，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

16、合于是就发生了一场材料的革命人工合成材料；成材料；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。第37页，此课件共54页哦塑料塑料 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（如提高塑性加了某些特定用途的添加剂（如提高塑性的增塑剂、防止老化的防老化剂）；有些的增塑剂、防止老化的防老化剂）；有些热塑性塑料热塑性塑料（聚乙烯塑料）（聚乙烯塑料），可以反复加，可以

17、反复加工，多次使用；有些工，多次使用；有些热固性塑料热固性塑料（电木）（电木），一旦加工成型就不会受热熔化。一旦加工成型就不会受热熔化。常见的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲常见的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）、酚醛塑料基丙烯酸甲酯（有机玻璃）、酚醛塑料（电木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。（电木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。第38页，此课件共54页哦聚丙烯：聚丙烯：单体：单体：CH2CHCH3第39页，此课件共54页哦聚苯乙烯聚苯乙烯单体：单体：CH2CHC6H5第40页，此课件共54页哦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：CH2CCH3COOC

18、H3第41页，此课件共54页哦酚醛塑料酚醛塑料单体：单体：苯酚、甲醛苯酚、甲醛第42页，此课件共54页哦聚四氟乙烯聚四氟乙烯单体：单体：CF2CF2第43页，此课件共54页哦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、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。如黏胶纤维等第44页，此课件共54页哦合成

19、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第45页，此课件共54页哦第46页，此课件共54页哦思考与交流：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、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？请用必要资料和数快餐盒，还是回收利用？请用必要

20、资料和数据作为论据。据作为论据。第47页，此课件共54页哦1、回收利用废旧合成材料主要有三种途径：一是通过、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方法使其分解，用于制备多种化工原料；或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料；三是将废旧合成材料作为燃料使用。三是将废旧合成材料作为燃料使用。第48页，此课件共54页哦正方观点举例：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、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；自然资源；2、生产和使用合成材料可以使利用

21、太阳能变的方便、经济、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；和实用；3、用合成材料替代木材、棉花、天然橡胶等，有利于、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。生态环境的保护。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、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，而是异化出环境的自然消化能力，这不是科技的进步，而是异化和倒退。和倒退。2、废旧合成材料的回收和利用并不容易，甚至有些材料、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，经济上考虑根本不合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。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”的绿色生活方式，拒绝生产和使用合成材料。的绿色生活方式，拒绝生产和使用合成材料。第49页，此课件共54页哦第50页，此课件共54页哦第51页，此课件共54页哦第52页，此课件共54页哦第53页，此课件共54页哦第54页，此课件共54页哦