《自然資源的開(kāi)發(fā)利用》化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展PPT(第2課時(shí))
第一部分內(nèi)容：必備知識(shí)·素養(yǎng)奠基
一、煤的綜合利用
1.煤的組成
2.煤的綜合利用
【微思考】
若從煤焦油中分離出芳香烴,應(yīng)采用什么方法?
提示:煤焦油是由各種芳香烴組成的液態(tài)混合物。可根據(jù)各種芳香烴的沸點(diǎn)不同利用蒸餾法進(jìn)行分離。
【巧判斷】
(1)煤俗稱(chēng)煤炭,因此可看作碳元素形成的單質(zhì)。( )
提示:×。煤是由無(wú)機(jī)化合物和有機(jī)化合物組成的復(fù)雜的混合物。
(2)煤里主要含碳及少量的其他元素,但絕大多數(shù)都含硫,工業(yè)上大量燃燒含硫燃料會(huì)形成“酸雨”。( )
提示:√。煤中的硫元素在燃燒時(shí)會(huì)生成SO2氣體,SO2氣體是形成酸雨的主要污染物之一。
二、天然氣的綜合利用
【情境·思考】
我國(guó)在南海北部神狐海域進(jìn)行的“可燃冰”試開(kāi)采獲得成功,標(biāo)志著我國(guó)成為全球第一個(gè)實(shí)現(xiàn)了在海域可燃冰試開(kāi)采中獲得連續(xù)穩(wěn)定產(chǎn)量的國(guó)家,為可燃冰的開(kāi)采邁出了重要的一步。
可燃冰是一種由天然氣與水在低溫(0～10℃)、高壓(>107Pa)條件下形成的類(lèi)冰狀結(jié)晶物質(zhì),又名天然氣水合物。
有人認(rèn)為“可燃冰的開(kāi)采和利用實(shí)現(xiàn)了由水變成油的夢(mèng)想”,這種說(shuō)法對(duì)嗎?
提示:不對(duì)。因?yàn)榭扇急泻蠧H4和H2O,可燃冰中并不是只有H2O,是其中的可燃性成分CH4的作用。
三、石油的綜合利用
【巧判斷】
(1)煤、石油和天然氣是不可再生能源,也是新型清潔能源。( )
提示:×。煤、石油和天然氣不是新型清潔能源。
(2)化石燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳是大氣污染物之一。( )
提示:×。二氧化碳不是大氣污染物。
(3)不能用裂化汽油萃取溴水中的溴。( )
提示:√。裂化汽油含有不飽和烴,會(huì)與溴反應(yīng)。
四、以煤、石油、天然氣為原料生產(chǎn)合成材料
1.三大合成材料:_____、_________、_________,這三大合成材料,主要是以石油、煤和天然氣為原料生產(chǎn)的。
2.合成材料的大量生產(chǎn)和使用,急劇增加的廢棄物對(duì)人類(lèi)社會(huì)造成巨大的環(huán)境壓力。
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自然資源的開(kāi)發(fā)利用PPT，第二部分內(nèi)容：關(guān)鍵能力·素養(yǎng)形成
知識(shí)點(diǎn) 煤、石油、天然氣的綜合利用
【重點(diǎn)釋疑】
1.化學(xué)“三餾”的比較
2.化學(xué)中“兩裂”的比較
【思考·討論】
(1)如何從石油中得到乙烯?
提示:乙烯是石油裂解得到的,是石油深度裂化的產(chǎn)物。
(2)裂化和裂解有何區(qū)別和聯(lián)系?
提示:二者均屬于化學(xué)變化。裂化和裂解的目的不同,裂解的目的主要是獲得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。裂化的目的是提高優(yōu)質(zhì)、輕質(zhì)油的產(chǎn)量,特別是提高汽油的產(chǎn)量。
【案例示范】
【典例】如圖是實(shí)驗(yàn)室干餾煤的裝置圖,根據(jù)圖示回答下列問(wèn)題。
(1)指出圖中儀器名稱(chēng):b________;d________。
(2)裝置c的作用是_________________,
d中的液體有________和________。煤焦油可以通過(guò)________的方法使其中的重要成分分離出來(lái)。
(3)e處點(diǎn)燃的氣體是_____,火焰的顏色是______色。
(4)下列敘述錯(cuò)誤的是________。
A.煤發(fā)生了化學(xué)變化
B.d中液體的pH>7
C.d中液體只有一層
D.e處的氣體可以還原氧化銅,可以使溴水褪色
【解題指南】解答本題應(yīng)該注意以下兩點(diǎn):
(1)煤干餾的產(chǎn)物有焦炭、煤焦油和出爐煤氣。
(2)分離有機(jī)物液體混合物常用分餾的方法。
【解析】煤的干餾生成焦炭、煤焦油和出爐煤氣,出爐煤氣包括焦?fàn)t氣、粗氨水等,經(jīng)c裝置的降溫和冷凝,粗氨水和煤焦油變?yōu)橐后w在d中聚集,則液體顯堿性;焦?fàn)t氣中氫氣、一氧化碳、甲烷都具有還原性,可用于還原氧化銅,這些氣體燃燒產(chǎn)生藍(lán)色火焰;焦?fàn)t氣中含有乙烯可以使溴水褪色;煤焦油是有機(jī)物的液態(tài)混合物,應(yīng)采用分餾的方法分離。
答案:(1)硬質(zhì)玻璃管 U形管
(2)將干餾生成的氣體進(jìn)行降溫和冷凝 粗氨水 煤焦油 分餾
(3)焦?fàn)t氣 藍(lán) (4)C
【遷移·應(yīng)用】
1.下列關(guān)于化石燃料的加工說(shuō)法正確的是( )
A.石油裂化主要得到乙烯
B.石油分餾是化學(xué)變化,可得到汽油、煤油
C.煤干餾主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣
D.煤制煤氣是物理變化,是高效、清潔地利用煤的重要途徑
【解析】選C。石油裂化的目的主要是獲得汽油等輕質(zhì)燃料油,而石油裂解的目的才是獲得乙烯,A項(xiàng)錯(cuò)誤;石油分餾是物理變化,B項(xiàng)錯(cuò)誤;煤制煤氣是化學(xué)變化,D項(xiàng)錯(cuò)誤;煤干餾的目的就是獲得焦炭、煤焦油、粗氨水和焦?fàn)t氣,C正確。
2.下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是 ( )
A.石油中含有C5～C11的烷烴,可以通過(guò)石油的分餾得到汽油
B.含C20以上的烷烴的重油經(jīng)過(guò)催化裂化可以得到汽油
C.煤是由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成的復(fù)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(lái)
【解析】選D。石油可以通過(guò)分餾的方法獲得汽油、煤油和柴油等輕質(zhì)液體燃料,但產(chǎn)量不高。通常采用裂化的方法,提高汽油的產(chǎn)量。煤是由有機(jī)物和少量無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物,主要含碳元素,還含有少量的氫、氧、氮、硫等元素,并不含苯和甲苯。煤干餾得到焦炭、煤焦油、焦?fàn)t氣等。煤焦油是含有多種芳香族化合物的混合物,可以生產(chǎn)芳香族化合物苯和甲苯。
【素養(yǎng)提升】
我國(guó)的煤炭資源相對(duì)比較豐富,加快“煤制油”的發(fā)展,對(duì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展有著深遠(yuǎn)的意義。下圖是煤間接液化的典型流程示意圖。
(1)寫(xiě)出煤氣化反應(yīng)的化學(xué)方程式?思考說(shuō)明煤氣化的意義。
提示:C+H2O(g) CO+H2。煤氣化能夠減少煤燃燒時(shí)的粉塵污染,提高煤燃燒的效率,氣化后的產(chǎn)品可以用于化工生產(chǎn),提高煤的綜合利用價(jià)值。
(2)如圖中由石油獲得相應(yīng)產(chǎn)品的方法是什么?該方法是物理變化還是化學(xué)變化?得到的各種分餾產(chǎn)品是純凈物嗎?
提示:圖中由石油獲得相應(yīng)產(chǎn)品的方法是分餾,屬于物理變化,所得產(chǎn)品是混合物。
(3)石油裂化是為了得到更多的汽油,裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色,其原因是什么?
提示:裂化汽油中含有烯烴,能與Br2發(fā)生加成反應(yīng),可以使溴的四氯化碳溶液褪色。
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