第二課時 煤、石油和天然氣的綜合利用[明確學習目標] 1.了解煤、石油和天然氣的組成及其綜合利用。2.了解以煤、石油和天然氣為原料生產合成材料。3.了解節(jié)約能源和防止污染的重要性。學生自主學習1從煤、石油和天然氣中獲得基本化工原料(1)煤的組成和加工煤的組成煤的加工方法及產品(2)天然氣的組成和利用21世紀的高效清潔能源——可燃冰。其主要成分是甲烷水合物,組成可表示為CH4·nH2O。(3)石油的組成和加工2以煤、石油和天然氣為原料生產合成材料塑料、合成橡膠、合成纖維這三大合成材料,主要是以石油、煤和天然氣為原料生產的。1.煤中含有苯等芳香烴,通過煤的干餾可以得到粗苯,對嗎?提示:不對,煤中不含有苯等芳香烴,而是在干餾時生成了芳香烴。2.煤的氣化、液化同水的汽化、液化一樣,均屬于物理變化,對嗎?提示:不對,煤的氣化和液化均發(fā)生了化學變化。課堂互動探究1化學三餾的比較 2化學兩裂名稱定義目的裂化在一定條件下,把相對分子質量大、沸點高的烴斷裂為相對分子質量小、沸點低的烴提高輕質油的產量,特別是提高汽油的產量裂解在高溫下,使具有長鏈分子的烴斷裂成各種短鏈的氣態(tài)烴和少量液態(tài)烴獲得短鏈不飽和烴 3注意事項(1)煤干餾時一定要隔絕空氣,目的是防止煤在空氣中燃燒。(2)由于石油中有些物質的沸點很接近,所以每種石油的餾分仍然是多種烴的混合物。(3)直餾汽油和裂化汽油的成分不同,性質有明顯的區(qū)別,直餾汽油的成分為飽和烴,裂化汽油為飽和烴和不飽和烴的混合物,故裂化汽油可以發(fā)生加成反應,可使酸性高錳酸鉀溶液和溴水褪色。 煤是工業(yè)的糧食,石油是工業(yè)的血液,有關煤和石油加工的說法正確的是(  )A.煤的干餾產物主要是各類有機物B.石油的裂解、分餾和煤的干餾都屬于化學變化C.煤焦油經過分餾可得到苯、甲苯等,說明煤中含有苯和甲苯D.石油的裂化,說明長鏈烴在高溫條件下可以分解為短鏈烴 [批注點撥] [解析] 煤的干餾產物有粗氨水、煤焦油、焦爐氣和焦炭等物質,其中焦炭居多,為無機物,故A錯誤;石油的分餾屬于物理變化,故B錯誤;煤通過干餾得到苯、甲苯、二甲苯等有機物,但本身不含有苯等芳香烴,故C錯誤;石油的裂化、裂解是在一定條件下將長鏈的烴斷裂為短鏈的烴的過程,烴在加熱條件下是可以分解的,且碳鏈越長越易分解,故D正確。[答案] D[1] 石油裂解的目的和原理是(  )A.使具有長鏈的烴深度裂化,斷裂成各種短鏈的氣態(tài)不飽和烴和少量液態(tài)烴B.使直鏈烴轉化為芳香烴C.避免炭化結焦D.除去石油中的雜質答案 A解析 石油的催化重整使直鏈烴轉化為環(huán)狀烴,B錯誤;石油減壓蒸餾是為了避免炭化結焦,C錯誤;D項與石油裂解無關。[2] 請回答實驗室分餾石油的有關問題:(1)實驗室分餾石油的正確操作順序是E________A________G。A.連接接液管B.裝入碎瓷片和石油,塞上帶溫度計的塞子C.檢查裝置氣密性D.連接冷凝管及進出水管E.在鐵架臺上放酒精燈,固定好鐵圈,放上石棉網F.固定好蒸餾燒瓶G.加熱(2)以下是石油分餾的裝置圖,試指出有關儀器的名稱:A________;B________(3)分餾石油得到的各個餾分都是________(混合物純凈物)。(4)圖中有________處錯誤。答案 (1)F D C B(2)蒸餾燒瓶 冷凝管(3)混合物(4)1解析 (1)按組裝儀器的順序從下到上,從左到右,連接好裝置后,先檢驗裝置氣密性,再裝入碎瓷片和石油并加熱,即順序為EFDACBG。(2)A為蒸餾燒瓶,B為冷凝管。(3)石油分餾得到的各個餾分為烴類物質的混合物。(4)溫度計水銀球應與燒瓶支管口平齊。  本課歸納總結1.煤的干餾、氣化和液化,石油的裂化和裂解均為化學變化,石油的分餾屬于物理變化。2.水煤氣的主要成分是COH2;焦爐氣的主要成分是H2、CH4、C2H4CO。3.石油裂化的目的是提高輕質油的產量,石油裂解的目的是獲得氣態(tài)短鏈不飽和烴作化工原料。   學習效果檢測1.下列事實、事件、事故中與甲烷無關的是(  )A.天然氣的主要成分    B.石油經過催化裂化的產物C西氣東輸中的氣體 D煤礦中的瓦斯爆炸答案 B解析 西氣東輸中的氣體指的是甲烷,也是天然氣的主要成分,瓦斯爆炸是由甲烷燃燒引起的;石油裂化的產物是碳原子數(shù)相對較少的烷烴和烯烴,而非甲烷。2.下列轉化不屬于煤或石油的綜合利用的是(  )A.將煤干餾制得煤焦油和焦炭B.在一定條件下將煤與氫氣轉化為液體燃料C.將煤變?yōu)槊猴炞魅剂?/span>D.將石油裂解制得乙烯等化工原料答案 C解析 A項煤的干餾和B項煤的液化屬于煤的綜合利用,而將煤變成煤餅作燃料是為了提高煤的利用率,不屬于綜合利用,D項石油裂解屬于石油的綜合利用。3.氣體產品作為現(xiàn)代工業(yè)重要的基礎原料,應用范圍十分廣泛,例如冶金、鋼鐵、石油、化工、機械、電子、玻璃、陶瓷、建材等行業(yè)。以下氣體不是從煤炭或石油工業(yè)獲得的是(  )A.水煤氣 B裂解氣C.焦爐氣 D氧氣答案 D解析 水煤氣是煤氣化得到的,焦爐氣是煤干餾得到的,裂解氣是石油裂解得到的。4.下列關于化石燃料的說法錯誤的是(  )A.石油中含有C5C11的烷烴,可以通過石油的分餾得到汽油B.含C18以上烷烴的重油經過催化裂化可以得到汽油C.煤是由有機化合物和無機物組成的復雜的混合物D.煤中含有苯和甲苯,可以用分餾的方法把它們從煤中分離出來答案 D解析 A項,石油主要由液態(tài)烴構成,也溶有少量氣態(tài)烴和固態(tài)烴,因此通過石油煉廠的分餾就可以得到汽油、煤油等分餾產品,正確;B項,采用催化裂化的方法可使長鏈烴分子斷裂為C5C11的烴,正確;C項,煤是由有機物和少量無機物組成的復雜的混合物,正確;D項,煤經過干餾發(fā)生復雜的物理、化學變化后得到煤焦油等物質,煤焦油是含有多種芳香族化合物的復雜混合物,而煤中并不含有苯和甲苯,錯誤。5.煤、石油、天然氣是人類使用的主要能源,同時也是重要的化工原料,下列不屬于以煤、石油和天然氣為主要原料生產的合成材料是(  )A.塑料 B合成橡膠C.淀粉 D合成纖維答案 C解析 淀粉是天然高分子化合物,其他都是以煤、石油、天然氣為主要原料通過人工合成的。6.如圖所示為實驗室模擬工業(yè)上催化裂化的裝置示意圖,根據(jù)圖示回答下列問題。(1)工業(yè)上石油裂化的主要目的是________________。(2)A中氧化鋁的作用是________,B中冷水的作用是________________(3)C中得到的液體具有汽油的氣味,該液體________(不能,下同)通過化學反應使溴水褪色,而通過石油分餾得到的汽油________通過化學反應使溴水褪色。(4)D中酸性高錳酸鉀溶液褪色,說明石蠟裂化時除有液態(tài)不飽和烴生成外,還有________生成。答案 (1)提高汽油的產量(2)催化劑 使裂化汽油冷凝為液體(3)能 不能(4)氣態(tài)不飽和烴解析 (1)由于從原油中分餾得到的直餾汽油產量少,為了提高汽油的產量,故采用裂化的方法來提高汽油的產量。(2)石蠟的裂化需要在催化劑的作用下進行,故氧化鋁作催化劑,由于裂化的溫度較高,裂化后得到的是氣態(tài)產物,用冷水冷卻得到液態(tài)汽油。(3)由于裂化汽油中有不飽和烴,故能發(fā)生加成反應使溴水褪色;通過石油分餾得到的汽油中不含烯烴或炔烴,故不能通過化學反應使溴水褪色。(4)由于D中酸性高錳酸鉀溶液褪色,說明有氣態(tài)不飽和烴生成。   

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第一節(jié) 認識有機化合物

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