课时精讲25煤石油和天然气的综合利用（教师版）

第八章化学与可持续发展第一节自然资源的开发利用课时精讲煤、石油和天然气的综合利用25【目标导航】了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用

1.了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料

2.【知识导图】煤的组成煤的干福煤的综合利用煤的气化I|煤的液化_石油的组成煤.石油和天然气的综合利用石油的分憎、裂化、裂解、催化重整］天然气的组成天然气的综合利用知识精讲•夯实必备知识

一、煤的组成和加工煤的组成

1.煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,其组成以碳元素为主,还含有少量氢、氧、氮、硫等元素煤的综合利用

2.煤的综合利用主要是通过煤的气化、液化和干储,获得洁净的燃料和多种化工原料煤的气化1含义把煤转化为可燃性气体的过程原理制水煤气的反应为三皂C+H20g C0+H2应用制备燃料或化工原料气煤的液化2含义煤的液化是把煤转化为液体燃料的过程原理把煤和氢气作用，得到液体燃料;煤气化生成的水煤气和合成到夜态碳氢化合物和含氧a.B.CO Hz有机化合物【答案】D【解析】项，将重质油裂解为轻质油并不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的，故不符A A合题意；项，大规模开采可燃冰做为新能源，会增大二氧化碳的排放量，不符合碳中和的要求，故不符合B B题意；项，通过清洁煤技术减少煤燃烧污染，不能减少二氧化碳的排放量，达不到碳中和的目的,故不符C C合题意；项，研发催化剂将二氧化碳还原为甲醇，可以减少二氧化碳的排放量，达到碳中和的目的，故符D D合题意；故选D（•浙江月选考）通过对煤的综合利用，可以获得多种有机物化合物含有碳、氢、氧种元

7.201811A3素，其质量比是液态燃是一种重要的化工原料，其摩尔质量为・是有芳香气味的酯它1238o B78g molLE们之间的转化关系如下（含有相同官能团的有机物通常具有相似的化学性质）请回答:（）化合物所含的官能团名称是1Aoc D（苯甲酸）（）和反应生成的反应类型是2B CH2=CH2Co（）在氢氧化钠溶液中水解的化学方程式是3Eo（）下列说法正确的是4o将铜丝在空气中灼烧后迅速插入中，反应多次，可得到能发生银镜反应的物质A.A在一定条件下，可通过取代反应转化为B.c苯甲酸钠（常用作防腐剂）可通过和氢氧化钠反应得到C.D共的和混合物在氧气中完全燃烧，消耗氧气大于D.a molB D

7.5a mol【答案】（）羟基（）加成反应12△C^-COOCH2cH3C/^COONa（）3+NaOH-+CH3cH20H（）4ABC【解析】由化合物含有碳、氢、氧三种元素，且质量之比是知碳、氢、氧的个数之比为分子A1238261,式为；液态燃是重要的化工原料，由煤焦油分储得到且相对分子质量为知为广|,C2H6B788由到为加成反应,为苯甲酸和反应生成有芳香气味的酯得为醇（）结合上述所知为B C D A A,1A CH3cH2OH,A中官能团为羟基；（）为苯，苯和反应生成乙苯属于加成反应；（）在氢氧化钠溶液中水解的2B CH2CH23ECOOCH2cH3/%^COONaa丁；项，乙醇在铜做催化剂的条件下氧化为[I4A乙醛,乙醛可以发生银镜反应，选项正确；项，在一定条件下与硝酸反应生成A B C+NaOH-+CH3cH20H正确；项，苯甲酸钠与氢氧化钠反应生成苯甲酸钠和水，选项正确；项，的和混合物在B CC Damol BD选项氧气中完全燃烧，消耗氧气的量等于，选项错误故选D ABC石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，石油精炼可以获得多种化工原料

8.一~►1以下石油气聚保煌如聚W烯、聚丙烯原油C广汽油请根据上图回答下列问题由原油获得汽油，分离的方法是1丙烯在一定条件下生成聚丙烯，这种高分子化合物的链节为2o石油裂化是为了得到更多的汽油，裂化汽油可以使漠的四氯化碳溶液褪色，其原因是3o—CH—CH—【答案】⑴分储2-ICH3裂化汽油中含有烯燃等不饱和烧，能与发生加成反应，从而使浪的四氯化碳溶液褪色3B12【解析】汽油、煤油、柴油的沸点不同，工业常用分储的方法分离；丙烯在一定条件下生成聚丙12烯，聚丙烯的链节是；；裂化汽油中含有烯燃，烯燃中含有碳碳双键，她ZH2—CHT”―0Hz H-3CH能与「发生加成反应，可以使溟的四氯化碳溶液褪色B2以原油为原科生产聚烯燃的流程如下

20.回答下列问题⑴流程中

②表示的加工方法是填序号分储分液裂解干储A.B.C.D.⑵C4〜Go的混合物中含戊烷，请写出戊烷的所有同分异构体的结构简式o聚乙烯的结构简式为3o4丙烯与乙烯化学性质相似丙烯可以与水反应生成丙醇，该反应类型是，丙醇中官能团的名称是O（）写出加热条件下，用丙醇（）、乙酸和浓硫酸制取5CH3cH2cH20H乙酸丙酯的化学方程式、.〜CHq-CH-CH,—CH,【答案】、1C2CH3CH23CH3ICH,（）毛（）加成反应羟基3CH2—CH+4浓H2s4匕、5CH3coOH+CH3cH2cH20H,CH3coOCH2cH2cH3+H2O【解析】（）流程中

②表示获得乙烯、丙烯等重要的化工原料，加工方法是裂解，故答案为；（）戊烷1C2CH—CH—€H.—CH.X的同分异构体有正戊烷、异戊烷、新戊烷，结构简式分别为（）、|•、C5H10CH3CH23CH3CH,CH.I；（）乙烯发生加聚反应生成聚乙烯，聚乙烯结构简式为王（小一小；（）丙烯含有碳碳双CH-C-€H32345XCH3键，可以与水发生加成反应丙醇，丙醇中含有的官能团为羟基；（）、乙酸和浓硫酸作用下得到5CH3cH2cH20H、反应方程式为CH3coOCH2cH2cH3H0,2浓H2s4CH3coOH+CH3cH2cH20H cH3coOCH2cH2cH3+H2O/f

4.煤的干储3煤干储是将煤隔绝空气加强热,得到焦炭、煤焦油、焦炉气、粗氨水、粗苯等，煤焦油经分离可得到基、里茎、二甲苯等有机化合物

二、天然气的组成和利用组成|—主要成分是►5常生活山〃3”H上二f用作燃料而一--------化r4产—主要用广合成富产甲静等

三、石油的综合利用石油的组成

1.石油是由多种碳氢化合物组成的混合物,无固定的熔沸点凝结的汽油石油的综合利用

2.C,以下石油上升的石油蒸气气常Cs-cuL汽油「压蒸Ctl-Ci6煤油偏柴-15-C|8I-油川热炉船或火力发电的概念利用石油中各组分沸点的不同进行分离的过程成分:分储可得到汽油、煤油、柴油等轻质油为了获得轻质油，特别是汽油目的:催化剂原理:C6H14+C6H12Cl2H26加热、加压为了获得乙烯、丙烯、甲烷等化工原料目的:原理:加热、加压，CM CH+催化剂C4H10--7—^C H+C2H624加热、加压24—U-概念:石油在加热和催化剂的作用下，可以通过组成由多种碳氢化合物组成的混合物►I-结构的重新调整，使链状煌转化为环状煌⑴分储

①定义利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程

②分类常压分储、主要原料原油I、条件常压加热II目的将原油分离成轻质油等各种产物IIL、主要产品石油气、汽油、煤油、柴油、重油等IV减压分储、主要原料重油I、条件减压加热II、目的将重油充分分离并防止炭化III、主要产品柴油、润滑油、燃料油、石蜡、沥青等IV

③变化类型物理变化⑵裂化

①定义在一定条件下，把相对分子质量大沸点高的相断裂成相对分子质量较小、沸点较低的一

②目的提高轻质油（特别是汽油）的产量和质量

③主要原料重油

④条件催化剂、加热

⑤主要产品汽油

⑥变化类型化学一变化⑶裂解

①定义在高温下把石油分镭产物包括石油气中的长链叶断裂成乙烯、丙烯等裂解就是深度裂化

②目的获得短链气态不饱和芯

③主要原料含有直链烷煌的石油分储产物包括石油气

④条件催化剂、高温

⑤主要产品乙烯、丙烯、丁二烯等气态煌与少量液态石

⑥变化类型化学变化催化重整4

①定义在加热和催化剂的作用下，通过结构的重新调整，使链状，转化为环状煌的过程

②目的获得茎、里基等产品【小试牛刀】判断正误正确的打错误的打X”煤、石油和天然气是不可再生能源，也是新型清洁能源1汽油、煤油、柴油和植物油都是碳氢化合物2把煤加强热使之分解的过程叫煤的干储3化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一4天然气的主要用途就是作燃料5不能用裂化汽油萃取溟水中的漠6煤中含有苯和甲苯，可以用先干储后分储的方法把它们分离出来7⑻以石油、煤和天然气为原料，可生产塑料、合成橡胶和合成纤维石油裂化是为了得到更多的汽油，裂化汽油可以使漠的四氯化碳溶液褪色9煤的干储、煤的气化、煤的液化、石油的裂化、石油的裂解、石油的催化重整都是化学变化10【答案】⑴⑹x2x3x4x5x47x849410V考点突破•提升关键能力考点一煤、石油和天然气的组成［例］下列属于可再生能源的是1氢能石油煤天然气A.B.C.D.【答案】A【解析可再生资源是指被人类开发利用后，可以在较短时间内更新、再生，或者能够重复利用、循环使用的自然资源，氢能属于可再生能源，石油、煤、天然气是化石能源，不属于可再生能源，故选A［例］下列关于化石能源的说法错误的是2天然气不仅是高热值气，且是清洁能源A.石油裂化的目的主要是提高轻质燃油的产量B.石油裂解是化学变化，煤的干储是物理变化C.石油分储所得储分仍然是混合物D.【答案】C【解析】项，天然气燃烧放出大量的热，且燃烧产物没有污染，正确；项，石油裂化的目的是为了A A B提高轻质油的产量，特别是汽油的产量，正确；项，煤的干偏是指煤在隔绝空气的条件下加强热，使煤分B C解的过程，生成煤焦油、焦炭、焦炉煤气等物质，有新物质生成，属于化学变化，错误；项，石油分储的C D产物有石油气、汽油、煤油、柴油等，各储分均含有多种成分，因此仍然是混合物，正确；故选D C【解题技法】.化石燃料煤、石油和天然气1,煤的组成成分煤是由有机物和少量无机物组成的混合物，其主要含有碳元素，还含有少量氢、氧、2氮、硫等元素天然气的成分甲烷

3.石油的成分是由多种碳氢化合物（或煌）组成的混合物

4.【对点训练】下列属于未来新能源的是1

①天然气

②煤

③核能

④石油

⑤太阳能

⑥生物质能

⑦风能

⑧氢能

①②③④②⑥⑦⑧③⑤⑥⑦⑧③④⑤⑥⑦⑧A.B.C.D.【答案】c【解析】煤、石油、天然气是传统的化石能源，不是新能源，常见新能源有太阳能、核能、地热能、潮汐能、风能、氢能、生物质能等，故选C【对点训练】煤、石油、天然气和生物质能作为能源的共同特点是2可再生能源，取之不尽、用之不竭不可再生能源，用一点少一点A.B.均来自太阳辐射的能量均为污染环境的能源C.D.【答案】C【解析】项，煤、石油、天然气属于不可再生能源，生物质能属于可再生能源，故不符合题意；项，A A B煤、石油、天然气属于不可再生能源，用一点，少一点，但生物质能属于可再生能源，故不符合题意；项，B C煤、石油、天然气和生物质能蕴含的能量均来自太阳辐射的能量，故符合题意；项，煤、石油为污染环境C D的能源，天然气和生物质能属于清洁能源，故不符合题意；故选D C考点二煤、石油和天然气的综合利用【例】有关煤、石油、天然气的综合利用，下列说法正确的是（）3石油是多种烽组成的混合物A.水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料B.石油裂解的目的是提高轻质油的产量和质量C.石油的分储、煤的干储是物理变化，煤的气化和煤的液化是化学变化D.【答案】A【解析】项，石油是多种烷烧、环烷烧和少量芳香燃的混合物，故正确；项，水煤气是通过煤的气A A B化得到的气体燃料，故错误；项，石油裂解的目的主要就是为了获得短链不饱和崎，石油裂化的目的是提B C高轻质油的产量和质量，故错误；项，石油的分储过程中没有新物质生成，属于物理变化，煤的干储、煤C D的气化和煤的液化过程中均产生新物质，均是化学变化，故错误故选D A【例】有关煤的综合利用如图所示下列说法错误的是41

①是将煤在隔绝空气中加强热使其分解的过程A.条件为、光照，反应

②为置换反应B.a Cb从煤焦油中分离出甲苯，所发生的变化为化学变化C.为甲醇时，反应

③原子利用率可达到D.B100%【答案】C【解析】煤干储后得到的是出炉煤气，煤焦油，还有焦炭，煤焦油经过蒸播得到甲苯，甲苯可以和氯气发生取代反应，固体为焦炭可以用来制作水煤气项，

①是煤的干储，是指煤在隔绝空气的条件下加热，使A煤分解的过程，生成煤焦油、焦炭、焦炉煤气等物质，正确；项，甲苯侧链甲基上的原子被取代的条件A BH为光照，反应

②是碳和水蒸气反应生成一氧化碳和氢气，为置换反应，正确；项，用蒸储的方法从煤a CL/B C焦油中分离出甲苯，属于物理变化，错误；项，水煤气的主要成分为一氧化碳和氢气,但为甲醇或乙酸时，C DB甲醇可变为乙酸可变为因此反应

③原子利用率均可达到正确；CHQ CO1H22,C2H42CO2H22,100%,D故选C【解题技法】煤的加工方法及产品

1.定义:把煤隔绝空气加强热使之分解的过程，也叫煤的焦化Rip主要产品出炉煤气包括焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油、焦炭定义把煤转化为可燃性气体的过程主要反应Cs+H Og-^COg+H g22停接液化煤+H--液体燃料、间接液化煤鞋CO和H2强啰甲醇2石油加工

2.利用原油中各组分沸点的不同进行分离常压减压目的提高轻质油的产量和质量H裂化热裂化和催化裂化石油气、汽油、煤油、柴油、重油柴油、燃料油、石蜡、沥青、润滑油目的生产气态的有机化工原料裂解产物乙烯、丙烯、异丁烯、甲烷、乙烷三烯二烷天然气的组成和利用孽一-主要成分是

3.CH,日常生活,用作燃料化工生产,主要用于合成氨和生产甲醇等【对点训练】下列说法正确的是3裂化汽油不能使酸性溶液褪色A.KMnCU石油的分储、裂化、裂解都属于化学变化B.蒸储石油实验中温度计的水银球应伸入液面下C.裂解石油是工业生产乙烯的主要方法D.【答案】D【解析】项，裂化汽油中含有不饱和烧，能使酸性溶液褪色，故错误；项，利用原油中各A KMnCUAB组分沸点的不同进行分离的过程叫分储，属于物理变化；通过石油的裂化、裂解可以得到小分子化合物,所以石油的裂化、裂解是化学变化，故错误；项，蒸镭石油实验中温度计的水银球应置于蒸储烧瓶的支管口处，B C测量出去的蒸气的温度，故错误；项，裂解石油使具有长链分子的煌断裂成各种短链的气态燃和少量液态C D烧，是工业生产乙烯的主要方法，故正确；故选D D【对点训练】下列说法不正确的是4石油的减压分馆可以得到重柴油、润滑油、石蜡、燃料油等馈分A.等体积的甲烷与氯气混合，在光照下反应只生成一氯甲烷和氯化氢B.天然气是清洁的化石能源，也可作为化工原料用于合成甲醇C.煤干馈主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气D.【答案】B【解析】项，重柴油、润滑油、石蜡和燃料油均属于重油，物质的沸点较高，蒸储时应注意防止炭化结A焦现象，为降低沸点，可用减压蒸储，正确；项，取代反应是逐步进行的，等体积的甲烷与氯气混合，在AB光照条件下发生反应，能生成一氯甲烷、二氯甲烷、三氯甲烷、三氯甲烷和氯化氢，而不是只产生一氯甲烷一种取代产物，错误；项，天然气广泛用于民用及商业燃气灶具、热水器天然气也可用作化工原料，以天B C然气为原料的一次加工产品主要有合成氨、甲醇、炭黑等近个品种，正确；项，煤干储是将煤隔绝空气20C D加强热使之分解的过程通过煤的干储，可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等多种物质，正确；故选DB课堂演练•彰显立竿见影（•黑龙江省绥化市高二开学考试）下列过程属于物理变化的是（）

1.2022煤的气化石油的裂化煤的干储石油的分储A.B.C.D.【答案】D【解析】项，煤的气化过程是生成一氧化碳和氢气的过程，为化学变化，不合题意；项，石油的裂A AB化是将含有碳原子较多的重油裂化分解为含有碳原子较少的轻质油的过程，有新物种的生成，属于化学变化，不合题意；项，煤的干储是隔绝空气加强热使其分解的过程，发生了复杂的物理、化学变化，不合题意；B CC项，石油分储是控制温度范围，分离混合物的过程，无新物质生成，为物理变化，符合题意；故选D DD中国是世界上最早利用煤的国家下列关于煤的描述正确的是（）

2.主要成分是硫是可再生资源A.B.燃烧只产生煤干储可制得焦炭C.SO2D.【答案】D【解析】煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，含有的主要元素是碳，还有少量的氢、氧、硫、氮等元素，错误；煤是化石燃料，是不可再生资源，错误；煤燃烧产生的主要物质是错误;煤干储ABCO2,C得到出炉煤气、煤焦油和焦炭，正确D下列转化不属于煤、石油、天然气的综合利用的是（）

3.将煤干储制得煤焦油和焦炭用天然气作化工原料生产甲醇A.B.将煤制成蜂窝煤作燃料将石油分储获得汽油、柴油等C.D.【答案】C【解析】项，煤干储是隔绝空气加强热使之分解，将煤干储制得煤焦油和焦炭属于煤的综合利用，故A A符合题意；项，用天然气作化工原料生产甲醇属于天然气的综合利用，故符合题意；项，将煤制成蜂窝B BC煤作燃料不是煤的干储、气化、液化中任何一种，不属于煤的综合利用，故不符合题意；项,将石油分储C D获得汽油、柴油等，石油分储、裂化、裂解、催化重整都属于石油的综合利用，故符合题意综上所述，答D案为C迄.今为止，煤、石油、天然气仍是人类使用的重要能源，同时它们也是重要的化工原料下列关于煤

4.和石油的说法正确的是（）通过石油分储可以获得大量的芳香煌A.石油裂化的目的是得到乙烯、丙烯和苯

8.煤的干储发生了化学变化C.煤中含有苯和甲苯，可以通过先干储后分储的方法得到苯和甲苯D.【答案】c【解析】欲从石油中获得大量的芳香烧，应该作催化重整，项错误石油裂化的目的是提高轻质液体燃A料（汽油、煤油、柴油等）的产量，特别是提高汽油的产量，项错误煤中含有的主要元素是碳，不含苯和B甲苯，项错误D如何实现化石燃料的综合利用，是人类面临的巨大挑战下列有关化石燃料的说法不正确的是（）煤

5.A.的干馈、石油的分馄均为物理变化天然气是一种清洁的化石燃料B.石油裂化和裂解可获得乙烯、丙烯等重要的化工原料C.煤的干储、气化、液化是实现煤的综合利用的主要途径D.【答案】A【解析】项，煤的干储过程中有新物质产生，因此发生的变化属于化学变化，错误；项，天然气是AAB一种气体物质，完全燃烧产生、无有害物质产生，因此是一种清洁的化石燃料，正确；项,石油裂CO2H0,BC2化和裂解可获得乙烯、丙烯等，这些物质可用于有机合成，因此是一种重要的化工原料，正确；项，煤的干CD储可产生出炉煤气、煤焦油、焦炭等；煤的气化会产生水煤气；煤的液化能够产生合成气，因此煤的干储、气化、液化都是实现煤的综合利用的主要途径，正确；故选D A（•全国乙卷）我国提出争取在年前实现碳达峰，年实现碳中和，这对于改善环境，实现

6.202120302060绿色发展至关重要碳中和是指的排放总量和减少总量相当下列措施中能促进碳中和最直接有效的是CO2将重质油裂解为轻质油作为燃料大规模开采可燃冰作为新能源A.B.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染研发催化剂将还原为甲醇C.D.CO2。