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时间:2018-05-23
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1、第二节资源综合利用环境保护一、煤、石油和天然气的综合利用(一)从煤、石油、天然气中获得基本化工原料1、煤煤的结构模型有机物和无机物(少量)元素:物质:C(主要)、H、O、N、S煤的组成煤的分类无烟煤褐煤泥煤煤的综合利用煤的干馏煤的气化煤的液化获得洁净的燃料和多种化工原料——物尽其用,保护环境煤直接作燃料——利用率低并污染环境(1)煤的干馏(煤的焦化)把煤隔绝空气加强热使之分解的过程。①煤的干馏原理:②煤干馏的主要产物:焦炭气体:液体:固体:焦炉煤气(CO、H2、CH4、C2H4)煤焦油(苯、甲苯、二甲苯)煤的干馏实验装置图实验装置1实验装置2(2)煤的气化——水煤气反应在一定条件下把煤
2、中的有机物转化为可燃性气体的过程。C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高温(3)煤的液化:直接液化:间接液化:煤+氢气液体燃料煤气化催化剂CO+H2CH3OH等煤的干馏、气化、液化都是化学变化由于我国煤储藏量相对比石油和天然气丰富,能源消费以煤为主。将原煤作为燃料燃烧,既严重污染环境,效率又不高,国家大力提倡煤的综合利用。实施“煤变油”,其原理之一是先将煤与水蒸气制得水煤气(CO和H2),再催化合成甲醇或烃类等液态能源。(1)用CO和H2合成甲醇的化学方程式:____________________________________________________________
3、_。(2)用CO和H2合成烃(CnHm)的化学方程式是:_______________________________________________________。(3)气化和液化的优点是_________________________。2、天然气(1)直接作为清洁燃料(2)作为化工原料CH4+2O2CO2+H2O点燃①合成NH3②合成CH3OH3、石油的综合利用石油主要是多种碳氢化合物组成的混合物。(黑色或深棕色粘稠液体,比水稍轻,不溶于水,有特殊气味,无固定沸点。)按元素:碳、氢含量为97%~98%按物质:烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物。(一般石油不含烯烃)按组成状态:固态、液
4、态、气态。大部分是液态烃,同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃。(1)石油的成分(2)石油的炼制①石油的分馏原油在炼制前必须先经过脱水、脱盐。分馏:利用蒸馏原理,给石油加热再冷凝,使石油分成不同沸点范围的产物。原油脱盐脱水石油常压分馏石油气(C1~C4)汽油(C5~C11)煤油(C10~C16)柴油(C15~C18)重油分馏:根据物质的沸点的不同进行分离的一种方法。分馏出来的各种成分叫馏分。每一种馏分仍然是多种烃的混合物。溶剂油(C5~C8)25%75%实验室蒸馏石油(2)减压分馏:注意:石油的分馏属于物理变化。(1)常压分馏:重油易炭化结焦②石油的裂化与裂解(1)裂化:裂化目的:提高轻质
5、油特别是汽油的产量。类型:分为热裂化和催化裂化。加热、加压加热、加压加热、加压加热、加压例:在一定条件下,将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的过程。讨论:分别向KMnO4酸性溶液中加入直馏汽油和裂化汽油,现象如何?(2)裂解──深度裂化高温时,以石油分馏产品作原料,使长链烃断裂为各种短链气态烃和少量液态烃,以提供有机化工原料。石油裂解气的主要成分:乙烯、丙烯、丁二烯及甲烷、乙烷等。注意:石油的裂化与裂解属于化学变化。乙烯的产量是衡量一个国家石油化工发展水平的标志。讨论:下列物质中,不能用于萃取溴水中溴的物质是( )A、直馏汽油B、裂化汽油C、甲苯D、
6、酒精BD石油分馏裂解裂化产物为不同沸点范围的多种烃的混合物(馏分)产物为沸点较低的短链烃的混合物加热,低沸点的烃先汽化,经冷凝后又分离出来在一定条件下,将分子质量较大的烃断裂为相对分子量较小的烃的过程是一种深度的裂化石油分馏示意图25%产量提高(二)以煤、石油和天然气为原料生产合成材料1、合成材料:塑料、合成橡胶、合成纤维不饱和单体间通过加成反应相互结合生成高分子化合物的反应。(1)加聚反应(加成聚合)CH2CH2nnCH2=CH2催化剂聚合度链节单体聚合物CH2CH2CH2=CH2CH2CH2nn聚乙烯乙烯(二)以煤、石油和天然气为原料生产合成材料CCnHHHHClCH2CHnCl单
7、体CH2=CHClCCnHHH聚合物CH=CH2氯乙烯苯乙烯CH2CHn练习1:请写出下列物质经加聚反应得到的产物CH2=CHCOOHCH2=CHCH3CH3CH=CHCH3单体聚合物CH2CHnCH3COOCH3CH2=CHCOOCH3CH3有机玻璃CH2CH2CH2CHCH3n练习2:请写出下列高聚物的单体CH2=CHCH3CH2=CH2CH2CH2CH2CHCH2CHCHCH2CH3ClnCH2=CHClCH=CH2CH2=CH2CH2=
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