人教版高中化学选修二教学讲义，复习补习资料（含知识讲解，巩固练习）：07石油、煤和天然气的综合利用(基础)

石油、煤和天然气的综合利用 【学习目标】 1、了解煤和石油综合利用的最新进展； 2、了解天然气综合利用的最新进展。 【要点梳理】 要点一、石油的炼制 1．石油的成分：石油所含的元素主要成分是碳和氢（碳、氢在石油中的质量分数平均为97%～98%），它主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃。 2．石油的炼制【 化学与资源开发利用#石油的炼制】 （1）石油的分馏 ①原理：石油是烃的混合物，因此没有固定的沸点。含碳原子数越少的烃，沸点越低。因此，在给石油加热时，低沸点的烃先汽化，经过冷凝液化后分离出来。随着温度的升高，较高混点的烃再汽化，经过冷凝液化后，又分离出来。这样不断地加热汽化和冷凝液化，就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。这种方法就是石油的分馏。分馏出来的各种成分叫做馏分。每一种馏分仍然是多种烃的混合物。 ②产品：石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油和重油。 ③石油分馏的实验： 仪器：蒸馏烧瓶、冷凝管、接液管、锥形瓶、温度计导管、温度计、酒精灯等。 实验装置： 实验操作： a．检查气密性。 b．加药品：将待蒸馏液通过玻璃漏斗小心倒入蒸馏烧瓶中。不要使液体从支管流出。加入几粒沸石，塞好带温度计的塞子。 c．加热：用水冷凝时，先打开冷凝水龙头缓缓通入冷水，然后开始加热。 d．观察沸点及收集馏分：用锥形瓶分别收集60～150℃和150～300℃时的馏分，就可以得到汽油和煤油。 实验注意事项： a．蒸馏瓶要干燥，装入原油体积不能超过容积的2／3； b．蒸馏瓶内加入碎瓷片或沸石以防暴沸； c．温度计水银球的位置应在蒸馏瓶的支管口下缘处； d．从冷凝管下端进水口通入冷水，从上端出水口流出。 （2）石油的裂化 ①原理：裂化就是在一定的条件下，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。在催化作用下进行的裂化，又叫做催化裂化。例如C16H34C8H18+C8H16。 ②原料：石油分馏产品。 ③目的：为了提高汽油等轻质液体燃料的产量和质量。 ④产品：各种轻质液体燃料。 （3）裂解 ①原理：以比裂化更高的温度，使石油分馏产品（包括石油气）中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等气态短链烃。例如C8H18C4H10+C4H8，C4H10C2H6+C2H4，C4H10CH4+C3H6，C4H8 2C2H4。 ②原料：各种石油分馏产品。 ③目的：获得乙烯、丙烯、丁二烯等化工原料。 ④产品：乙烯、丙烯、丁二烯。 要点诠释：列表比较石油炼制加工的重要手段 分馏 催化裂化 裂解 原料 原油 重油 石油分馏产物 原理 利用各成分的沸点的不同，通过不断地加热和汽化、冷凝，将石油分成各种沸点范围的馏分 在加压、加热和有催化剂存在下，使相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂成相对分子质量较小、沸点较低的烃 采用比裂化更高的温度使长链烃断裂为气态链烃 目的 从石油中分离出汽油、煤油等各种有用成分 提高汽油等轻质油的质量和产量 主要是为了获得乙烯等烯烃 变化 物理变化 化学变化 化学变化 主要 产品 汽油（C5～C12）、煤油（C12～C16）、柴油（C15～C18）、润滑油、重油 轻质油（主要是汽油） 乙烯、丙烯、丁二烯等 要点二、天然气的利用 1．制备合成氨的原料气氢气：CH4+H2OCO+3H2，CH4+2H2OCO2+4H2。 2．制乙烯。 3．制甲醇。 4．合成液体燃料 要点三、煤的综合利用 1．煤的干馏【 化学与资源开发利用#煤的干馏】 （1）概念：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程，叫做煤的干馏。 （2）煤干馏的产物：煤经过干馏能生产出焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等。 焦炉气的主要成分是氢气和甲烷，其中混有很少量的一氧化碳、二氧化碳、乙烯、氮气和其他气体。 要点诠释：煤的干馏主要产品及用途 干馏产品 主要成分 主要用 ... ...