化學(xué)：《化學(xué)與資源開發(fā)利用 歸納與整理》課件1（92張PPT）（人教版選修2）

,歡迎進入化學(xué)課堂,高中化學(xué)新人教版選修2系列課件,化學(xué)與技術(shù),第二單元化學(xué)與資源開發(fā)利用,教學(xué)目標,1.知道化學(xué)在水處理中的應(yīng)用。2.了解化學(xué)在水污染處理中的具體應(yīng)用，認識化學(xué)與社會發(fā)展的關(guān)系；掌握氯堿工業(yè)、海水提溴、海水冶煉鎂的化學(xué)原理；了解海水的綜合利用，認識化學(xué)科學(xué)發(fā)展對自然資源利用的作用。.掌握煤、石油和天然氣等綜合利用中基本的化學(xué)原理。.通過調(diào)查討論煤、石油和天然氣等綜合利用的最新進展。.了解我國基本化工的生產(chǎn)資源、基本化工產(chǎn)品的主要種類和發(fā)展概況。,第一節(jié)獲取潔凈的水,第二章化學(xué)與資源開發(fā)利用,2、你認為水污染還有其它原因嗎？,討論,一、天然水的凈化,實驗：在一杯渾濁的黃河水中撒入一藥匙明礬粉末，觀察現(xiàn)象。寫出有關(guān)的離子方程式。,KAl（SO4）2=Al3+K+2SO42-Al3+3H2OAl(OH)3+3H+,分組實驗2-1,結(jié)論：綠礬凈水效果不如明礬,綠礬溶于水呈酸性，但堿性條件下更易氧化，使用時將PH調(diào)至9，變成效果更好的三價鐵離子,水中呈膠體狀態(tài)的污染物質(zhì)，通常都帶有負電荷，若向水中投加帶相反電荷的電解質(zhì)（混凝劑），可是污水中的膠體顆粒失去穩(wěn)定性，并在分子引力作用下凝聚成大顆粒而下沉。通過混凝法可除去污水中細分散固體顆粒、乳狀油及膠狀物質(zhì)。目前常用的混凝劑有：明礬、堿式氯化鋁、鐵鹽等。注意：含鋁混凝劑處理飲用水的安全性。,硬水和軟水,硬水溶有較多量的鈣離子，鎂離子的水。如礦泉水，自來水，以及自然界中的地面水和地下水等。軟水只溶有少量或者不含鈣離子，鎂離子的水。如雨水，雪水，純凈水等。,礦泉水和蒸餾水有什么區(qū)別？,1實驗,2、化學(xué)軟化,硬度,硬度,最初硬度是指水能溶解肥皂的程度,現(xiàn)在主要指水中含鈣離子鎂離子的濃度,硬度定義1升水中含有10mmgCaO或者相當于10mmgCaO)稱為1度（1。),硬度的種類,暫時硬度,CaCO3+H2O+CO2=Ca(HCO3)2,定義：由Ca（HCO3)2和Mg（HCO3)2引起的硬度,桂林地區(qū)有很多的溶洞，是怎么形成的？溶洞中和附近的水有什么特點？,煮沸暫時硬水時的反應(yīng)：,請翻看書后的溶解度附表，說出CaCO3和MgCO3溶解度的差別。,CaCO3不溶，MgCO3微溶,所以碳酸鎂在進一步加熱的條件下還可以與水反應(yīng)生成更難溶的氫氧化鎂。,實驗二,所以水垢的主要成分是CaCO3和Mg(OH)2，可以用稀鹽酸洗，但是為了防止腐蝕設(shè)備，需要加入合適的緩蝕劑。,永久硬度,？思考：鈣和鎂形成的可溶性鹽還有哪些？,還有：硫酸鈣硫酸鎂氯化鈣硝酸鈣硝酸鎂,？思考：可以也象暫時硬水那樣煮沸消除嗎？提示：用反證法思考比如說：假如氯化鎂加熱煮沸能反應(yīng)的話，生成什么物質(zhì)？可能嗎？,定義：由鈣鎂硫酸鹽和氯化物引起的，不能用煮沸法消除的硬度叫做永久硬度。,水的硬度,看課本：水中有哪些陰離子？哪些陽離子？,水的硬度往往是暫時硬度和永久硬度的總和。,陰離子有：HCO3-，CO32-，Cl-，SO42-，NO3-等陽離子有：Ca2+,Mg2+等,硬水和軟水硬水：硬度大于8度的水軟水：硬度小于8度的水自然界中只有雨水、雪水這樣的結(jié)晶水才是純軟水。,蒸餾水暫時硬水永久硬水,煮沸,蒸餾水和永久硬水,暫時硬水,永久硬水,肥皂水,蒸餾水,你還能想出其他方法來嗎？,題3,3.有一最硬水，硬度是由碳酸氫鎂引起的，測定硬度為30度。取一升這種水，常壓下加熱蒸發(fā)，最后得到殘渣多少克？,【分析】硬度的計算是把鎂離子折算成氧化鈣，只含有碳酸氫鎂的暫時硬水加熱煮沸，最后得到的殘渣是氫氧化鎂。,所以：水中相當于含有鈣離子的質(zhì)量：m=30度*10毫克/度=300毫克鈣離子看成是以氧化鈣的形式，所以鈣離子的物質(zhì)的量為n=300/56毫摩爾一個鈣離子由一個鎂離子折算得到，所以n鎂離子=n鈣離子=300/56毫摩爾=0.3/56摩爾最后鎂離子轉(zhuǎn)化為氫氧化鎂，質(zhì)量為：0.32/56*58=0.31克,返回,硬水的危害,硬水與人體健康,長期飲用硬度過高的水對人體健康不利高硬度水中與結(jié)合SO有苦澀味，還會使人的腸胃功能紊亂，出現(xiàn)站是性的腹脹，排氣多，腹瀉等現(xiàn)象。久居南方的人初到北方，開始一段時間會出現(xiàn)“水土不服”的現(xiàn)象，是因為北方不少地方飲用硬度比較高的地下水，而時間長了，胃腸逐漸適應(yīng)后，這種現(xiàn)象就會隨之消失。,那么硬水毫無是處了嗎？,不對，否則怎么會有那么多的人要買礦泉水喝呢？,原來鈣和鎂都是生命必需元素中的宏量金屬元素科學(xué)和醫(yī)學(xué)家們還調(diào)查發(fā)現(xiàn)，人的某些心血管疾病，如高血壓和動脈硬化性心臟病的死亡率，與飲水的硬度成反比，水質(zhì)硬度低，死亡率反而高。長期飲用過硬或者過軟的水都不利與人體健康。我國規(guī)定：飲用水的硬度不得超過25度,硬水對我們的生產(chǎn)和生活也有很大的危害洗滌浪費肥皂鍋爐結(jié)成水垢，危害生產(chǎn)所以，我們必須將硬水進行軟化。那么，就讓我們接著學(xué)習(xí)硬水軟化的方法吧！,返回,硬水軟化的方法,煮沸法離子交換法石灰-純堿法其他方法,煮沸法(復(fù)習(xí)),煮沸暫時硬水時的反應(yīng)：,僅僅適用于軟化硬水,暫時性,離子交換法,碳質(zhì)離子交換劑離子交換樹脂磺化煤（黑色顆粒，不溶于酸堿）,碳質(zhì)離子交換劑：磺化煤NaR煙煤和褐煤用發(fā)煙硫或濃硫酸處理后的產(chǎn)物鈉離子可以交換水中的鈣鎂離子,交換,交換：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+,交換過程,離子交換柱,返回,交換過程,返回,再生,交換并非是無止境的。當交換后的水不再符合軟水的標準時，磺化煤就失效了，需要,再生：用810的食鹽水浸泡磺化煤交換劑。CaR2+2Na=2NaR+Ca2+MgR2+2Na+2NaR+Mg2+,再生過程是交換過程的逆過程。,水質(zhì)變化,思考回憶：經(jīng)過離子交換的水，水質(zhì)有什么變化？,交換：2NaR+Ca2+=CaR2+2Na2NaR+Mg2+=MgR2+2Na+,水質(zhì)變化：原水硬度降低陰離子基本不變鈉離子數(shù)目大大增加,磺化煤缺點：不耐熱，交換容量小，再生劑消耗大。交換容量和原水硬度以及再生水平有關(guān)，影響因素較多。,優(yōu)點：質(zhì)量高，占地小，設(shè)備簡單，操作方便。,性狀：透明或半透明，顏色有黃色，白色等，形狀有交換膜，球狀，柱狀等,用途：純水制?。℉型OH型）硬水軟化，原料提純，有機合成等。,缺點：原水硬度和堿度高時，經(jīng)濟效益不好。,返回,離子交換樹脂,石灰純堿法,工業(yè)上也用化學(xué)藥劑來軟化硬水。CaO白色粉末CaO+H2O=Ca(OH)2(避免灰塵污染),想想還有哪些可能發(fā)生的反應(yīng)？,家用簡易凈水器,課外探索,1、了解家用簡易凈水器的工作原理。,2、利用濾紙、木炭粉、細沙、沙礫、碎石、棉花等物品制作簡易過濾器。,每一層分別放上：濾紙、木炭粉、細沙、沙礫、碎石、棉花等,第二節(jié)獲取潔凈的水,第二章化學(xué)與資源開發(fā)利用,課題2海水資源的綜合利用,第一課時,浩瀚的海洋是個巨大的資源寶庫，它不僅孕育著無數(shù)的生命，還孕育著豐富的礦產(chǎn)，而海水本身含有大量的化學(xué)物質(zhì)，又是寶貴的化學(xué)資源,海水中儲有大量的化學(xué)物質(zhì)，儲量可觀的就有80多種化學(xué)元素，其中70多種可以被人類提取利用，海洋是地球上最大的礦產(chǎn)資源庫。全世界每年都要從海洋中提取大量的食鹽、鎂、溴、碘、鉀等有用物質(zhì)，海水素有“液體工業(yè)原料”之美譽。,一、海水中鹽的開發(fā)與利用,結(jié)晶池,蒸發(fā)池,鹽是人類日常生活中的必需品，也是很多工業(yè)部門的原料之一，而海鹽又是鹽的主要來源之一。海水制鹽的方法主要有三種，即：鹽田法、電滲析法和冷凍法。鹽田法歷史最悠久，而且也是最簡便和經(jīng)濟有效的方法，現(xiàn)在還在廣泛采用。,2、食鹽資源的利用,氯堿工業(yè),以食鹽為原料制取NaOHCl2H2再進一步生產(chǎn)一系列的化工產(chǎn)品的工業(yè),動手、動腦：分析圖2-9所示實驗，溶液中離子的運動，兩極的電極反應(yīng)式,（1）電解飽和食鹽水反應(yīng)原理,陰極：陽極：總反應(yīng)：,2H+2e-=H2,2Cl-2e-=Cl2,思考？上述裝置的弱點：,1.H2和Cl2混合不安全2.Cl2會和NaOH反應(yīng)，會使得到的NaOH不純,1離子交換膜電解槽的簡單構(gòu)造如何?2離子交換膜的作用是什么?3工業(yè)制堿的簡單生產(chǎn)流程怎樣?,思考：,(2)離子交換膜法制燒堿,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡鹽水,NaOH溶液,精制飽和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,離子交換膜,1、生產(chǎn)設(shè)備名稱：離子交換膜電解槽陽極：金屬鈦網(wǎng)(涂鈦釕氧化物)陰極：碳鋼網(wǎng)(有鎳涂層)陽離子交換膜：只允許陽離子通過，把電解槽隔成陰極室和陽極室。2、離子交換膜的作用：(1)防止氯氣和氫氣混合而引起爆炸(2)避免氯氣與氫氧化鈉反應(yīng)生成次氯酸鈉影響氫氧化鈉的產(chǎn)量,(3)生產(chǎn)流程,1用什么方法除去泥沙？2用什么試劑除去Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-？3所用試劑只有過量才能除凈這些雜質(zhì)，你能設(shè)計一個合理的順序逐一除雜嗎？,思考：,粗鹽水（Ca2+、Mg2+、Fe3+、SO42-）,Ba2+SO42-=BaSO4,Ca2+、Mg2+、Fe3+、Ba2+,BaSO4,Ca2+CO32-=CaCO3Ba2+CO32-=BaCO3,CaCO3BaCO3,Mg2+、Fe3+、CO32-,Mg2+2OH-=Mg(OH)2Fe3+3OH-=Fe(OH)3,Fe(OH)3Mg(OH)2,OH-、CO32-,精制食鹽水,電解食鹽水思考：,（1）以惰性材料作電極，電解滴有幾滴酚酞的飽和食鹽水，觀察實驗現(xiàn)象？（2）以活性材料作電極，電解滴有幾滴酚酞的飽和食鹽水，觀察實驗現(xiàn)象？由此可得出什么結(jié)論？,活性材料作電極陰極上，陽離子的放電順序同惰性電極陽極上，電極材料的溶解,氯堿工業(yè),飽和食鹽水,氫氣,氯氣,氫氧化鈉,鹽酸,漂白劑,冶煉金屬等,合成農(nóng)藥等,造紙、玻璃、肥皂、紡織等,課題2海水資源的綜合利用,第二課時,電解飽和食鹽水反應(yīng)原理,陰極：陽極：總反應(yīng)：,2H+2e-=H2,2Cl-2e-=Cl2,復(fù)習(xí)：,Cl2,Cl2,Cl,H2,H+,OH,淡鹽水,NaOH溶液,精制飽和NaCl溶液,H2O（含少量NaOH）,離子交換膜,復(fù)習(xí)：,1、氧化工業(yè)上從海水中提取溴時，首先通氯氣于pH為3.5左右曬鹽后留下苦鹵(富含Br-離子)中置換出Br2。,二、海水提溴,Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,2、吹出然后用空氣把Br2吹出，再用Na2C03溶液吸收，即得較濃的NaBr和NaBrO3溶液：3CO32-+3Br2=5Br-+BrO33-+3CO2最后，用硫酸將溶液酸化，Br2即從溶液中游離出來：5Br-+BrO33-+6H+=3Br2+3H2O,3、吸收用還原劑二氧化硫使溴單質(zhì)變?yōu)镠Br，再用氯氣將其氧化成溴產(chǎn)品。,Br2+SO2+2H2O=2HBr+H2SO4,Cl2+2Br-=Br2+2Cl-,思考：海水是一種混合溶液，其中主要含有哪些離子？,Cl-Na+Mg2+Ca2+SO42-,結(jié)合海水資源的特點，我們從海水中提取鎂到底有沒有實際意義？在提取過程中又可能會面臨怎樣的困難？,三、海水提鎂,思考：,、如何實現(xiàn)Mg2+的富集和分離？,可以加入一種試劑使Mg2+沉淀,、是不是直接往海水中加沉淀劑？,不是，因為海水中的Mg2+的濃度很小，直接加沉淀劑不利于Mg2+的沉淀，而且會增大沉淀劑的用量，我們可以先將海水濃縮，再加沉淀劑,、從綜合角度考慮選用哪種試劑作沉淀劑好？,Ca(OH)2,思考：如何由貝殼制得氫氧化鈣？,貝殼(CaCO3),CaO,Ca(OH)2,、從沉淀效果看，澄清石灰水比氫氧化鈉效果差得多，如何解決這一矛盾？,、如何制得無水MgCl2？,、由MgCl2到Mg究竟用還原法還是電解法好？,思考：,用石灰乳代替石灰水,先加鹽酸反應(yīng)，再濃縮得MgCl26H2O晶體，然后再將MgCl26H2O晶體在HCl氣氛中加熱脫水即可得無水MgCl2,由于鎂本身比較活潑，用還原法比較困難，工業(yè)上常使用電解熔融的氯化鎂得到鎂,、請設(shè)計由Mg(OH)2到Mg的可能途徑。,CaO,Mg(OH)2,MgCl26H2O,MgCl2,Mg,Mg(OH)2+2HCl=MgCl2+2H2O,思考：電解產(chǎn)生的Cl2怎么處理？,探究一：取一小段除去氧化膜的鎂條投入盛有一定量稀鹽酸的試管中；現(xiàn)象：結(jié)論或化學(xué)方程式：,鎂條逐漸溶解，有大量氣體產(chǎn)生,Mg+2HCl=MgCl2+H2,探究二：取一小段除去氧化膜的鎂條投入滴有酚酞的水中；現(xiàn)象：結(jié)論或化學(xué)方程式：,有氣體產(chǎn)生，滴有酚酞的水溶液變紅(但比鈉與水反應(yīng)緩和得多）,探究三：取一根除去氧化膜的鎂條，點燃后插入充滿CO2的的集氣瓶中?，F(xiàn)象：結(jié)論或化學(xué)方程式：,燃著的鎂條在CO2中繼續(xù)燃燒，發(fā)出耀眼的白光，生成白色固體，在集氣瓶的內(nèi)壁有黑色固體附著,四、Mg條與氮氣的反應(yīng),1、海水中含的MgCl2是Mg的重要來源之一,從海水中提鎂，可按如下步驟進行：（1）將貝殼制成石灰乳（）在引入的海水中加入石灰乳、沉降、過濾、洗滌沉淀物（）將沉淀物與鹽酸反應(yīng)、結(jié)晶、過濾、干燥產(chǎn)物（）將產(chǎn)物熔融后電解關(guān)于提取鎂，下列說法中不正確的是（）、此法的優(yōu)點之一是原料來源豐富、進行（1）、（2）、（3）步的目的是從海水中提取MgCl2、第四步會產(chǎn)生氯氣D、以上過程中涉及到復(fù)分解反應(yīng)、化合反應(yīng)和置換反應(yīng),2、分析鎂在空氣中的燃燒產(chǎn)物，肯定不存在的物質(zhì)是（）A、CB、MgOC、MgCO3D、Mg3N2,C,小結(jié),、海水中的化學(xué)元素的存在與利用,、海水提鎂的工藝流程,、鎂的性質(zhì),、鎂的用途,四、從海水中提取重水,海水中溶存著80多種元素，其中不少元素可以提取利用，具有重要的開發(fā)價值。據(jù)計算，每立方千米海水中含有3750104t固體物質(zhì)，其中除氯化鈉約3000104t外，鎂約450104t，鉀、溴、碘、釷、鉬、鈾等元素也不少。,中國海域,鎂在海水中含量很高，僅次于氯和鈉，居第3位。,溴的濃度較高，平均為6710-3mL/L，地球上99以上的溴都儲存在海水里，故溴有“海洋元素”之稱。,碘在海水中的濃度只有0.0610-6，屬于微量元素。,鉀在海水中的總量為5001012t以上。海水中所含鉀的儲量遠遠超過鉀鹽礦物儲量。,鈾海水中的總量非常可觀，達45108t，相當于陸地儲量的4500倍。,一噸海水中所含重水的核聚變反應(yīng)，可釋放出相當于256t石油燃燒所產(chǎn)生的能量。,重水核聚變反應(yīng)可釋放出相當能量，海水中約有200108t重水。,提取,氘是氫的同位素。氘的原子核除包含一個質(zhì)子外，比氫多了一個中子。氘的化學(xué)性質(zhì)與氫一樣，但是一個氘原子比一個氫原子重一倍，所以叫做“重氫”。氫二氧一化合成水，重氫和氧化合成的水叫做“重水”。重水主要賦存于海水中，總量可達250億噸。重水現(xiàn)在已是核反應(yīng)堆運行不可缺少的輔助材料，也是制取氘的原料。,制備重水有兩種方法，蒸餾法：這種方法只能得到純度為92%的重水；電解法：可得99.7%的重水，但消耗電能特別大?；瘜W(xué)法：,重水可以通過多種方法生產(chǎn)。然而只有兩種方法已證明具有商業(yè)意義：水-硫化氫交換法（和氨-氫交換法。水-硫化氫交換法是基于在一系列塔內(nèi)（通過頂部冷和底部熱的方式操作）水和硫化氫之間氫與氘交換的一種方法。在此過程中，水向塔底流動，而硫化氫氣體從塔底向塔頂循環(huán)。使用一系列多孔塔板促進硫化氫氣體和水之間的混合。在低溫下氘向水中遷移，而在高溫下氘向硫化氫中遷移。氘被濃縮了的硫化氫氣體或水從第一級塔的熱段和冷段的接合處排出，并且在下一級塔中重復(fù)這一過程。最后一級的產(chǎn)品（氘濃縮至30%的水）送入一個蒸鎦單元以制備反應(yīng)堆級的重水（即99.75%的氧化氘）。,第三節(jié)石油、煤和天然氣的綜合利用,第二章化學(xué)與資源開發(fā)利用,必修2內(nèi)容：石油主要是由各種烷烴、環(huán)烷烴和環(huán)烷烴所組成的混合物。石油的大部分是液態(tài)烴，同時在液態(tài)烴里溶有少量的氣態(tài)烴和固態(tài)烴。石油主要含有碳和氫兩種元素，同時還含有少量的硫、氧、氮等元素。,思考與交流,石油煉制的目的是什么？,一方面是將石油中的混合物進行一定程度的分離使它們物盡其用；另一方面。將含碳原子數(shù)較多的烴轉(zhuǎn)變?yōu)楹荚訑?shù)較少的烴作為化工原料，以提高石油的利用價值。,汽油C5C11,煤油C11C16,柴油C15C18,常壓蒸餾塔,重油C20以上,減壓蒸餾塔,燃料油,瀝青,石蠟,潤滑油,催化裂化,石油氣C4以下,Liquidpetroleumgas,LPG,原油,石油通過分餾獲得的汽油、煤油、柴油等輕質(zhì)油的產(chǎn)量比較低，僅占石油總產(chǎn)量的25左右。但社會需求量大的正是這些輕質(zhì)油，為了提高輕質(zhì)油的產(chǎn)量，特別是提高汽油的產(chǎn)量，還可以采用裂化的方法從重油中獲取輕質(zhì)油。,裂化就是在一定的條件下，將相對分子質(zhì)量較大、沸點較高的烴斷裂為相對分子質(zhì)量較小、沸點較低的烴的過程。例如，在加熱、加壓和催化劑存在的條件下，十六烷裂化為辛烷和辛烯：,裂化有熱裂化和催化裂化。,熱裂化,催化裂化,目的:提高汽油的質(zhì)量和產(chǎn)量,目的:提高汽油的產(chǎn)量,缺點：溫度過高，發(fā)生結(jié)焦現(xiàn)象,催化劑：硅酸鋁，分子篩（鋁硅酸鹽）,實驗,為獲得有機化工的基本原料。在石油化工生產(chǎn)過程里，常用石油分餾產(chǎn)品（包括石油氣）作原料，采用比裂化更高的溫度（700800，有時甚至高達1000以上），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，以提供有機化工原料。工業(yè)上把這種方法叫做石油的裂解。所以說裂解就是深度裂化，以獲得短鏈不飽和烴為主要成分的石油加工過程。石油裂解的化學(xué)過程是比較復(fù)雜的，生成的裂解氣是一種復(fù)雜的混合氣體，它除了主要含有乙烯、丙烯、丁二烯等不飽和烴外，還含有甲烷、乙烷、氫氣、硫化氫等。裂解氣里烯烴含量比較高。因此，常把乙烯的產(chǎn)量作為衡量石油化工發(fā)展水平的標志。把裂解產(chǎn)物進行分離，就可以得到所需的多種原料。這些原料在合成纖維工業(yè)、塑料工業(yè)、橡膠工業(yè)等方面得到廣泛應(yīng)用。,閱讀,裂解,定義：使具有長鏈分子的烴在700度以上高溫時斷裂成短鏈的烴的過程叫裂解,目的：生產(chǎn)短鏈不飽和烴如工業(yè)“三烯”,乙烯的產(chǎn)量作為衡量石油化工發(fā)展水平的標志,用途：合成纖維，塑料，橡膠等,總結(jié),裂化、催化裂化、裂解的對比,歸納,思考與交流,結(jié)合在必修化學(xué)所學(xué)內(nèi)容，與同學(xué)交流：以乙烯為原料合成那些產(chǎn)品：體會乙烯在工業(yè)合成中的價值。,合成：乙醇、乙醛、乙酸、乙酸乙酯、氯乙烷、聚乙烯等等,學(xué)習(xí)第40頁第一自然段回答：天然氣的來源用途。,2、天然氣的利用合成氨所需的氫氣、制乙烯、制甲醇、合成液體燃料、,石油化工廠的景觀,二、煤的綜合利用,無煙煤,泥煤,褐煤,思考與交流,閱讀課本40頁第二段，說出煤的主要元素，目前煤的綜合利用方法。,煤除了主要含碳外還含有少量的S、P、N、H、O等元素以及無機礦物質(zhì)（主要有硅、鋁、鈣、鐵等元素）煤是有機物和無機物組成的復(fù)雜混合物,1、煤的干餾（）的過程叫煤的干餾。是一個（）過程。,把煤隔絕空氣加強熱使它分解,石油的分餾是物理變化、煤的干餾是化學(xué)變化過程。,化學(xué)變化,石油的分餾和煤的干餾的區(qū)別：,為了預(yù)防或減少煤燃料對環(huán)境和人體健康帶來的危害，近二三十年來，世界各國大力開展了對煤利用新技術(shù)的研究，其中主要包括對煤的液化和汽化技術(shù)。煤的汽化和液化就是使煤變成清潔能源的有效途徑，與此同時煤的燃燒效率等也得到提高,2、煤的汽化與液化,（1）汽化煤的汽化就是將煤中的有機物轉(zhuǎn)化為可燃性氣體的過程。煤汽化的主要化反應(yīng)是指碳和水蒸氣的反應(yīng)。C+H2O=COH2這是一個吸熱反應(yīng)，所需熱量一般都由同時進行的碳的燃燒反應(yīng)來提供。CO2=CO2碳燃燒時可以使用空氣，也可以使用氧氣，但得到的煤氣成分、熱值及用途都不同，分別叫低熱值氣和中熱值氣。中熱值氣在適當催化劑的作用下，又可以轉(zhuǎn)變成高熱值氣。即把中熱值煤氣里的CO和H2用催化劑合成甲烷。CO3H2CH4H2O,把煤粉和煤液化過程中產(chǎn)生的油跟氫氣混合，在高溫下經(jīng)催化劑催化，進行加氫解聚反應(yīng)，同時脫去硫、氮、氧等原子，生成固-液混合物的油、液化的煤以及含有未液化的煤和炭等固態(tài)物質(zhì)。經(jīng)過分離可以得到油，成為低氫、低硫的重質(zhì)液體燃料。,(2)液化煤的液化是將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料的過程。煤的液化可以分為直接和間接兩個途徑。,間接液化的氣化-液化法首先把煤氣化為H2、CO和CH4。用催化劑把氣態(tài)物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)。nCO2nH2(CH2)nnH2O2nCOnH2(CH2)nnCO2煤的液化是否能得到發(fā)展，決定于石油是否能滿足不斷增長的需要、煤跟石油的比價以及煤的液化技術(shù)的成熟程度。從世界范圍來看，由于石油價格的增長，液化技術(shù)的日臻成熟，煤液化工業(yè)的再度興起是可能的。對我國來說，目前汽油和煤的比價比國外更有利于發(fā)展以合成高級汽油為主要目的的煤的液化。在有煤地區(qū)發(fā)展煤的液化還是可以探索的。,碳化學(xué)是指以分子中只含一個碳原子的化合物如一氧化碳、二氧化碳、甲烷、甲醇等)為原料，用化工的方法制造一系列化工原料和燃料的化學(xué)。,2CO=2COC+H2O=COH2CO+H2O=CO2H2,高溫條件，天然氣重整：CH4H2O=CO3H2,煤汽化的主要反應(yīng)：,三、煤化工和天然氣化工的發(fā)展碳化學(xué),典型例題,例1：工業(yè)上合成氨的原料氣之一H2有一種來源是取自石油氣，如丙烷。（1）有人設(shè)計了以下反應(yīng)途徑（假設(shè)反應(yīng)都能進行），你認為最合理的是A、D、B、C、（2）按照所選反應(yīng)途徑，理論上用1mol丙烷最多可制得氨A、4molB、4.7molC、10molD、2.7mol,（3）所選反應(yīng)途徑最顯著的特點是A、簡單易行B、所得H2純度高C、所得H2產(chǎn)量高D、可獲得大量熱能,例2：如何用化學(xué)方法檢驗一瓶裂化汽油里是否含有甲苯、二甲苯等芳香烴？寫出實驗步驟。,取約5ml汽油，滴加溴水至溴水不褪色為止，再加入適量NaOH溶液除去剩余Br2，分液。取油層液體，滴加酸性KMnO4稀溶液，振蕩。若KMnO4溶液褪色，則說明含有苯的同系物（甲苯、二甲苯）。,例3：C8H18在一定條件下受熱裂化，可生成CH4、C2H6、C2H4、C3H6、C4H8五種混合氣體，此混合氣體的平均分子量為A、14B、57C、38D、無定值,作業(yè)P458、9,再見,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,同學(xué)們,來學(xué)校和回家的路上要注意安全,