8.1.2 煤、石油和天然气的综合利用 -（考点梳理）【考点精准练】2021-2022学年高一化学同步精品讲义（人教版2019必修第二册）（原卷版）

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8.1.2 煤、石油和天然气的综合利用
考点 1 煤的综合利用
1、煤的组成
(1)物质组成：有机物和少量无机物组成的复杂混合物
(2)元素组成：主要含碳元素，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素
2、煤的综合利用
(1)煤的干馏
① 概念：煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使煤中的有机物分解的过程，工业上也叫煤
的焦化
② 发生的变化：煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应，煤的干馏是一个复杂的物理
变化和化学变化过程
③煤干馏的产品及用途——煤焦油、焦炭、粗氨水、粗苯、焦炉气
干 馏 产 品 主 要 成 分 主 要 用 途
出炉煤气
焦炉气 氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳 气体燃料、化工原料
粗氨水 氨、铵盐 氮肥
粗苯 苯、甲苯、二甲苯 炸药、染料、医药、农药、 合成材
料
煤焦油
苯、甲苯、二甲苯
酚类、萘类 染料、医药、农药、合成材料
沥青 筑路材料、制碳素电极
焦 炭 炭 冶金、合成氨造气、电石、燃料
注意：
① 煤的干馏必须隔绝空气，目的是防止煤在空气中燃烧
② 煤的干馏能够减少燃烧污染，提高燃煤的热效率，且能从煤中提取有价值的化工原料
③ 煤的干馏过程中发生的主要是化学变化，而蒸馏的过程发生的是物理变化
④化学“三馏”的比较
名称 干馏 蒸馏 分馏
原理 隔绝空气、高温下使物
质分解
根据液态混合物中各组
分沸点不同进行分离 与蒸馏原理相同
产物 混合物 单一组分的纯净物 沸点相近的各组分组成的混合物
变化类型 化学变化 物理变化 物理变化
(2)煤的气化
① 概念：将煤转化为可燃性气体
② 主要反应：C(s)＋H2O(g)=====CO(g)＋H2(g)
③发生的变化：化学变化
(3)煤的液化
考点梳理
① 概念：把煤转化成液体燃料的过程
② 发生的变化：化学变化
③分类：直接液化和间接液化
a.直接液化：把煤炭制成煤浆，然后在高温、高压和催化剂条件下，使煤与氢气作用
生成液态碳氢化合物
即：煤＋H2―→液体燃料
b.间接液化：把煤炭在高温下与水蒸气作用气化，产生合成气 CO、H2等，然后在催化
剂作用下合成甲醇等
即：煤
⃗
气化
CO＋H2
⃗
催化剂
甲醇
考点 2 石油的综合利用
1、石油的形成及成分
(1)形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的
(2)元素组成 ：碳、氢、硫、氧、氮等
(3)物质组成：石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，主要是多种烷烃、环烷烃和芳香烃
等，一般石油不含烯烃，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
(4)物理性质：黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点
2、石油的炼制
石油炼制的 意
义
从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油叫做原油，还含有杂质成
分：水，氯化钙，氯化镁等盐类。原油含盐类、含水多，在炼制时要浪
费燃料，含水、含盐多会腐蚀设备。所以，原油必须先经脱水、脱盐等
处理过程才能进行炼制，其目的是将混合物进行一定程度的分离，使之
物尽其用，另一方面，将含碳原子较多的烃转变为含碳原子较少的烃，
做为基础有机化工原料
石油 炼制的 方
法分馏、裂化、裂解及催化重整
(1)石油的分馏
① 概念：利用原油中各种烃的沸点不同，逐步升温使烃气化，再经冷凝将烃分离成不同
沸点范围的产物的过程，石油分馏得到的各种馏分是混合物，分馏可得到汽油、煤油、
柴油等轻质油，此时得到的汽油叫直馏汽油
②设备：加热炉和分馏塔
③分类
常压分馏
原理 用蒸发和冷凝的方法将原油分成不同沸点范围的馏分
原料 原油
目的 获得以燃料油为主的不同石油产品
产品 石油气、汽油、煤油、柴油、重油
减压分馏
原理 通过减压降低重油的沸点，从重油中分离出不同沸点范围的馏分
原料 重 油
目的 获得以润滑油为主的不同石油产品
产品 柴油、燃料油、石蜡、沥青、润滑油
④为什么要减压分馏？若要将重油进一步分离，则要在更高的温度，而在高温下，高沸
点的烃会分解，更严重的是还会炭化结焦，损坏设备，影响正常生产。由于同一 种物
质，在不同的压强下，沸点不同。因为外界压强越大，物质沸点就越高；外界压强越
小，物质沸点就越低。因此要将重油进行减压分馏
(2)石油的裂化
① 概念：在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点
低的烃的过程
② 原料：重油
③目的：提高轻质油的产量，特别是提高汽油的产量，此时得到的汽油叫裂化汽油
④原理：C12H26
⃗
催化剂
加热、加压
C6H14＋C6H12
⑤方法：热裂化和催化裂化
a.热裂化的目的是提高汽油的产量；缺点是温度过高，发生结焦现象
b.催化裂化的目的是提高汽油的产量；使用的催化剂是硅酸铝、分子筛(铝硅酸盐)
(3)石油的裂解
① 概念：即深度裂化，在高温下，使具有长链分子的烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等各种
短链的气态烃和少量液态烃的过程
② 原料：含直链烷烃的石油分馏产品
③目的：获得乙烯、丙烯等短链气态不饱和烃
④裂解反应：C16H34
⃗
催化剂
加热、加压
C8H18＋C8H16 C8H18
⃗
催化剂
加热、加压
C4H10＋C4H8
C4H10
⃗
催化剂
加热、加压
CH4＋C3H6 C4H10
C2H6＋C2H4
(4)石油的催化重整
① 概念：石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环
状烃
② 目的：使链状烃转化为环状烃，获得芳香烃
③产品：苯或甲苯等化工原料
注意：
① 由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的混合物
② 直馏汽油和裂化汽油的成分不同，性质有明显的区别，直馏汽油的成分为饱和烃，裂
化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物，故裂化汽油可以发生加成反应，可使酸性高锰
酸钾溶液和溴水褪色
③分馏是物理变化，裂化、裂解和催化重整均为化学变化
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