第27讲 煤、石油和天然气的综合利用（学生版）-【帮课堂】2021-2022学年高一化学同步精品讲义（人教版2019必修第二册）

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一、煤的组成
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。
二、煤的综合利用
1．煤的干馏
煤的干馏是指将煤_______空气加强热使煤中的有机物分解的过程，是一个复杂的_______变化和_______
变化过程，工业上也叫煤的焦化。
煤的干馏可以得到煤焦油、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
2．煤的气化
将煤转化为可燃性气体，C(s)＋H2O(g)=====CO(g)＋H2(g)
第 27 讲 煤、石油和天然气的综合利用
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3．煤的液化
把煤转化成液体燃料的过程，分为直接液化和间接液化
（1）直接液化：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
（2）间接液化：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
三、石油的组成
1．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。
2．石油是一种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。
四、石油的综合利用
分馏 ①原理：利用原油中各组分沸点的不同进行分离
②产物：获得汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油（直馏汽油）
裂化
①原理：将含碳原子数较多、沸点较高的烃断裂为碳原子数较少、沸点较低的
烃的过程。如 C12H26
⃗
催化剂
加热、加压
C6H14 + C6H12
②产物：碳原子数较少、沸点较低的烃。
裂解
①原理：裂解就是深度裂化。
C8H18
⃗
催化剂
加热、加压
C4H10＋C4H8
C4H10
⃗
催化剂
加热、加压
C2H6＋C2H4
②产物：短链不饱和烃，如乙烯。
催化重整
①原理：在加热和催化剂的作用下，通过结构的重新调整，使链状烃转化为环
状烃。
②产物：环状烃，如苯和甲苯等。
五、天然气的组成及其综合利用
1．天然气的组成：天然气的主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫
化氢等。
2．天然气的综合利用
（1）天然气是一种清洁的化石燃料，可以直接用作燃料；
（2）重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇。
题型一：天然气及其综合利用
【变 1-1】煤、石油、天然气是人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料。下列关于它们综合利用
的叙述不正确的是
A．以煤、石油和天然气为主要原料生产的合成材料是塑料、合成橡胶、合成纤维
B．煤是工业上获得芳香烃的一种重要来源
C．石油的裂解是为了提高轻质油(例如汽油)的产量
D．天然气的主要成分是甲烷，属于不可再生资源
题型二：煤及其综合利用
【例 2】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(　　)
A．主要成分是硫 B．是可再生资源
C．燃烧只产生 SO2D．煤干馏可制得焦炭
【变 2-2】煤被誉为“工业的粮食”，下列关于煤的说法正确的是(　　)
A．煤中含有苯、甲苯、二甲苯等芳香烃
B．煤的液化是在高温时将固体煤熔化为液体煤
C．煤的气化在一定程度上实现了煤的高效、清洁利用
D．向煤中加入适量CaSO4，可大大减少燃烧产物中 SO2的量
【例 4】煤是一种常用燃料。由于煤燃烧产生的废气中含有 SO2、CO、NO2和NO 等多种有害气体和烟尘，
会对环境造成污染，因此需要对煤进行加工后再燃烧，或将废气净化后再排放。
(1)煤的气化和液化能提高煤的利用率，又能减少有害气体的排放。写出煤气化的主要反应的化学方程式：
__________________________________________________________________；
煤液化是________(填“物理”或“化学”)变化。
(2)煤的干馏是煤综合利用的重要途径。煤干馏时得到的固体产品是________，其用途是________________
________________________________________________________。
(3)将煤直接进行燃烧，造成环境污染的主要方面之一是形成硝酸型酸雨。写出有关物质转化为硝酸的化学
方程式：___________________________________________________________。
(4)向煤中添加生石灰是燃煤脱硫的一种方法，而且能变废为宝，用化学方程式表示反应原理：__________
____________________________________________________________________。
对点训练
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