九年级科学上册 第4章 有机物 3《煤、石油和天然气》教案 （新版）华东师大版-（新版）华东师大版初中九年级上册自然科学教案.doc

《煤、石油和天然气》
教学目的：
1.了解石油的分馏及其产品和用途，了解石油的裂化和裂解。
2.了解煤的干馏和综合利用。
3.了解煤化工和天然气化工的发展。
教学过程：
一、煤的综合利用：
1.煤的干馏：
（1）定义：煤的干馏，也叫煤的焦化，是指将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。
（2）煤干馏的产品及用途。
（3）工业上炼焦，就属于煤的干馏，其原理是将煤粉放在隔绝空气的炼焦炉中加热，煤粉受热分解得到焦炭、煤焦油、焦炉气（可燃烧）、粗氨水、和粗苯等。这些产物可用于生产化肥、塑料、合成橡胶、合成纤维、炸药、染料、医药等。
2.煤的气化和液化：
（1）煤的气化是指煤在特定的设备内，在一定温度及压力下使煤中有机质与气化剂（如蒸汽/空气或氧气等）发生一系列化学反应，将固体煤转化为含有CO、H2.CH4等可燃气体和CO2.N2等非可燃气体的过程。煤炭气化时，必须具备三个条件，即气化炉、气化剂、供给热量，三者缺一不可。
（2）煤的液化：煤的液化是把煤转化成液体燃料的过程，煤的液化分直接液化和间接液化。
①直接液化是把煤炭制成煤浆，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“合成石油”。主要产品有优质汽油、柴油、芳香烃和其他化工原料。副产品有液化石油气、硫磺和氨气等。
②间接液化是把煤炭在高温下与水蒸气作用气化，产生合成气CO、H2等，然后合成气通过催化合成得到性能优良的液态醇类、烃类等。间接液化的效率一般较低。
二、石油和天然气
1.石油的炼制和石油化工：
（1）认识石油：
形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的。
元素组成：C.H、S等。
物质组成：烷烃、环烷、芳香烃等，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。
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。
思考：石油是纯净物还是混合物？有无固定的沸点？
（2）原油：
从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油，还含有杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类。要炼制，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。
（3）石油的分馏：
工业上常用常压分馏和减压分馏的方法把不同沸点的产品分离出来，为了提高汽油产量，还可采用催化裂化的方法。
①常压分馏：将石油分成轻质油和重油。
常压分馏主要产品：轻质油：溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油等。
②减压分馏：将重油再进一步分成各种馏分。重油进行减压分馏的产物主要有：重柴油、润滑油、凡士林、石 蜡、沥青等。
思考：为什么要减压分馏？
师：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。
（4）石油的裂化和裂解：
①石油裂化有热裂化和催化裂化两种
热裂化：
目的：提高汽油的产量。
缺点：温度过高，发生结焦现象。
催化裂化：
目的：提高汽油的质量和产量
②裂解：即深度裂化，使长链烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等短链烃。
2.天然气的利用：
（1）天然气的来源
天然气又称油田气、石油气、石油伴生气。开采石油时，只有气体称为天然气；石油和石油气，这个石油气称为油田气或称石油伴生气。天然气的化学组成及其理化特性因地而异，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。无硫化氢时为无色无臭易燃易爆气体，密度多在0.6—0.8g/cm3，比空气轻。通常将含甲烷高于90%的称为干气，含甲烷低于90%的称为湿气。
（2）天然气的主要用途：
用作燃料；制造炭黑、合成氨、合成石油、甲醇和其他许多有机化合物的原料。
（3）天然气化工：
以天然气为原料的化学工业简称天然气化工。
其主要内容有：①天然气制碳黑；②天然气提取氦气；③天然气制氢；④天然气制氨；⑤天然气制甲醇；⑥天然气制乙炔；⑦天然气制氯甲烷；⑧天然气制四氯化碳；⑨天然气制硝基甲烷；⑩天然气制二硫化碳；天然气制乙烯；天然气制硫磺等。