化学高中二年级第二学期11-P26-46VIP专享VIP免费

2611.3煤化工和乙炔(COALCHEMICALINDUSTRYANDACETYLENE)煤和煤化工图11.33煤的形成煤是一种矿物燃料，煤在国民经济建设和日常生活中占有重要的地位。在人类历史上，蒸汽机的发明推动了产业革命，而煤逐渐成为了主要能源。煤是由远古时代植物经过漫长复杂的变化而转变成的固体可燃物。它是由有机物、无机物所组成的复杂混合物。主要组成元素是碳，此外还含有少量的氢、氮、硫、氧以及微量的硅、铝、钙、铁等元素。煤的分布煤资源分布在世界各地，但比较集中地分布在北纬30°以上地区。预测储量：苏联居首位，美国次之，我国居第三位。三者之和占全球煤资源的90%。【资料库】表11.5无烟煤的化学组成元素CHONS质量分数（%）85.05.07.60.71.727煤是非再生能源，又是宝贵的资源。煤作为燃料燃烧时只利用了其价值的一部分，同时，燃烧产生的二氧化硫和氮氧化物对环境会造成严重污染。合理开采和综合利用煤资源需要解决的问题是如何使煤转化为清洁的能源，如何提取和分离煤中所含的宝贵的化工原料。煤的综合利用有煤的气化、煤的干馏和煤的液化等。煤的气化是让煤在氧气不足的情况下部分氧化，使煤中的有机物转化为氢气、甲烷和一氧化碳等气体物质。气体燃料可作为城市的管道煤气，同时经分离提纯后可得到重要的化工原料。煤的干馏是把煤隔绝空气加强热使它分解。煤经过干馏能生产出焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等。焦炭可用于冶金、电石、合成氨造气、燃料等。煤焦油可以通过分馏制得重要的化工原料。焦炉气的重要成分是氢气、甲烷，其中混有少量的一氧化碳、二氧化碳、乙烯等其他气体。【资料库】煤的形成按生物演化过程，地球的历史可分为古生代、中生代和新生代三大时期。气候温湿、植物茂盛始于古生代中期，距今有3亿年之久。科学家们提出的现代成煤理论认为煤化过程是：植物→泥炭(腐蚀泥)→褐煤→烟煤→无烟煤。图11.34煤化工生产图11.35煤化工产品煤的干馏把烟煤粉放在铁管（或瓷管或硬质试管）里隔绝空气加热，观察U形管里发生的变化，并点燃U形管管口的气体。实验现象：＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。图11.36煤的干馏课堂实验28矿石燃料能用多少年20世纪60年代以前，煤是世界上最重要的能源，但后来石油的比重越来越大，发达国家的能源消耗以石油为主，而发展中国家仍以煤为主要能源。矿石燃料的资源有限，按目前能耗水平，地球上煤的开采只能维持约200年，而石油和天然气只能维持50年左右，许多发达国家早已开始充分利用水力资源和其他新能源。拓展视野从导电高分子说起2000年诺贝尔化学奖表彰的研究成果是发现了有机高聚物可以导电。科学家将聚乙炔（polyacetylene）用碘或溴掺杂以后，聚乙炔的电导率提高了7个数量级，从而改变了塑料不导电的观念，开发了有机高分子导电材料。煤磨成煤粉后和一些燃料油混合在催化剂作用下加氢，得到的液化产物叫做人造石油。我国的煤炭资源极为丰富，总储量居世界第三位。我国又是世界上最大的耗煤国家，在能源结构中煤炭占70%，而且煤的利用率还需提高。因此煤的综合利用是十分重要的问题。在煤的开发和利用过程中，要合理处理“废气”、“废水”和“废渣”，做到减少污染，保护环境。表11.6我国煤、石油、天然气储量的世界排位（2006年）比项煤石油天然气探明储量1.145×1011t2.2×109t7.554×1011m3排位第3位第12位第3位29化学史话2000年化学诺贝尔奖的贡献与启示长期以来，塑料以其良好的绝缘性能广泛用于电器工业。随着科学的发展，人们发现有机聚合物不仅可作绝缘体，也可以作为导电体。2000年化学诺贝尔奖得主是日本化学家白川英树（HidekiShirakawa,1936—）、美国化学家麦克迪尔米德（AlanMacDiarmid,1927—）和美国物理学家黑格（AlanHeeger,1936—）。白川英树的研究生因催化剂加得太多而无意中合成出了前人没有制得的具有金属光泽的薄膜状聚乙炔，这三位科学家联合进行研究，发现用碘或溴蒸气处理（掺杂）过的聚乙炔，电导率提高了7至9个数量级，显示出接近金属的电导率。这一发现改变了塑料不导电的观点，成功开发了导电性高分子材料，为各种光、电材料、薄型轻...