第二节　资源综合利用　环境保护优秀公开课教案

星期

三

课题

教 案

第 1 课时

课型 新授课

2018 年 5 月 30日 第二节

资源综合利用 环境保护

一、知识与技能

1.认识煤、石油、天然气是人类能源的主要来源。

2.掌握煤的干馏、液化、气化的原理及利用。

3.掌握石油的组成及石油的综合利用的方式。

4.认识化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。

二、过程与方法

1.通过课前预习，了解社会调查和查阅相关资料的方法。

2.在自主阅读及分析归纳的过程中，培养学生的自主学习能力。

3.通过课堂视频及图片的观察及资料阅读的活动，培养学生的实验观察能力、分析问题及解决问题的能力。

三、情感态度与价值观

1.

唤醒学生关心科学、研究科学和探索科学的意识，体会化学学科知识的重要性。

2.树立学生对社会的关注意识，激发学生学习化学的兴趣，培养学生保护环境，解决能源危机的社会责任感。

学生在初中已经初步认识并学习了煤、石油、天然气是常见的三大化石燃料，知道了它们的形成过程及组成，进而深刻体会到化石燃料不仅是不可再生资源，而且直接利用可能会造成环境问题。同时，在上一章中，学生已经学习了甲烷及来自石油和煤的两种基本化工原料——乙烯和苯，对于化石燃料使用过程中的利与弊也有了一定程度的认识。但对于化石燃料综合利用的方式还很陌生，需要在课堂中借助多媒体视频，丰富他们的感性认识，引导学生在交流讨论、合作探究的过程中，逐渐由感性认识上升到理性认识，进而突出重点、突破难点。从心理特征上来看，高一的学生思维活跃，对事物的探究欲很强，喜欢思考，乐于交流，并处于逻辑思维能力发展的关键时期，需要通过设计丰富的课堂活动，增强他们参与课堂的兴趣，进而实现由“要我学”到“我要学的”转变。

化石燃料对人类的重要 煤、石油、天然气的综合利用难性、化石燃料的综合利用、方法。

点增强环保意识。

教学目标多媒体展示法，启发指导教学

法，讲授法，谈话法

方法

教学手段

一、创设情境，新课导入

学情分析重点合作探究法，讨论法，自主阅读学法

法 指导

多媒体视频及图片演示

备注

播放视频《煤、石油、天然气——潘多拉的盒子》，提问：通过观看视频，你获得了哪些信息？

讲述：从视频中可以看出，煤、石油、天然气是当今人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料，如乙烯和苯就是从石油和煤中提取出来的。这三种能源是古代生物的遗骸埋在地下，经过长期复杂的物理化学变化而形成的，因而也叫做化石燃料，是不可再生能源。这节课我们要学习探讨如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染。引出课题。

二、合作讨论，探究新知

(一)、煤的组成及其综合利用

1．

煤的组成

从宏观上来看，煤是由有机物和少量的无机物（无机盐等）组成的复杂混合物。

从组成元素上看，煤主要含C元素，还含有少量的H、O、N、S等元素。

分析：通过煤的组成，思考煤燃烧后的产物都有哪些？会对环境产生怎样的影响？

2．煤的综合利用

煤的综合利用的途径主要有：煤的干馏、煤的液化和气化。

目的：获得洁净的燃料和多种化工原料，提高煤的燃烧效率。

[演示实验1]煤的干馏

学生通过观察，得出：煤、石油、天然气是当今人类使用的主要能源。

播放视频《煤的组成和综合利用》，学生小组讨论，归纳总结煤的组成及煤的综合利用方式。

学生认识到煤是不可再生资源，并且直接利用会对环境造成污染，因而认识到煤综合利用的意义。

实验现象：发出淡蓝色火焰，U型管中有淡黄色液体。

图1 煤的干馏实验装置图

（1）煤的干馏

原理：煤的干馏是指将煤隔绝空气加高温使之分解的过程。

产物：焦炉气、煤焦油、焦炭、粗氨水、粗苯等。其中焦炉气中的成分：氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳。

物质变化：化学反应。

从煤干馏产物中可获得重要的化工原料，如氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳、苯、甲苯、二甲苯、萘、酚类等。

（2）煤的气化

原理：将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。

主要反应为：

 CO(g)+H2(g) C (s)+H2O(g) 这是一个吸热反应，所需热量一般都由同时进行的碳的燃烧反应来提供。

C＋O2 ===CO2+热量

一氧化碳和氢气，在适当催化剂的作用下，可以合成得到甲烷。

CO＋3H2

→CH4＋H2O+热

利用焦炉煤气生产煤气，也是目前最便宜的方法。

（3）煤的液化

原理：在一定条件下，将煤转化为液体燃料的过程。

煤的直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。

煤的间接液化：先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇等。

CO + 2H2 CH3OH （二）石油的组成及其综合利用

石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物。

从元素组成上来看：主要含碳、氢元素，还有少量的硫、氧、氮等元素。

从组成物质上来看：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物，还有少量的水分、盐分等杂质。

【演示实验2】石油的分馏

高温

图2 石油的分馏实验装置图

1．石油的分馏

原理：利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。

设备：石油分馏塔。

产品：汽油、煤油、柴油等轻质油及重油。

思考：干馏、分馏和蒸馏的区别是什么？

干馏是固态物质隔绝空气加强热发生分解反应的过程，属于化学反应。

蒸馏是蒸馏是将液态混合物加热到沸腾变成蒸汽，再冷凝成液体的过程（不需要隔绝空气情况下）。属于物理变化。

学生归纳总结：煤的综合利用方法一般有三种：干馏、气化和液化，并且都是化学变化。

播放视频《石油的组成和综合利用》，学生小组讨论，归纳总结石油的组成及石油的综合利用方式。

分析：温度在60~150℃时，锥形瓶收集到汽油；温度在170℃~300℃时，锥形瓶中收集到煤油。

讲述：碎瓷片作用——防暴沸。

冷凝水的流向：下进上出。

分馏是分离提纯沸点相近的混合液体的一种方法，它实质上就是多次蒸馏。属于物理变化。

2．石油的催化裂化

原理：在催化剂作用下，将含碳原子较多、沸点较高的烃（重油或石蜡油）断裂为含碳原子较少、沸点较低的烃等。

目的：提高轻质油的产量和质量。如：

催化剂

C16H34

C8H18+C8H16

加热、加压

分析石油裂化的规律：

反应规律。

石油裂化的产品再经过进一步裂解，可以获得很多重要的化工原料。

3．石油的裂解——深度的裂化

目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。

例如：

思考：石油的裂催化剂化和裂解的区别C8H18

C4H10+ C4H8

加热、加压和联系是什么？

催化剂

C4H10

C2H6+C2H4

加热、加压

催化剂

C4H10

CH4+C3H8

加热、加压

4．石油的催化重整

原理：将石油中链状烃重新调整结构转化为环状烃。

如苯、甲苯等重要的化工基本原料。

5、小结——石油的组成和综合利用、

学生归纳总结石油的组成和综合利用。

（三）、天然气的组成及其综合利用

播放视频《天然1、天然气主要成分是甲烷。

气的组成和综合2、天然气是一种清洁燃料，可以直接用作燃料。

利用》，归纳天

然气的组成和综合利用方式。

（四）以煤、石油和天然气为原料生产合成材料

高分子化合物有天然的，如蛋白质、纤维素、淀粉等，也有人展示几种塑料和工合成的，如聚乙烯、聚丙烯等。

合成纤维在生活化石燃料的产品——三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。

中应用的图片，三、运用新知，实战演练

感受合成材料的1．下列有关煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(

) 广泛应用。

A．石油裂解得到的汽油是纯净物

B．石油产品都可用于加成反应

C．天然气是一种清洁的化石燃料

学生以小组为单D．煤就是碳，属于单质

位，抢答完成实2．下列转化不属于煤或石油的综合利用的是(

) 战演练的习题。

A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭

B．在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料

C．将煤变为煤饼作燃料

D．将石油裂解制得乙烯等化工原料

四、畅谈收获，课堂小结

1、通过资源的综合利用的学习，你有哪些收获呢？

学生归纳总结本2、煤和石油的组成是什么？它们分别有哪些综合利用的方法？原理节课收获。

3、天然气更是一种重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇及分子内含两个或两个以上碳原子的其他有机化合物。

[课外资料]关于甲烷水合物的介绍

甲烷水合物被认为是21世纪新型洁净的能源，它是由甲烷和水在高压和低温（0～10℃）条件下合成的一种固态结晶物质，多呈白色或浅灰色，外貌类似冰雪，可以被点燃，故也叫“可燃冰”。可表示为CH4•H2O,甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。 但是储量巨大的甲烷水合物的分解和释放，可能会诱发海底地质灾害，还会加重温室效应。目前，甲烷水合物已经成为关注和研究的重要领域，并取得了多项进展。

是什么？你还有哪些疑问？

第二节

资源的综合利用

环境保护

板书设计一、煤的组成和综合利用

二、石油的组成和综合利用

三、天然气的组成和综合利用

1、主要成分：甲烷

2、综合利用：清洁燃料和化工原料。

四、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料

作

1、下图是实验室干馏煤的装置图，根据图回答下列问题。

业布置(1)指出图中各仪器的名称：

b：____________，c：____________，d：____________。

(2)装置c的作用：

________________________________________________________________________，

有机物可通过____________的方法使其中的重要成分分离出来。

(3)e处点燃的气体是__________，火焰呈______色。

2．石油裂解的目的和原理是(

) A．使具有长链的烃深度裂化，断裂成各种短链的气态不饱和烃和少量液态烃

B．使直链烃转化为芳香烃

C．避免炭化结焦

D．除去石油中的杂质

3、课下搜集关于煤、石油和天然气综合利用的资料，撰写一篇200字的小论文，题目自拟。