第二节　资源综合利用　环境保护教学活动设计方案

第二节

资源综合利用、环境保护

第1课时

一、教学目标

（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。能书写简单代表物燃烧的化学方程式。

2、了解煤的成分；知道通过煤的干馏可得到多种化工产品及其用途；知道煤的气化和液化可减少燃烧所造成的环境污染。

3、了解石油的成分；知道通过石油的分馏及裂化可得到多种化工产品及其用途。

4、通过书写乙烯聚合反应的化学方程式，了解聚合反应的原理。能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。

（二）过程与方法

1、课前学生对学习内容进行社会调查和查阅相关资料。

2、课堂中，通过观看放录像，了解化石燃料的存在和利用。

3、自主学习，培养学生自学能力。

4、通过设计对化石燃料燃烧产物成分分析的定性定量实验，使学生学会解决物质（气体）检验的一般方法。

（三）情感、态度与价值观

了解煤、天然气、石油在国民经济和人民生活中的重要作用，了解使用煤、天然气、石油所带来的环境问题，体会化学资源综合利用和环境保护的重要意义，提升综合利用化学资源和环境保护的意识。

二、教学重点：煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用。

三、教学难点：石油裂化的原理、加聚反应的原理。

四、教学方式：启发、阅读、分组讨论与交流、归纳总结等。

五、教学过程：

【导入新课】工业生产需要大量的原料，消耗大量的能源。在得到所需的产品的同时产生了大量的废气、废水和废渣。处理不当就会污染环境。气候变暖、臭氧层破坏、酸雨和赤潮等全球性和区域性环境问题，正在威胁着人类的生存和发展，保护自然环境已成为实现人类社会可持续发展的重要课题。今天我们开始学习几种重要的能源和环境保护的有关内容。

【分析】迄今为止，煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料。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，是人类面临的重大挑战。

一、煤、石油和天然气的综合利用

【过渡】我国不仅煤资源、煤产量都位列世界前茅，同时也是发现煤和使用煤最早的国家。早在战国时的《山海经》已有煤的记载，西汉时期已经使用煤来炼铁，而英国人到了16世纪才会用煤炼铁。当前，我国工业燃料动力的80%依靠煤，化工原料的65%是煤。

1、煤的组成及其综合利用

【过渡】煤是由有机物和无机物所组成的复杂混合物，主要含有碳元素，此外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质。

（1）煤的组成：由有机物和少量的无机物组成的复杂混合物。主要含C元素，还含有少量的H、O、N、S等元素。

（2）煤的综合利用主要是通过煤的干馏、煤的液化、和气化，获得洁净的燃料和多种化工原料。

①煤的干馏

煤干馏是指将煤隔绝空气加高温使之分解，得到焦炭、煤焦油、煤气。煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应，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。

【视频演示】煤的干馏

【总结】煤干馏的主要产品和用途

【过渡】煤的汽化和液化就是使煤变成清洁能源的有效途径，与此同时煤的燃烧效率等也到提高

②煤的气化：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。

碳燃烧时可以使用空气，也可以使用氧气，但得到的煤气成分、热值及用途都不同，分别叫低热值气和中热值气。中热值气在适当催化剂的作用下，又可以转变成高热值气。即把中热值煤气里的CO和H2用催化剂合成甲烷。

高温

CO＋3H2

→CH4＋H2O+热

利用焦炉煤气还是目前最便宜的生产煤气的方法。

③煤的液化

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。

2、天然气及其综合利用

【过渡】天然气的主要成分是什么？

【讲述】天然气主要成分是甲烷。天然气是一种高效、清洁的燃料。随着我国“西气东输”管线的全面贯通，越来越多的地区将使用天然气。今年7月4日前，北京将完成全部煤气置换天然气，成为全国第一个全部使用清洁能源的大型城市。广州市也将在2010年全部完成天然气的置换，届时，一个山更绿、天更蓝、水更清、生活更美好的天然气时代的到来。此外，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以及合成分子内含两个或多个碳原子的其他有机化合物。

【过渡】石油被称为“工业的血液”，炼制石油可以得到许多有机化合物。石油的分馏、催化裂化、裂解等都是炼制加工石油的重要手段。

3、石油及其综合利用

（1）石油的成分：石油是由多种碳氢化合物（烷烃、环烷烃及少量的芳香烃）组成的混合物。（没有固定的沸点）

原油：

未经加工的石油叫原油，是一种棕黑色粘稠液体，不能直接使用。

（2）石油的炼制

①石油的分馏（物理加工过程）：

石油分馏是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。

石油分馏主要在分馏塔中进行，通过分馏可以获得汽油、煤油、柴油等轻质油。

【比较】干馏、分馏和蒸馏的区别：

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。如：煤的干馏。

蒸馏是液态混合物在不需要隔绝空气情况下加热发生的液体气化再冷凝的过程。属于物理变化。

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。如石油的分馏。

②石油的催化裂化

石油的催化裂化是将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸

点较低的汽油的过程。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。例如，

C16H34

催化剂 CH+CH

818816加热、加压催化剂C8H18

 CH+ CH

41048加热、加压催化剂C4H10

 CH+CH

2624加热、加压催化剂C4H10

 CH+CH

438加热、加压乙烯、丙烯、甲烷等都是通过石油裂化和裂解得到的重要化工原料。

③石油的裂解（深度裂化—化学加工过程）：采用比催化裂化更高的温度，使碳碳键断裂的更彻底，。主要目的得到气态的不饱和烃。

原 料：汽油

主要目的：制得石油裂解气，进行三大合成。

高温裂解

主要产品： 汽油 石油裂解气（含乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯）

④石油的催化重整：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（如苯或甲苯等）

【讲述】总之，煤、天然气和石油的综合利用意义非常大，我们熟悉的塑料、合成橡胶、合成纤维这三大合成材料，都是以煤、天然气和石油为原料生产的。

二、以煤、石油、天然气为原料生成合成材料

【展示图片】用聚乙烯制成的产品

【动画演示】乙烯的聚合反应。

聚合反应和高分子化合物：由低分子（相对分子质量小）生成高分子化合物（相对分子质量巨大）的反应叫做聚合反应。例如，

n CH2=CH2

CH2－CH2

n 聚乙烯是由成千上万个乙烯分子在一定条件下发生聚合反应生成的相对分子质量巨大的高分子化合物。相对分子质量巨大是高分子化合物的基本特征，也是它们与低分子化合物的根本区别。高分子化合物有天然的，如蛋白质、纤维素、淀粉等，也有人工合成的，如聚乙烯、聚丙烯等。塑料、合成橡胶和合成纤维三大人工合成的高分子材料。

三、小结

化石燃料的使用既给予了人们方便，推动了人类的文明，同时也造成了环境的污染。我们应辨证地认识发展生产和治理环境的关系。化石燃料是不可再生的资源，寻找新的能源是有待解决的问题。

四、巩固练习

1、我国三峡工程提供的清洁、廉价、强劲、可再生的水电，相当于每年燃烧3千万吨原煤的火力发电厂产生的能源，因此，三峡工程有助于控制：（ ）

①温室效应②二氧化硫的排放③白色污染④碳氢化合物的排放

（A）①②（B）①②③（C）①②④（D）①②③④

2、某人坐在空调车内跟在一辆卡车后面，观察到这辆车在起动、刹车时排出黑烟，由此可推断这辆车所用的燃料是（ ）

（A）汽油（B）液化石油气（C）天然气（D）柴油

3、下列物质中，属于纯净物的是（ ）

（A）液氯（B）汽油（C）海水（D）煤焦油

4、石油化工的原料是乙烯、丙烯等石油开采和加工过程产生的低分子烃。用丙烯制取常用的塑料聚丙烯的化学方程式是 ，这个反应的类型属于 反应。

5、写出煤炭燃烧、汽油燃烧的化学方程式。

五、板书设计

第一课时 煤、石油和天然气的综合利用

一、煤的组成及其综合利用

1．煤的组成

2．煤的综合利用

（1）煤的干馏

（2）煤的气化

（3）煤的液化

二、天然气的组成及其综合利用

三、石油的组成及其综合利用

1．石油的分馏

2．石油的催化裂化

3．其它的石油加工

4．聚合反应和高分子化合物