第二节　资源综合利用　环境保护板书设计及设计说明

第四章与自然资源的开发利用

第2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、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义。

2.以聚乙烯为例，了解高分子材料在生活等领域中的应用及可能带来的环境问题。

（二）过程与方法

通过本节课和本节课前的预习准备，学会讨论、交流和合作学习。

（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、教学重点与难点

重点：煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用。

难点：石油裂化的原理、加聚反应的原理。

三、教学过程

[资料卡片]

2004年一次能源消费构成

全世界

中国

原油

36.8% 22.3% 煤炭

27.2% 69.0% 天然气

23.7% 2.5% 水电

6.2% 5.4% 核能

6.1% 0.8% [引入课题]从表中可以看出，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。化石燃料是不可再生能源，其综合利用越来越受人们的重视。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。

[板书]

一、煤、石油和天然气的综合利用

1.

煤的综合利用

[学生活动]带着以下问题阅读教材P95~96的内容。

①煤的成分？

②煤的综合利用有哪些途径，相应的产物又有哪些？

③煤的干馏是物理变化还是化学变化？

[讲述]煤是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物，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。

[板书]（1）煤成分：复杂的混合物；含有：碳、氢、氮、硫、氧等元素。

[投影]

[讲述]煤的综合利用主要是通过煤的干馏、煤的液化和汽化获得洁净的燃料和化工原料。 [板书]（2）煤的综合利用：干馏、液化和汽化。

[讲述]煤的干馏是把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。在煤干馏的过程中，可以生成焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等。其中焦炭是冶金工业的重要原料；煤焦油中含有各种烃的同系物和酚类，是重要的化工原料，焦炉气中含有甲烷、乙烯、一氧化碳等气体燃料，是重要的燃料；粗氨水可以生产化肥。这样，煤就可以得到综合利用。

[板书] 煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。产品：焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气。

[投影]表4-2 煤干馏的主要产品和用途

[讲解]煤的汽化原理：有机物转化为可燃气体。

[板书] 煤的汽化：C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g）

[讲解]煤的液化原理：直接液化、间接液化。

[板书]

[过渡]提问天然气主要成分？

[板书]2.天然气的综合利用

[讲述]天然气的主要用途：化石燃料、化工原料。

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。2007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。广州市也在2010年全部完成天然气的置换。

[板书]（1）燃料（2）化工原料：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物。

[板书]3.石油的综合利用

[学生活动]带着以下问题阅读教材P96~97的内容。

○1石油的组分主要有哪些？○2石油的综合利用有哪些途径？

○3石油分离的原理和方法是什么？

○4分馏与蒸馏区别是什么，是物理变化还是化学变化？

○5石油分馏后馏分有哪些，每一种馏分是纯净物还是混合物？

[讲述]石油炼制后的产品绝大多数用作燃料使用，不到10%的石油转化为化工原料。

（1）石油的组成：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）石油的分馏（物理加工过程）：

A.石油分馏的原理：利用各种烃的沸点不同，将石油不断的加热----汽化----冷凝---液化，把石油分离成不同

沸点范围

的蒸馏产物（叫做馏分，仍然是混合物）的过程叫做石油的分餾。

B.实验室蒸馏石油的装置（如下图）：

①

仪器名称：

① 温度计 ；

②

蒸馏烧瓶

；

⑥

③

冷凝器

；

③ ④ 接收器 。

②

④

图中：⑤是

冷

水进口；

⑥是

热

水出口。

⑤ 装置②中要加

碎瓷片 ，以防止

暴沸

。 C.石油分馏主要产品 石油气 液化石油气。

汽油、煤油、柴油、重油

等。

（3）石油的裂化（化学加工过程）：在一定条件下，将相对分子质量较

大、沸点较高

的

烃断裂为相对分子质量较小

的烃的过程。

主要目的：提高轻质油（汽油、煤油、柴油）的产量，同时得到石油裂化气。

反 应：以十六烷的催化裂化反应为例：

催化剂

C16H34 C8H18

＋ C8H16 加热、加压

十六烷 辛烷 辛烯

催化剂

加热、加压

C8H18 C4H10 ＋ C4H8

辛烷 丁烷 丁烯

催化剂

加热、加压

C4H10 CH4 ＋ C3H6

丁烷

甲烷

丙烯

催化剂

C4H10

加热、加压

C2H6

＋

C2H4

丁烷

乙烷

乙烯

催化裂化

裂化气

（含乙烯、丙烯、甲烷等）

主要产品：重油

汽油、煤油、柴油

（4）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。

主要产品：

汽油

高温裂解

石油裂解气（含乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯）

（5）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。

[板书]4.以煤、石油和天然气为原料生产合成材料

[展示] 三大合成材料的样品、生活中常见的合成材料图片。

[讲述] 由三大合成材料制得产品，在生产和生活中得到广泛的应用，聚乙烯塑料及其产品就是典型的代表。

[展示图片] 用聚乙烯制成的产品

主要目的：制得石油裂解气，进行三大合成。

[学生活动] 写出乙烯合成聚乙烯的化学方程式。

[讲述] 高分子化合物及其特征。

[设问] 前面学过的基本营养物质中，有哪些是高分子化合物？

[学生回答] 淀粉、纤维素和蛋白质。（强调油脂不属于高分子化合物。）

[学生汇报] 一些常见的高分子化合物及其用途。

[总结] 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。

[讲述]聚乙烯及聚丙烯与白色污染关系，提醒同学们爱护环境，不乱丢塑料垃圾。

[思考与交流]图4-9塑料制品的回收与利用

[思考与交流]1、回收利用废旧合成材料的途径？2、通过必要的数据论证限制生产使用聚苯乙烯快餐盒的意义。

[阅读]科学视野———壁虎的脚与胶粘剂

壁虎能在光滑的墙壁上行走自如，甚至能贴在天花板上。这表明，壁虎的“脚”底与物体表面之间必定存在很强的特殊黏着力，但这种力量究竟从何而来呢？

科学家对壁虎进行了研究，发现它的每只“脚”底部长着大约50万根极细的刚毛，而每根刚毛末端又有约400 ～1000根更细的分支。这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间的距离非常近，从而产生“范德瓦尔斯力”。据计算，一只大壁虎的4 只“脚”产生的总作用力压强相当于10个大气压。而这种力的产生靠的是分子间的范德华力人们从壁虎脚的附着力得到的启示今后有可能派上用场，如用于研制爬墙机器人，或研制世界上第一种乾性粘合剂。

[小结]略

[练习]1.下列物质中，有固定熔沸点的是（

）

A．汽油

B．煤

C．苯

D．煤焦油

2.下列说法错误的是（

）

A．石油是只含有的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油

B．含以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油

C．石油的分馏是一个化学过程

D．石油裂解得到的裂解气中含不饱和的烯烃

3、1moL 某直链烷烃A可以直接裂解成1moL 气态烷烃

B 和

1moL气态烯烃

C，经测定，裂解后混合气体的密度是同温同压下氢气的

14.5倍，试回答：

(1)A的式量为

，结构简式为

. (2)B可能是

,C可能是

. (3)如果将1moL B完全燃烧需要

2moL 氧气，则C 就是

。该烯烃发生加聚反应的化学方程式为

[作业]P102~103

1、2、

3、5、9、10