第二节　资源综合利用　环境保护说课稿【一等奖】

化学必修2人教版第四章化学与自然资源的开发利用

第二节

资源综合利用

环境保护

第一课时

煤、石油、天然气的综合利用

教案

教学目标：

1、了解煤、石油、天然气的组成及综合利用，认识化石燃料综合利用的重要意义。

2、了解煤、石油、天然气为原料生产合成材料。

3、认识化学在环境保护中的作用，树立绿色化学的观念。

教学重点：1、煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用；

2、通过环境保护和绿色化学的有关知识，使学生加强环保意识并培养绿色化学的理念。

教学难点：石油裂化的原理。

课时：第一课时

教学过程: 第一课时

（展示一张工业污染的图片，让学生感受环境污染的危害和环境保护的重要性。）

[引课]工业生产需要大量原料，消耗大量能源，在得到产品的同时产生了大量废气、废水、废渣。处理不当就会造成环境污染。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。

[板书] 第二节 化学与资源综合利用、环境保护

知识回顾：让学生回忆初中所学化石燃料的有关知识进行填空。PPT出示。

[讲述]迄今为止，煤、石油和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，减少化石燃料所造成的环境污染，是人类面临的最大挑战。

一、煤、石油和天然气的综合利用

[过渡]现在我们首先学习有关煤的综合利用的相关知识。

[板书]（一）、煤的综合利用

[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。

[板书]（1）煤的物质组成：复杂的混合物；元素组成：主要含碳（少量氢、氮、硫、氧）等元素。

[投影]

[讲述]煤只作燃料燃烧太可惜了，同时也会带来严重的环境污染。煤的综合利用不仅可以获得洁净的燃料同时也可以得到多种化工原料。煤综合利用的主要方法有煤的干馏、煤的液化和煤的汽化。 [板书]（2）煤的综合利用：干馏、液化和汽化。

[讲述]煤的干馏

的定义，工业上也叫煤的焦化。在煤干馏的过程中，可以生成焦炭、煤焦油、煤气等。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，出炉煤气中的焦炉气中含有甲烷、乙烯、一氧化碳等气体燃料，是重要的燃料；煤气中的粗氨水可以用于生产化肥。这样，煤就可以得到综合利用。（图片出示实验室进行煤的干馏简单装置）

[板书] 煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程（属于化学变化）。

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

干

馏

产

品

主

要

成

分

氢气、甲烷、

乙烯、一氧化碳

氨、铵盐

苯、甲苯、二甲苯 炸药、染料、医药、农药、

合成材料

苯、甲苯、二甲苯 煤

焦

油

酚类、萘类

沥青

焦

炭

炭

染料、医药、农药、合成材料

筑路材料、制碳素电极

冶金、合成氨造气、电石、燃料

主

要

用

途

焦炉气

出炉煤粗氨水

气

粗苯

气体燃料、化工原料

氮肥

[讲解]煤的汽化原理：有机物转化为可燃气体的过程，主要反应是碳和水蒸气反应生成水煤气（CO和H2）的混合物等。

[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。

直接液化：煤

+

H2 ----→

液体燃料

[板书] 煤的液化2｛

间接液化：煤----→CO +H

----→

CH OH3液体燃料

[过渡]提问天然气主要成分？ [板书]（二）、天然气

[讲述]天然气是一种清洁的化石燃料，主要用途：化石燃料、化工原料。

[板书]（1）主要成分：CH4

（2）用途：化石燃料；化工原料：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物。

[阅读]资料卡片---甲烷水合物

[ 过渡] 煤的综合利用可以获得洁净的燃料

，也可以得到多种化工原料，煤综合利用使煤的利用率大大提高，石油的综合利用也使石油的价值发挥得更加充分。

[讲述] 刚开采出来的石油叫原油，是一种黑褐色并带有绿色荧光，具有特殊气味的黏稠性油状液体，其成分复杂，主要是由各种烷烃、环烷烃、芳香烃和烯烃等多种液态烃所组成的混合物。从元素组成上看，石油主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。 [板书]（三）、石油的综合利用

（1）石油的组成：碳氢化合物组成混合物；

元素组成：主要C 、H（少量O、N、S）等。

[讲解] 石油的炼制：

原油成分复杂，

要经过一定的处理，才能进行炼制。经过处理的石油主要是烃类的混合物，因此没有固定的沸点。给石油加热时，低沸点的烃先气化，经过冷凝先分离出来。随着温度升高，较高沸点的烃再气化，经过冷凝也分离出来。这样继续加热和冷凝，就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。这种方法叫做石油的分馏。工业上分馏石油是在分馏塔中进行。

（投影）石油分馏塔图片和教材图4—6 （结合图示讲解分馏产品的沸点与塔层、碳原子多少的关系）

（讨论与交流）

我们学过的蒸馏、分馏、和干馏这三者有什么区别呢？

（投影）“三馏”的比较

名称

蒸馏

分馏

干馏

定义

是把液态混合物

加热到沸腾变为蒸汽

再使蒸汽冷凝成液体的操作。 适用

被蒸馏混合物至少范围

有一种组分是液体；各组分沸点差别较大

变化

物理变化

类型

常用

装置

对多组分混合物在控温下先后、连续进行的两次或多次蒸馏。

多组分沸点不同的混合物

固态物质隔绝空气加强热发生分解的过程。

固态混合物

物理变化

主要是化学变化

（讲解）石油通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料。但产量不高，仅占石油总质量的25％左右。为了提高轻质液体燃料的产量，特别是提高汽油的产量，在石油工业上采用了裂化的方法。裂化就是在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。

[板书]（2）石油的炼制：

分馏---利用原油中各成分沸点不同，将复杂的混合物分离成较简单更有用的混合物的过程。

裂化---在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。

[投影]

（让学生观察上述方程式，从中寻找规律）

[板书]规律：生成等量的烷烃与烯烃。目的：提高汽油的产量。

[讲解] 在石油化工生产过程里，常用石油分馏产品（包括石油气）作原料，采用比裂化更高的温度（700～800℃，有时甚至高达1000℃以上），使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃，以提供有机化工原料。工业上把这种方法叫做石油的裂解。所以说裂解就是深度裂化，以获得短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程。另外，石油在加热和催化剂的作用下，可以重新调整结构，使链状烃转化为环状烃，这一过程叫催化重整。

[板书]裂解：使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃，的石油加工过程。

重整：在加热和催化剂作用下，链状烃转化为环状烃的过程。

[过渡]煤、石油、天然气的综合利用使得化石燃料利用率大大提高，同时也是三大合成材料的原料。 （问）：你使用过保鲜膜吗？你知道它是怎么制得的吗？

（阅读）教材P97--99

（板书）（四）石油与合成材料-----聚乙烯

[ 简述]聚乙烯的生成原理：在适当温度、压强和有催化剂存在的情况下，乙烯双键里的一个键会断裂，分子里的碳原子能互相结合成为很长的链。

CH2=CH2+CH2=CH2+CH2=CH2+……

→-CH2-CH2-+-CH2-CH2-+-CH2-CH2-+ ……

→-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-……

（板书）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）的反应叫做加成聚合反应，简称加聚反应。

（讲解）加聚反应中的单体、链节，聚合度各指什么。

[投影]聚乙烯颗粒：

[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。

[投影]图4-8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

[小结]略

[课堂练习]P102 1、2、 3、5、8 [作业]课时作业P123 [板书 ] 第二节 化学与资源综合利用、环境保护

一、煤、石油和天然气的综合利用

（

一）、煤的综合利用

（1）煤的组成：复杂的混合物；元素组成有：碳、（氢、氮、硫、氧等）元素。

（2）煤的综合利用：干馏、液化和汽化。

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。

煤的汽化：C（s）+H2O（g）

煤的液化 CO（g）+H2（g）

｛

间接液化：煤----→CO +H

----→

CH OH2

直接液化：煤

+

H2 ----→

液体燃料

3（

二）、天然气

液体燃料

（1）主要成分：甲烷CH4 （2）用途：化石燃料；化工原料：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物。

（三）、石油

（1）组成：碳氢化合物混合物；元素组成：碳、氢、(硫、氧、氮等)。

（2）石油的炼制：

分馏---利用原油中各成分沸点不同，将复杂的混合物分离成较简单更有用的混合物的过程。

裂化---在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。

规律：生成等量的烷烃与烯烃，

目的：提高汽油的产量

裂解：使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃，以提供有机化工原料。

重整：在加热和催化剂作用下，链状烃转化为环状烃。

（3）石油与合成材料-----聚乙烯：

加聚反应：由不饱和的低分子（相对分子质量小）相互加成生成高分子化合物（相对分子质量巨大）的反应叫做加成聚合反应，简称加聚反应。