第二节　资源综合利用　环境保护教学设计

教学设计

煤、石油和天然气的综合利用

教材分析

本节课是人教版高中化学必修2第四章第二节的内容，分为两部分。教材从资源利用和环境保护两个角度，阐明化学和人类可持续发展的关系，与上节内容遥相呼应。上半部分主要从资源利用和需求角度出发，介绍常见的几种化石能源：煤、石油和天然气等的组成和用途。在介绍几种主要能源中，主要讲述了时代发展的需要，对于煤的干馏、气化和液化以及石油的裂化、裂解的工业原理，介绍了常见的石油产品。在教学过程中暗含的学科思维、绿色化学思想对于学生核心素养的培养和提高都很有帮助。

本课从技术、科学和社会互相协调作用的角度出发，帮助学生加深体会化学在利用自然资源中的作用，学会辩证地看待人类与自然和谐发展中也许会遇到的课题，并培育学生做出决策的意识和能力；从化学学科知识的角度，帮助学生将所学过的知识和技能进行必要的归纳、梳理和拓展，重点是机物之间的相互转化。因此，本课作为高中化学必修课的结束部分，不但对于学生总结复习重要，而且对于学生确定的化学选修课选择甚至对未来的升学和就业方面也许都产生深远的影响。

教学目标

1．使学生了解常见的化石能源：煤、石油和天然气的化学组成及利用。

2．让学生通过对“煤制油”工艺原理的学习，使学生掌握化石能源综合利用方法，扩大学生的视野，提高学生的思维深度。

3．让学生认识化石燃料燃烧产物对环境的影响，了解环境保护和新能源开发的重要意义。

4．通过“教学媒体”、“合作讨论”、“展示标本”等教学手段，提高学生化学素养和对化学学科知识的理解和应用能力。

教学重点

煤、石油和天然气的化学组成和综合利用。

教学难点

煤、石油和天然气的综合利用——“煤制油”工艺

教具准备

多媒体PPT、煤和石油产品标本等用品。

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教学设计

知识概览

焦炉气

粗氨水

粗苯

煤焦油

焦炭

教学过程

课题引入——“煤制油”

[意境创设]

PPT展示我国的化石能源结构与近年中国一次能源消费占比及变化情况

[学生思考]

在教师的引导下，学生进入学习情境思考我国面临的能源问题及解决方案。

[设计目的]

让学生了解我国化石能源结构，激发学生的学习兴趣和探究欲望。

引导自学——煤和石油的组成

[媒体展示]煤的结构模型图，石油的组成介绍

[教师提问]

1．从组成元素上看，煤和石油的主要区别是什么？使用煤和石油可能产生的问题是什么？

2．煤和石油在工业生产和日常生活中主要充当什么角色？

[学生回答] 1.煤和石油组成元素基本相似，都含有C、H、O、N、S等；但煤主要元素为C，石油的主要元素为C和H。由于存在N、S元素，使用中容易产生SO2、N的氧化物，造成环境污染，形成酸雨等。

+H2O 干馏

石油气

煤

与H2直接液化

石油

汽油

煤油

+H2O 气化

柴油

重油

轻质油

合成煤气

甲醇等

裂化

轻质油(裂化汽油)

裂解

乙烯等

天然气

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教学设计

2.煤直接做燃料，存在燃烧效率低，有烟尘污染等缺点。

[设计目的]

1.宏观和微观相互结合，对比教学，引起学生思维，鼓励学生表达交流，体现课堂学生的主体地位；

2.让学生体会到化学与生活息息相关，源于生活，用于生活。

引导探究——煤的干馏和石油的分馏

[引导阅读]

教材P95-96内容，煤干馏产品标本，石油分馏产品标本

[教师提问]

1、煤的干馏和石油分馏有什么区别？

2、石油分馏得到25%左右的轻油供不应求。但是重油又很多用不完，如何解决这个问题呢？

[追问1]

什么样设计实验验证石油的裂解产物？

展示“石蜡油的分解实验”

[追问2] 本实验中石棉、MnO2的作用是什么？

[学生梳理]

同学之间合作讨论探究结果，了解煤的干馏产品和石油的分馏产品的主要用途。

[学生回答]

1、煤的干馏是化学反应，石油分馏是物理反应；

2、提出“裂化”“裂解”和“减压蒸馏”等方法。

[学生方案] 用酸性KMnO4溶液或者溴水检验，观察溶液颜色是否褪色或变浅。

[设计目的]

以煤和石油主要产品的样本为基础，强化感性认知知，培养学生对信息提取的能力；创造真实情景，引导学生通过观察实验现象，学会分析实验原理，获得探究成果。

深度探究——煤制油工业

[教师提问] 依据煤和石油的化学组成，你认为煤可以转化为石油吗？

[方案设定]

引导学生，交流讨论，积极思考教师所提出的问题，大胆表达自己的想法：催化加氢。

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教学设计

[确定方案] 联系所学的水煤气相关知识，确定方案；在老师引导下试写出有关反应方程式。

[设计目的]

这是引导学生学会自主探究学习，留给学生足够大的思考空间；

由浅入深，设计思维冲突，引发学生学会深度学习；提升学生对化学的学习兴趣，增强学生学好化学的信心。

拓展学习——未来能源

[介绍资料]

介绍可燃冰的化学组成CH4•nH2O及蕴藏量，讲述可燃冰的研究开发应用前景。

[提出问题] 与煤和石油相比，天然气作能源的主要优点？

[分享交流] 同学之间合作讨论分享交流天然气做能源的优点：污染小，能量大。

[媒体展示]合成材料图

[引导练习]

板书丙烯合成聚丙烯的反应式，让学生模仿写出苯乙烯聚合生成聚苯乙烯的反应式。

[学生板书] 学生写出苯乙烯聚合生成聚苯乙烯的反应式，然后教师讲评总结书写的方法和规律。

[提出问题] 书写此类加聚反应方程式有什么技巧？书写有什么规律？

[讨论归纳]

只要把双键部分留在链节中括号中，其他的基团支链全部伸出中括号外面。

[设计目的]让学生体会到现学现用的成就感和养成归纳知识的习惯。

归纳小结

[构建思维导图]

对本节课知识作概括和总结，构建知识网络。

[设计目的] 便于学生及时复习巩固本节课所学知识，形成一个完整的知识体系。

课后反思

本节教学属于理论了解性知识，如果采用常规教学，以讲为主，学生会感到枯燥难受、索然无味。所以本节课尽可能将媒体资料进行整合，通过图表对比、视频展示等增加信息量，增加学生的课堂参与度，激发学生的化学学习兴趣，有效地学习化学知识。

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