第二节　资源综合利用　环境保护特级教师教学实录

煤、石油和天然气的综合利用

新邵县第一中学 刘飘也

【教学目标】

一、知识与技能

1.

了解煤、石油、天然气中获得基本化工原料的方法；

2. 通过学习知道干馏、分馏和裂化的区别；

3. 以聚乙烯为例，认识聚合反应、高分子化合物，了解高分子材料在生活等领域中的应用。

二、过程与方法

1. 通过结合生活实例，初步了解资源综合利用的重要性，激发学生学习兴趣。

2. 通过小组讨论，提高语言表达能力。

三、情感态度与价值观

通过资源综合利用的学习，体会化学与资源利用的关系，形成对化学与可持续发展关系间的正确认识，树立资源保护及合理开发意识。

【教学重难点】

教学重点：化石燃料综合利用

教学难点：化石燃料综合利用

【教学方法】多媒体辅助教学，探究式教学

【授课类型】新授课

【课时安排】一课时

【教学过程】

[导入新课]请观看以下图片：河流污染、石油枯竭、人口剧增（PPT展示），你能得出什么感想？

[学生]人类面临的生存问题：人口危机、资源危机、环境危机。

[教师]解决资源危机已迫在眉睫，今天我们一起探讨煤、石油和天然气的综合利用。

[板书]煤、石油和天然气的综合利用

[思考交流] 阅读课本P95—P96，思考下列问题：

1.

煤由什么组成？

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？

[学生]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]一、煤的综合利用

1.煤成分：复杂的混合物；含有：碳、氢、氮、硫、氧等元素。

[教师]煤的燃烧会产生COx、NOx、SO2和烟尘，这些物质对环境有一定的污染，煤直接作燃料利用率低并污染环境。如何合理利用煤成为亟待解决的问题，煤的综合利用有哪些途径，相应的产物又有哪些？

[板书]2.煤的干馏

（1）煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程

（2）煤的干馏产物：出炉煤气、煤焦油、焦炭

[教师]请认真阅读p95 表4-2 煤干馏的主要产品和用途。

[板书]3.煤的气化

（1）定义：在一定条件下把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。

（2）主要反应是：

[教师]水煤气的主要成分是CO 和H2。煤的液化是什么？

[学生]煤的液化是指在一定条件下将煤转化为液体燃料。

[板书]4.煤的液化

（1）定义：在一定条件下将煤转化为液体燃料。

（2）直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料

间接液化：先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇

[教师]天然气的综合利用有哪些？

[学生]天然气可用作燃料和化工原料。

[板书]二、天然气的综合利用

1.

天然气的主要成分：甲烷

2.

综合利用：

（1）燃料——清洁能源

（2）化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物

[思考交流] 阅读课本P96—P97，完成下列问题的思考：

1. 石油的组成

2. 石油的综合利用

3. 裂化、裂解的目的

[板书]三、石油的综合利用

1.

石油的组成

（1）组成元素：主要是碳、氢元素

（2）组成成分：各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物

2. 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。

[教师]请同学们回忆并讨论蒸馏的原理及注意事项。

[学生]学生讨论后回答：沸石的作用、冷却水的进出方向、温度计的位置。

[板书]3. 石油的裂化和裂解

（1）裂化的目的：提高轻质汽油（裂化汽油）的产量。

（2）裂化的原理：在催化剂的作用下将含碳原子多的重油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。

（3）裂解: 深度的裂化

（4）裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。

[教师]三大合成材料指什么？

[学生]塑料、合成橡胶、合成纤维。

[板书]四、合成材料

1.

三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维

2. 合成材料特征：相对分子质量很大，属于高分子化合物

3. 合成材料原理：加聚反应、缩聚反应

CH2＝CH2称为单体 －CH2－CH2－为链节 n称为聚合度

[PPT投影] 干馏、蒸馏与分馏的比较

原理

干馏

蒸馏

分馏

与蒸馏原理相同

产物为沸点相近的各组分组成的混合物

物理变化

物理变化

隔绝空气、高温根据液态混合物中各组下使物质分解

产物为混合物

分沸点不同进行分离

产物为单一组分的纯净物

产物

反应

类型

化学变化

[PPT投影]

直馏汽油和裂化汽油比较

直馏获得方法

主要化学成分

鉴别方法

原油直接分馏，一般是C5 ～C11的烷烃及少量的芳香烃等，性质稳定

能使溴的四氯化碳溶液褪色的是裂化汽油

汽油

物理变化

裂化重油裂化，化学一般是C5 ～C11的烷烃和烯烃，性质活泼

汽油

变化

[PPT投影] 化学“六气”的主要成分

主要

成分

高炉煤气

水煤气

天然气

液化石油气

CO、CO2

H2、CO CH4

C3H8、C4H10

焦炉气

裂解气

H2、CH4、C2H4、C3H6、C2H4、CO C4H8、CH4

[小结]学生自主进行小结。

[练习] 1.

下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(

C

)

A．石油裂解得到的汽油是纯净物

B．石油产品都可用于聚合反应

C．天然气是一种清洁的化石燃料

D．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料

2. 把下列各物质的制取、加工方法或反应类型填写在各题后的括号中。

（1）煤→焦炭（

煤的干馏

）

（2）煤焦油→苯（

分馏

）

（3）石蜡→汽油（

裂化

）

（4）煤→水煤气（

煤的气化

）

（5）石油→汽油、煤油、柴油（

分馏

）

3. 下列对高聚物（如图所示）的分析中，正确的是（

D ）

A．其单体是CH2=CH2和HCOOC2H5

B．这是缩聚反应产物

C．其链节是CH3CH2﹣COOC2H5 D．其单体是CH2=CH﹣COOC2H5

[作业布置]学法大视野p109

A组

[板书设计] 煤、石油和天然气的综合利用

一、煤的综合利用

1. 煤成分：复杂的混合物；含有：碳、氢、氮、硫、氧等元素。

2. 煤的干馏

（1）煤的干馏原理：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程

（2）煤的干馏产物：出炉煤气、煤焦油、焦炭

3. 煤的气化

（1）定义：在一定条件下把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。

（2）主要反应是：4. 煤的液化

（1）定义：在一定条件下将煤转化为液体燃料。

（2）直接液化：煤与氢气作用生成液体燃料

间接液化：先转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇

二、天然气的综合利用

1. 天然气的主要成分：甲烷

2. 综合利用：

（1）燃料——清洁能源

（2）化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物

三、石油的综合利用

2.

石油的组成

（1）组成元素：主要是碳、氢元素

（2）组成成分：各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物

2. 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

3. 石油的裂化和裂解

（1）裂化的目的：提高轻质汽油（裂化汽油）的产量。

（2）裂化的原理：在催化剂的作用下将含碳原子多的重油（烃）断裂成碳原子较少的烃的过程。

（3）裂解: 深度的裂化

（4）裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。

四、合成材料

2.

三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维

2. 合成材料特征：相对分子质量很大，属于高分子化合物

3. 合成材料原理：加聚反应、缩聚反应

CH2＝CH2称为单体 －CH2－CH2－为链节 n称为聚和度