第二节　资源综合利用　环境保护优质课教学设计

化学必修2第四章第二节 (共2课时) 资源综合利用

环境保护

主备人 郎志勇 备课组长 领导 第一课时

【大成目标】（目标解读及课堂组织课中2分钟）

1.了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。

2.了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料。

3.了解节约能源和防止污染的重要性。

4.了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性。

【使用说明】

1、课前10分钟阅读必修2教材，然后认真完成基础案，规范书写，保证完成质量。

2、基础案课中展示点评8分钟。

基础案（8分钟）

课前独立完成20分钟课中展示点评 8分钟

一、煤、石油和天然气的综合利用

1．煤的综合利用

(1)煤的组成

(2)煤的综合利用

1

2．天然气的综合利用

(1)天然气主要成分是CH4，是一种较清洁的化石燃料，也是一种重要的化工原料。

(2)天然气与水蒸气反应制取H2的原理：CH4＋H2O(g)――→CO＋3H2。

高温(3)用途

①用作燃料。

②作为化工原料，它主要用于合成氨，生产甲醇等。

3．石油的综合利用

(1)石油的组成

石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。

(2)石油的综合利用

催化剂

4．以煤、石油和天然气为原料生产合成材料

(1)三大合成材料：塑料、合成橡胶和合成纤维。

(2)实例：制取聚乙烯反应的化学方程式为：

(3)四个概念

思考感悟

(1)若从煤焦油中分离出芳香烃，应采用什么方法？

(2)石油的裂化和裂解有何区别和联系？

2

解题指导：(1)煤焦油是由各种芳香烃组成的液态混合物，可根据各种芳香烃的沸点不同利用蒸馏法进行分离。(2)裂化和裂解的原理相同，只是裂解选用的温度比裂化温度更高，因此裂解又称为深度裂化。

二、环境保护与绿色化学

升华案（40分钟）

课中合作探究30分钟展示点评10分钟

一：化学“三馏”、“两裂”、“六气”

1．化学“三馏”

名称

定义

适用范围

变化类型

把液体加热到沸腾变为蒸气，被蒸馏混合物中至少含有一种组分蒸馏

再使蒸气冷却凝结成液体的为液体，各组分沸点差别越大，挥操作

发出的物质(馏分)越纯

对多组分混合物在控温下先多组分沸点不同的混合物在一个完分馏

后、连续进行的两次或多次蒸整操作中分离出多种馏分

馏

把固态混合物(如煤、木材)隔干馏

绝空气加强热使它分解的过程

2.化学“两裂”

名称

定义

目的

物理变化

物理变化

化学变化

裂化

在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的提高轻质油的产量，特别是提高汽烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃

油的产量

裂解

在高温下，使具有长链分子的烃断裂成各种短获得短链不饱和烃，如乙烯、丙烯链的气态烃和少量液态烃

等

3

3.化学“六气”

名称

高炉煤气

水煤气

液化石油气

名称

天然气

裂解气

焦炉气

来源

炼铁高炉

水煤气炉

石油炼制厂

来源

天然气田、油田

裂解炉

炼焦炉

主要成分

CO2、CO等

CO、H2等

低级烷烃

主要成分

甲烷

H2、CH4、C2H4等

用途

燃料(CO) 燃料、化工原料

燃料、化工原料

用途

燃料、化工原料

燃料、化工原料

乙烯、丙烯、甲烷等

化工原料

特别提醒：(1)由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃

的混合物。(2)因为裂解气中含有烯烃，因此把裂解气通入溴水或酸性KMnO4溶液，二

者会褪色。

下列说法中不正确的是(

) ．A．与煤、柴油相比较，天然气是一种比较清洁的化石燃料

B．乙醇是一种可再生能源，作为燃料的优点是完全燃烧的产物不污染环境

C．利用太阳能、风能和氢能等能源替代化石能源能有效改善空气质量

D．煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化毫无意义

【解析】

A项，天然气的主要成分是CH4，完全燃烧生成CO2和H2O，对环境无污染，而煤或柴油燃烧能产生污染环境的SO2、NOx等气体；B项，C2H5OH完全燃烧生成CO2和H2O，对环境无污染；C项，太阳能、风能和氢能均为绿色能源；D项，煤的气化能提高煤的燃烧效率。

【答案】

D

规律方法：

(1)煤的干馏、气化和液化，石油的裂化和裂解均为化学变化，

石油的分馏属于物理变化。(2)煤的气化、液化的目的是把煤转变为清洁能

源，提高煤的燃烧效率；石油分馏的目的是为了得到汽油、煤油、柴油等

轻质油；石油裂化的目的是为了提高轻质油，特别是汽油的产量和质量；

石油裂解的目的是为了得到乙烯、丙烯、丁烯等短链不饱和烃。

变式训练1

下列转化不属于煤或石油的综合利用的是(

C

) ．A．将煤干馏制得煤焦油和焦炭

B．在一定条件下将煤与氢气转化为液体燃料

C．将煤变为煤饼作燃料

D．将石油裂解制得乙烯等化工原料

解题指导：煤的干馏、气化及液化是实现煤综合利用的主要途径；将煤转变为煤饼，成分不变，不属于煤的综合利用；石油的裂化和裂解均得到许多化工原料，属于石油的综合利用。

4

第二课时

二、环境污染

环境问题

温室效应

酸雨

环境问题

臭氧层破坏

光化学烟雾

环境问题

主要污染物

CO2

SO2、NOx

主要污染物

氟氯代烷、NOx 碳氢化合物、NOx 主要污染物

主要危害

造成全球气候变暖，水位上升

，陆地面积减小

土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等

主要危害

到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害

刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡

主要危害

①在土壤中影响农作物吸收水分和养分，导致农作物减产

②混入生活垃圾中难处理、难回收

③易被动物当作食物吞入，导致动物死亡

白色污染

废弃塑料制品

赤潮和水华

废水中含N、P的营使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的养物质

氧，使水体变得浑浊、水质恶化

特别提醒：(1)空气质量日报报导的空气污染物主要有CO、SO2、NOx及可吸入性固体颗

粒。

(2)酸雨、臭氧层破坏、光化学烟雾均与NOx有关。

下列关于化学与生产、生活的认识不正确的是(

) ．A．CO2、CH4、N2等均是造成温室效应的气体

解题指导：N2不是造成温室效应的气B．使用清洁能源是防止酸雨发生的重要措施之一

体，故不正确；使用清洁能源、节能减C．节能减排符合低碳经济的要求

排、合理开发利用能源都符合化学与可D．合理开发利用可燃冰(固态甲烷水合物)有助

持续发展的要求，故B、C、D都正确。

于缓解能源紧缺

【答案】

A

变式训练2

低碳经济是指温室气体排放量尽可能低的经济发展方式，尤其是二氧化碳这一主要温室气体的排放量要有效控制。在全球变暖的大背景下，低碳经济受到越来越多国家的关注。下列有关做法与此不相符的是(

A

) ．A．大力推广煤的脱硫技术，减少空气污染

B．用节能灯代替白炽灯

绿色通道：煤的脱硫技术，只能减少SO2的排放，不能减少CO2的排放；B、C、D项均符合低碳经济的要求。

C．在西部和沿海地区兴建风力发电站

D．鼓励出行采用步行、骑电动车、坐公交、乘地铁的方式

5

合作探究应用

某研究性学习小组在实验室中模拟石

油的催化裂化，装置如图。实验过程中可

观察到烧瓶Ⅰ中固体石蜡先熔化，试管Ⅱ

中有少量液体凝结，试管Ⅲ中酸性高锰酸

钾溶液褪色，实验后闻试管Ⅱ中液体气味，

具有汽油的气味。

(1)该装置仪器连接的顺序应遵循的

原则为__________，加入药品之前的操

作为________________，长导管的作用是______________。

解题指导：仪器连接的顺序应遵循从下往上、从左到右的原则，装入药品之前要检验装置的气密性。依据石油分馏工业的分馏塔原理，设置了长导管，其作用除导气外，兼起冷凝气体的作用；依据催化裂化原理，下列反应皆有可能发生：

a．C20H42――→C10H20＋C10H22

△b．C10H22――→C5H12＋C5H10

△c．C5H12――→C2H4＋C3H8

△d．C5H12――→CH4＋C4H8。

△试管Ⅱ中有液体生成，说明生成了5个碳原子数以上的烃，因为常温常压下，5个碳原子数以上的烃大都呈液体。试管Ⅲ中KMnO4溶液褪色说明生成常温常压下呈气态的5个碳原子数以下的烯烃；由于裂化产物中有烯烃生成，易与溴发生加成反应，所以不能用来萃取卤素单质；从以上变化可以看出，石油裂化的主要目的是为了获得更多的轻质燃油，特别是提高汽油的产量和质量。

【答案】

(1)从下往上，从左往右

检验装置的气密性

导气、冷凝气体

(2)裂化生成了5个碳原子数以上的烃

(3)裂化生成了碳原子数小于5的烯烃

(4)不能，裂化产物中有烯烃，易与溴发生加成反应

(5)C20H42――→C10H22＋C10H20

△(6)可提高石油产品中轻质燃油特别是汽油的产量和质量

巩固案(28分钟)

课中独立作答23分钟、点评5分钟

A级

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

命题意图：本题考查了资源的开发与利用。石油B．石油产品都可用于聚合反应

裂解得到的汽油是C5～C11的烃类混合物。石油C．天然气是一种清洁的化石燃料

产品有CH4、苯等，不能用于聚合反应。水煤气D．水煤气是通过煤的液化得到的

是通过煤的气化得到的气体燃料。

气体燃料

6

Al2O3Al2O3Al2O3Al2O3Al2O3

2．下列现象的产生与人为排放大气污染物氮氧化物无关的是(

C

) A．酸雨

解题指导：酸雨是化石燃料燃烧、化工生产中产生的SO2、NOx在B．光化学烟雾

经过一系列反应后变成H2SO4、HNO3而形成的；大气中的碳氢化合C．闪电

物和氮氧化合物，在紫外线照射下与O2反应生成O3，O3与碳氢化D．臭氧层空洞

合物经一系列复杂的光化学反应即形成光化学烟雾；臭氧层空洞是

大气圈中的臭氧层出现耗竭而遭受破坏的现象，破坏臭氧层的主要

物质是NO、NO2、CF2Cl2等。

3．下列做法中不符合“绿色化学”思想的是(

D

) ．A．以水性涂料代替油性涂料

B．以无磷洗涤剂代替含磷洗涤剂

C．实验后的有毒有害物质应分类收集，统一处理

D．在通风橱中制氯气时不用NaOH溶液吸收尾气

4．

“化学，让生活更美好”，下列叙述不能直接体现这一主旨的是( A

) ．A．风力发电，让能源更清洁

B．合成光纤，让通讯更快捷

C．合成药物，让人类更健康

D．环保涂料，让环境更宜居

5．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横线上。

(1)煤→焦炭

________________________________________________________________________。

(2)煤焦油→苯

________________________________________________________________________。

(3)石蜡→汽油

________________________________________________________________________。

(4)煤→水煤气

________________________________________________________________________。

(5)石油→汽油、煤油、柴油

________________________________________________________________________。

答案：(1)干馏煤可得到焦炭；(2)煤焦油是苯与其他芳香烃组成的混合物，可利用分馏法从中获取苯；(3)石蜡是由相对分子质量大的固态烃和液态烃组成的混合物，可利用裂化方法制得汽油；(4)将煤气化可得水煤气；(5)将石油分馏可得到汽油、煤油、柴油等轻质油。

答案：(1)煤的干馏

(2)分馏

(3)催化裂化

(4)煤的气化

(5)石油的分馏

B级

6．“煤制油”的关键技术是煤的气化，而目前煤的气化主要是煤中的碳和水蒸气的反应：高温C(s)＋H2O(g)=====CO(g)＋H2(g)，该反应是吸热反应，反应所需能量是由间歇进行的碳的燃点燃烧(氧气用空气代替)来提供的：C＋O2=====CO2，下面关于该过程的说法不正确的是( B

) ．A．煤的气化可以减少煤直接燃烧对环境造成的粉尘污染

B．第一个反应需要吸热，所以煤的气化从能量角度来看，得不偿失

C．煤气化后作为燃料，燃烧充分，热利用率高

D．上述两个反应后的混合气体中除去CO、CO2后主要就是合成氨的两种原料气

7

7．“绿色汽车”是指使用液化石油等无污染或污染小的能源作燃料的汽车，可有效减少有毒的铅、苯的同系物以及稠环芳烃的排放。燃烧等质量的液化石油气(主要成分是含C3～C4的烃)与汽油比较，最突出的优点是( D

) A．前者生成的水少 B．前者消耗氧气量少

C．前者燃烧产生的热量多 D．前者对环境的污染小

8．化学与能源开发、环境保护、资源利用等密切相关。下列说法正确的是( D

) A．为提高农作物的产量和质量，应大量使用化肥和农药

解题指导：大量使用农药会引起B．绿色化学的核心是应用化学原理对环境污染进行治理

食品污染，大量使用化肥会造成C．实现化石燃料清洁利用，就无需开发新能源

土壤板结；B项，绿色化学的核心D．垃圾是放错地方的资源，应分类回收利用

是从源头上控制污染而不是污染

后再治理；C项，化石燃料是有限

的不可再生资源，所以仍需开发

新能源；D项，正确。

9．治理太湖污染是我国目前重要的环保工程，措施之一是在太湖流域推广无磷洗衣粉，这是继无氟冰箱、无铅汽油推广以来又一重要“绿色化工产品”，下列关于磷污染说法正确的是( C ) A．磷是营养元素，促进鱼类大量繁殖

B．磷是有毒物质，杀死水中的动植物

C．磷导致藻类疯长，鱼类因缺氧而无法生存

D．磷促进水中动植物尸体的分解

10．氢能是理想的清洁能源。下列制氢的方法中，最经济可行的是( C ) 电解A．电解水制氢：2H2O=====2H2↑＋O2↑

解题指导：电解水制氢要消耗大高温量的电能，高温分解水需消耗大B．高温使水分解制氢：2H2O=====2H2↑＋O2↑

量热能，天然气制氢要消耗大量TiO2C．太阳光催化分解水制氢：2H2O太阳光=====2H2↑＋O2↑

化工原料和能量，而利用太阳光催化分解水制氢可节省大量能源且太阳能是用之不竭的，C项正确。

D．天然气制氢：CH4＋H2OCO＋3H2

11．“绿色化学”是21世纪化学发展的主导方向。“绿色化学”要求从根本上消除污染，它包括“原料的绿色化”、“化学反应的绿色化”、“产物的绿色化”等内容。其中“化学反应的绿色化”要求反应物中所有的原子完全被利用且全部转入期望的产品中。下列符合“化学反应的绿色化”的是( A ) A．SO2＋2NH3＋H2O===(NH4)2SO3

思路点拨：由题给信息可知，“化学反应B．NO2＋NO＋2NaOH===2NaNO2＋H2O 的绿色化”要求反应物中的原子完全被△C．Cu＋2H2SO4(浓)=====CuSO4＋SO2↑＋2H2O 利用且全部转入期望的生成物中，即原子D．CuO＋H2SO4(稀)===CuSO4＋H2O 的利用率为100%，只有A项符合题意。

目标反馈：（2分钟）

(1)本节课的目标达成情况？

(2)本节课应注意的问题？

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