第二节　资源综合利用　环境保护教案及板书设计

《煤、石油和天然气的综合利用》

茂名市第一中学

吴清霞

一、

教材分析

本节内容选自人教版化学必修2 第四章第2节第1课时《煤、石油和天然气的综合利用》。根据课程标准，本节内容主题是化学与可持续发展，主要包括相辅相成的两个方面，一是利用化学变化不断地提供人类生存和发展的物质条件，利用化学变化创造自然界原本没有的物质，从而使生活更加方便、舒适；二是在开发自然资源的过程中，必须深刻地认识到保护周围环境、维护生态平衡的重要性，建立可持续发展的观念。这也是化学研究和应用的一个重要目标。

塑料、合成纤维和橡胶等有机高分子化合物，目前主要是以化石燃料为原料生产的，这可以帮助学生体会体会石油化工同日常生活之间的紧密联系，体会石油化工给人类带来的诸多好处，认识化学在物质生产领域的极大创造性和重要价值，提高学习化学、化工的兴趣，提高参与讨论诸如白色污染、可降解塑料等有关社会问题的科学素养水平。

从科学、技术和社会相互作用背景的角度，有利于学生加深体会化学在综合利用自然资源中的作用，学会辩证地看待人类与自然协调发展中可能遇到的问题，并培养做出明达决策的意识和能力；从学科知识的角度，有利于学生将前面所学过的知识和技能进行必要的苏丽、归纳和拓展，如有机物之间的转化（裂解反应、聚合反应）。因此，不仅对于学生总结复习很重要，而且对于学生进一步确定、学习后续的选修模块乃至选择自己未来的升学和就业方向都可能会产生一定影响。

二、学情分析

通过日常生活经验，学生比较熟悉化学染料作为能源的利用，主要包括化石燃料作为重要化工原料可能了解并不多，况且化石燃料的综合利用还是更为重要的发展方向，但限于课时和知识基础，学生只能对此形成一些粗略的认识，主要包括化石燃料的化学成分、石油化工生产的一般过程和原理、应用广泛的石油化工产品以及石油化工生产的发展趋势等。

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人教版化学必修2 第四章第2节《煤、石油和天然气的综合利用》

三、

三维目标：

（一）知识与技能

1、认识煤、石油、天然气是人类能源的主要来源。

2、了解煤的成分；知道通过煤的干馏可得到多种化工产品及其用途；知道煤的气化和液化可减少燃烧所造成的环境污染。

3、了解石油的成分石油的分馏及裂化可得到多种化工产品及其用途。

4、通过写乙烯聚合反应的化学方程式，认识聚合反应、高分子化合物。

5、能举例说明高分子材料在生活各领域中的应用。

（二）过程与方法

通过本节课和本节课前的预习准各，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。

四、教学重、难点：

（一）教学重点：煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用。

（二）

教学难点：石油裂化的原理、加聚反应的原理。

五、教学方式：启发、阅读、讨论与交流等。

六、教学媒体：多媒体教学、视频。

七、教学过程和内容

【学生活动1】

1、

我国能源消费以什么为主？主要产自哪个省？

全球能源及消费情况呢？

A学生：我国以煤炭为主要能源，主要产自山西省。全球应该也是以煤炭为主，主要产自中东。

老师：B同学，你A同学的说法吗？是否有其它补充？

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B同学：A同学的说法我同意。煤炭确实是我国最主要的能源，不过石油和天然气的占比也很高。全球应该也是。

老师：煤、石油、天然气都属于化石燃料，我国乃至全球目前仍以化石燃料为主要能源。

展示图片：

老师：我国乃至全球化石能源分布不均匀，因此有了西气东输工程惠及万民，也有了基于生存资源掠夺的伊拉克战争和中东的不稳定。

展示图片：

2、尝试预测2030年我国能源消费情况及趋势。

请从多个角度说明你的判断依据。

C学生：依然以化石燃料为主，不过比重应该稍下降，像风能、水能、太阳能比重应该升高。因为化石燃料是不可再生的，用完就没了，要省着点用，所以得加大投入开发水能、风能、太阳能。

D学生：C同学说的我也同意，不过还有一个原因：煤和石油会导致酸雨污染，因此要减少使用化石燃料，增大清洁能源的使用。

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人教版化学必修2 第四章第2节《煤、石油和天然气的综合利用》

老师：这是目前的预测，对比2016年，可以发现：1、煤、石油比重降低；

2、天然气、水能、风能等清洁或可再生能源比重增大。

展示图片：

老师：煤炭是植物深埋地下，经过漫长时间形成。主要以有机物为主，有少量无机物；主要含碳元素，也有氢、氧、氮、硫等元素。石油和天然气是有动植物深埋海底，经过漫长时间形成。天然气，主要成分是甲烷；石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。它们的特点都是形成周期非常漫长，要经过数百万年以上才能形成，属于不可再生资源。

老师：煤和石油中含硫、氮元素，因此会导致形成酸雨，污染环境，使用前往往进行脱硫处理。请形成酸雨和煤脱硫的写出相关方程式。

E学生：SO2 + H2O == H2SO3

2H2SO3 + O2 == 2H2SO4

F学生：4NO + 3O2 + 2H2O == 4HNO3

4NO2 + O2 + 2H2O == 4HNO3

G学生：SO2 + CaCO3 == CaSO3 + CO2

2CaSO3 + O2 == 2CaSO4

老师：完成填空，并分析预测天然气的比重会提高的依据？天然气的主要成分是甲烷，反过来主要成分为甲烷的物质有哪些？

H学生：一是

天然气可以用作燃料，合成氨、甲醇、其它多碳有机物，消耗多；二是天然气属于清洁能源；三是沼气、可燃冰都含有甲烷，特别是沼气可通过发酵得来，属于再生能源，可以用沼气生产天然气。

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老师：除此以外，去年美国研究出了开采页岩气的技术，可利用的天然气储量大大增多。展示图片：

老师：天然气属于清洁能源，而煤和石油的使用会导致污染。如何提高煤和石油的利用率？我们通过今天的学习找到方向。

【学生活动2 】

你知道哪些含“煤”字的名词？

请列举并说明其来源和用途。

I学生：煤炭、水煤气、煤油。煤碳作燃料。水煤气用煤炭和水高温得到CO和H2，也可以作燃料。

J学生：还有煤焦油，来自煤的干馏，也就是将煤隔绝空气高温加热得到。

老师：煤的气化是把煤变成气态燃料，如水煤气。煤的液化是把煤变成液态燃料，如水煤气合成甲醇。而煤油与煤无关，它是来自石油分馏。

【学生活动3】

1、什么是石油的分馏？

老师：分馏和蒸馏原理类似：利用物质沸点不同实现分离。

加热使原油变成气态，在不同出口冷凝得到不同温度范围

的馏分。

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人教版化学必修2 第四章第2节《煤、石油和天然气的综合利用》

2、连接上述右图B、C、D得到的产品。说明原因并说说这些产品分别作哪些机器的燃料？

K学生：烷烃的碳数越多，一般沸点越低。沸点：柴油<煤油<汽油。由于分馏塔的温度从下往上温度降低，因此沸点高低在下口出来，沸点高的在上口出来。因此，B出来汽油，作汽车燃料；C出来煤油，作飞机燃料；D出来柴油，作卡车燃料。

L学生：A口石油气C1~C4的烃，E口重油>C20，因此，从上往下出来的馏分碳数增多。

老师：两位同学分别从图片信息和化学知识两个角度解决了这道题。

【思考与交流】

1、

蒸馏时，采用常压还是减压有什么不同？

M学生：压强越低，物质的熔点和沸点越

低，蒸馏所需温度越低，可以节能减排。

老师：常压下,有些高沸点的成分需要很

高的温度才能被蒸馏出来,但此时由于温度太高使得部分成分发生炭化. 影响润滑油的质量。减压后这些成分的沸点下降，这样就能在它们发生炭化前而被蒸馏出来。

2、石油分馏获得碳原子少的轻质油供不应求，而含碳原子多的重油却供过于求。

你有何方法解决？

N学生：将重油裂化、裂解，使烃的碳数减少。

老师：你之前接触过烃的裂化裂解，得到碳数更少的烃吗？

O学生：石蜡油的催化加热得到乙烯。

老师：烃的裂化、裂解有何不同？

学生：……

老师：烷烃的裂化是烷烃分子一分为二，得到一个烷烃和一

个烯烃，且多数是碳数对半分开。如：

如果得到的烷烃继续发生裂化反应，最终得到碳数1~4的烃。

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人教版化学必修2 第四章第2节《煤、石油和天然气的综合利用》

整个反应过程叫裂解。

石油还可以通过催化实现结构重整，从而得到芳香烃。

【联系生活生产】

煤、石油、天然气除了作为燃料，还有哪些应用？

P学生：合成塑料、合成橡胶、合成纤维等，在生活中的应该很广，到处都是。

老师：我们通过视频短片了解《三大合成材料》。

播放视频。

nH2CCH2H2CCH2老师：

n

H2C

【练习】

CH2

1、请写出合成聚丙烯的化学方程式。

2、运用逆向思维，尝试写出有机玻璃的单体。

Q学生：1、老师：请R同学评价一下Q同学的答案。

2、

R学生：第1题答案应该是。根据加聚反应的特点：双键断开一个，无限连接下去，形成高分子，因此应该是双键上的碳连接下去。

3、请尝试从断键成键的角度分析下面反应，

说说它与加聚反应的异同。

S学生：相同的是都是由小分子形成了聚合物，条件都需要催化剂。不同的是，有两种小分子形成聚合物，聚合物的括号外有两个原子/原子团，还有水分子生成。

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T学生：加聚反应是通过加成反应的形式聚合，这个反应有点取代反应的形式形成聚

合物。

老师：两位同学从不同角度进行了分析。像这样通过取代反应的形式进行聚合，叫缩聚反应，有小分子出来。但不一定要两类单体才能缩聚哦。比如乳酸，也可以发生缩聚反应。

老师：茂石化是我们当地的龙头企业，是茂名经济的重要支撑。你对它有何认识？

Q学生：有炼油厂、乙烯厂。

R学生：生产聚乙烯塑料。

播放视频。

老师：茂名依靠茂石化发展起来。未来茂名往哪个方向发展，能发展多快？作为茂名的后继力量，未来的中流砥柱，国家的栋梁。你们在责任重大啊。

【课堂小结】

让学生说出这节课的收获、说说自己需要提高的方面，怎样提高。

八、教学反思

1、本节内容强调学生预习，老师通过问题情境加深学生对内容的理解，通过学生回答问题的情况，进行预测、整合并丰富学有知识储备。

2、课堂以提问形式，学生间的相互讨论评价进行交流学习，提高学生合作学习的能力，让学生明白三人行必有我师，集众人智慧解决问题的效率会更快。

3、课堂也暴露了少部分学生不注重从本质理解知识，只是从外表上模仿，导致错误书写聚丙烯的结构简式。

4、本节课既复习回顾了部分无机性质，又复习了部分有机反应。运用资料卡片培养学生对比学习新知的能力。

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