第二节　资源综合利用　环境保护PPT配套教学设计内容

第四章

化学与自然资源的开发利用（人教版化学必修2）

第二节

资源综合利用 环境保护(第一课时 )

潮阳黄图盛中学

吴楚鑫

一、教学目标： 1、知识与技能

（1）了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用

（2）掌握煤的干馏、液化、气化的原理及利用。

（3）掌握石油的分馏、裂化、裂解反应及聚合反应的定义及应用。

2、过程和方法

（1）通过自主学习，培养学生自学能力

3、情感、态度、价值观

（1）认识化石燃料综合利用的重要意义

（2）知道学好化学等科学知识，为保护环境，解决能源危机作出贡献、

二、教学重点：煤的干馏、液化、气化的原理及利用，石油的分馏、裂化、裂解反应及聚合反应的定义及应用。

三﹑教学难点：石油的裂化、裂解反应及聚合反应

四、教学过程：

【引入】：现代工业生产需要大量原料且消耗大量能源，生产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。严重的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。今天我们来学习资源综合利用

[板书] 第二节 资源综合利用。

【提问】: 迄今为止化石燃料仍是人类使用的主要能源,同时也是重要的化工原料，那么化石燃料主要包括哪些?你了解化石燃料的优缺点吗?

【学生活动】明确化石燃料主要包括煤、石油和天然气,是不可再生资源,其利用过程容易造成环境污染

【过渡】

那么如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少环境污染呢？让我们首先来学习煤的综合利用。我国煤资源丰富，同时也发现煤和使用煤最早的国家。下面大家通过自主学习教材中有关煤的综合利用的相关知识。

【学生活动】自主学习教材思考：①煤的成分？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？

[板书]1.煤的综合利用

【讲解】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。因此煤的燃烧易产生COx、NOx、 SO2 、烟尘等污染物质。煤直接作燃料——利用率低并污染环境。煤的综合利用主要是通过煤的干馏、煤的液化和汽化获得洁净的燃料和化工原料。

【板书】1.煤的综合利用：干馏、液化和汽化

【讲解】煤的干馏是把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。在煤干馏的过程中，可以生成焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等。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，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；粗氨水可以生产化肥。这样，煤就可以得到综合利用。

[投影] 煤干馏实验装置 [投影] 煤干馏的主要产品和用途

[讲解]煤的汽化原理：一定条件下有机物转化为可燃气体的过程。

[投影]主要反应：C（s）+H2O（g）[投影]

【过渡】我国的西气东输工程输送的是什么？主要成分是什么？

【讲解】天然气主要成分是甲烷，是一种清洁燃料，可以直接用作燃料。天然气更是一种重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇及分子内含两个或两个以上碳原子的其他有机化合物。

[板书]2.天然气的综合利用：燃料、化工原料

[投影]天然气的用途： A、燃料——清洁能源

B、化工原料：合成氨、生产甲醇、合成两碳或多碳有机物

[投影]石油储备分布图

CO（g）+H2（g）

【讲解】煤的液化原理：在一定条件下将煤转化为液体燃料

【过渡】中国有世界工厂的称谓，而石油又是工业的“血液”。我国的石油需求量非常大，长期以来主要依靠从国外大量进口。石油作为一种战略资源，它的综合利用有哪些途径？请大家自主学习教材中有关石油综合利用的相关内容。

【学生活动】自主学习教材，思考：（1）石油的组分主要有哪些？（2）石油的综合利用有哪些途径？（3）石油分离的原理和方法是什么？

【讲解】石油是由由多种碳氢化合物组成的混合物，主要含有各种烷烃、环烷烃和芳香烃。石油中碳、氢含量为97%--98%。同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。石油的大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有少量的气态烃和固态烃。石油的化学成分随产地不同而不同。原油的成分复杂，还含有水和氯化钙、氯化镁等盐类，因此原油必须先经过脱水、脱盐等处理过程，才能进行炼制。现代工业石油的综合利用主要是通过石油的分馏、裂化、裂解以及重整。

[板书]3. 石油的综合利用：分馏、裂化、裂解以及重整

【讲解】石油主要是烃类混合物，没有固定的沸点。当对石油加热时，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。分馏产物叫馏分，它属混合物。工业上分馏石油是在分馏塔中进行。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。

[投影]石油分馏产品示意图

【讲解】通过石油分馏示意图，我们发现轻质液体燃料汽油的产量并不高，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。而石油裂化的产品再经过进一步裂解，可以获得很多重要的化工原料。可以说裂解就是深度裂化。

[投影]石油的裂化：在一定条件下，把相对分子质量大的烃断裂为相对分子质量小的烃

石油的裂解：采用比裂化更高的温度, 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

【讲解】石油的裂化主要目的是提高轻质液体燃料（特别是汽油）的产量和质量。石油裂解可

以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的有机化工原料。而石油经过催化重整，还可以使链状烃转化为环状烃，获得苯、甲苯等重要化工基本原料。

【过渡】经过本节课的学习，我们明确化石燃料不仅可以作为燃料，还能提供重要的有机化工原料。那么我们日常生活、生产当中广泛应用的三大合成材料（合成塑料、合成橡胶、合成纤维）就是以它们为原料来合成的。

【讲解】三大合成材料合成原理，聚合反应：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。加聚反应：通过加成反应而生成高分子化合物，叫加成聚合反应，简称加聚反应。例如聚乙烯的合成。

【学生活动】 写出乙烯合成聚乙烯的化学方程式。

【方法归纳】将双键改为单键，将原来连在不饱和碳原子上的其它原子（或原子团）写在链节的上方或下方。

【讲解】聚乙烯是由成千上万个乙烯分子在一定条件下发生聚合反应生成的相对分子质量巨大的高分子化合物。相对分子质量巨大是高分子化合物的基本特征。高分子化合物有天然的，如蛋白质、纤维素、淀粉等，也有人工合成的，如聚乙烯、聚丙烯等。塑料、合成橡胶和合成纤维三大人工合成的高分子材料。

【展示】三大合成材料的样品、生活中常见的合成材料

【小结】：资源综合利用的意义：物尽其用、保护资源，创造出更多产品

[课堂练习] 1、我国三峡工程提供的清洁、廉价、强劲、可再生的水电，相当于每年燃烧3千万吨原煤的火力发电厂产生的能源，因此，三峡工程有助于控制（ ）

①温室效应 ②二氧化硫的排放 ③白色污染 ④氮氧化合物的排放

A、①② B、①②③ C、①②④ D、①②③④

2、某人跟在一辆卡车后面，观察到这辆车在起动、刹车时排出黑烟，由此可推断这辆车所用的燃料是（ ） A、汽油 B、液化石油气 C、天然气 D、柴油

3、下列物质中，属于纯净物的是（ ） A、液氯 B、汽油 C、海水 D、煤焦油

4、写出下列加聚反应的化学方程式：

课堂练习答案：1 C 2 D 3 A 【作业】金版学案练习题

板书设计：

第二节 资源综合利用、环境保护

一、煤、石油和天然气的综合利用

1.煤的综合利用：干馏、液化和汽化

2.天然气的综合利用：燃料、化工原料

3.石油的综合利用：分馏、裂化、裂解以及重整