第二节　资源综合利用　环境保护优秀教学实录

第二节

化学与资源综合利用、环境保护

韶关市第五中学 邓万菊

一、教材分析

本节教材从资源利用和环境保护这一视角，进一步阐明化学和人类可持续发展的关系，与上节内容相辅相成。纵观历史，从使用火到水、木材、煤、石油、天然气等资源,人类能源的来源全部都是从自然界中得到，其中的大多数资源属于不可再生的有限资源。仅仅注重资源开发是远远不够的，人类要实现可持续发展，就必须做到合理开发资源、最大限度地利用好资源，还要保护好环境。而化学不仅在资源开发上能发挥重要作用，在资源的综合利用以及环境保护方面同样大有用武之地。因此，在学习第一节内容之后，教材又安排了第二节内容，能使学生对化学与可持续发展有一个全面的认识。

二、教学目标

1．知识目标：认识煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义。

2．能力目标：

(1) .以聚乙烯为例，了解高分子材料在生活等领域中的应用及可能带来的环境问题。

(2)培养学生严谨求实的科学态度

3．情感、态度和价值观目标：

通过环境保护和绿色化学的有关知识，使学生加强环保意识并培养绿色化学的理念。

三、教学重点难点

重点：煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用；通过环境保护和绿色化学的有关知识，使学生加强环保意识并培养绿色化学的理念。

难点：石油裂化的原理。

四、学情分析

我们的学生属于普通中学学生，尽管学生已有的基础知识薄弱,且学习习惯、学习态度较差，但不影响本节教学，因为本节教学重在使学生做到了解和体会，知识教学不必过分加深、拓宽。要有意识地增强学生的参与度，激发学生的学习兴趣。

五、教学方法

可利用图表、数据、观看有关录像资料开展相关的研究性学习；问题式教学法；讲练结合法。

六、课前准备

1．学生学习准备：预习课本相应内容，思考课前布置的问题

2．教师教学准备：精心备课，制定课前预习学案，课内探究学案，课后延伸拓展学案。

七、教学过程

（一）情景导入、展示目标。

1

教师：工业生产需要大量原料，消耗大量能源，在得到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。气候变暖、臭氧层破坏、酸雨和赤潮等全球性和区域性环境问题，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。今天我们开始学习几种重要的能源和环境保护的有关内容。学习目标见学案。

[板书]

第二节 化学与资源综合利用、环境保护

（二）问题展示、自主学习、合作探究、精讲点拨。

一、煤、石油和天然气的综合利用

[问题展示] 1、三大化石燃料分别是什么？

三大合成材料分别是什么？

焦炉煤气、水煤气、高炉煤气三者的成分各是什么？

2、煤的组成（①组成物质是什么？②组成元素是什么？

）

3、煤综合利用的主要途径有哪些？

4、天然气的主要用途是什么？

5、石油的组成（①组成物质是什么？②组成元素是什么？

）

6、石油炼制加工的主要方法有哪些？

7、举例说明加聚反应与缩聚反应有何不同？

[学生回答] （略）

[精讲]★煤的综合利用

[板书]（1）煤成分：复杂的混合物；含有：碳、氢、氮、硫、氧等元素。

[投影]

2

[板书]（2）煤的综合利用：干馏、液化和汽化。

煤的综合利用

[板书] 煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。产品：焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气。

[投影]表4-2 煤干馏的主要产品和用途

[讲解]煤的汽化原理：有机物转化为可燃气体。

[板书] 煤的汽化：C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g）

[讲解]煤的液化原理：直接液化、间接液化。

[板书] [过渡]提问天然气主要成分？

[板书]2、天然气

[讲述]天然气的主要用途：化石燃料、化工原料。

3

[板书]（1）化石燃料

（2）化工原料：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物。

阅读]资料卡片---甲烷水合物

[例题］最近，新华社的一条消息中披露：我国南海海底发现巨大的“可燃冰”带，能源总量估计相当于中国石油总量的一半；而我国东海“可燃冰”的蕴藏量也很可观……“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体（CH4·H2O）．请结合初中化学知识回答下列问题：

（1）下列说法中正确的是（填序号）___________________________．

A．CH4·H2O晶体中水是溶剂

B．CH4·H2O的组成元素有3种

C．CH4·H2O中CH4和H2O的质量比为1：1 D．可燃冰能燃烧，说明水具有可燃性

（2）可燃冰的发现为我国在新世纪使用高效新能源开辟了广阔的前景．你认为能开发利用

的新能源还有（至少填写二种）__________________，__________________．

[讲解] （1）溶剂是能够溶解其他物质的物质，溶剂与溶质间没有固定的组成，而CH4·H2O的组成固定故A不正确．CH4中含C、H二元素，H2O中含H、O二元素，故CH4·H2O由C、H、O三元素，组成B正确．CH4·H2O分子中CH4与H2O的物质的量之比为1：1，而其式量不等则C不正确．CH4·H2O可燃是由于分解产生CH4的原因，故D不正确．

（2）新能源是指以新技术为基础，系统开发利用的能源包括太阳能、生物能、风能、地热能、氢能源等．

[板书]3、石油

[板书]（1）石油的成分：碳氢化合物混合物；元素碳、硫、氧、氮等，主要是由各种烷烃、环烷烃所组成的混合物。

[板书]（2）石油的炼制：

4

★分馏---利用原油中各成分沸点不同，将复杂的混合物分离成较简单更有用的混合物的过程。

★裂化---在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。（目的：提高汽油的产量）

★裂解：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，以提供有机化工原料。（深度裂化，以获得短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程）

★重整：在加热和催化剂作用下，链状烃转化为环状烃。

[投影]图4-6原油的分馏及裂化产品用途示意图

[讲解]聚乙烯的生成原理：在适当温度、压强和有催化剂存在的情况下，乙烯双键里的一个键会断裂，分子里的碳原子能互相结合成为很长的链。

CH2=CH2+CH2=CH2+CH2=CH2+……

→-CH2-CH2-+-CH2-CH2-+-CH2-CH2-+ ……

→-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-……

[板书] （3）石油重要产品：

[投影]聚乙烯颗粒：

[讲述]聚乙烯及聚丙烯与白色污染关系，提醒同学们爱护环境，不乱丢塑料垃圾。

[投影]图4-8塑料制品的回收与利用

5

[展示图片来引入]

中国环境保护徽

“两只黄鹂鸣翠柳，一行白鹭上青天”，这是多么美的自然景色！然而，如今的地球正在遭受着前所未有的灾难：大气污染加剧、水污染严重、固体废弃物与日剧增、臭氧空洞、酸雨、赤潮、温室效应、土地沙漠化……。生存环境的日益恶化，严重威胁着人类的健康和生命。我们要保护环境！保护地球！我们只拥有一个地球！！！ 联合国决议：每年的6月5日—“世界环境日”。

[板书]二、环境保护与绿色化学

[讲解]环境问题是指由于人类不合理开发和利用自然资源而造成对生态环境破坏，以及工农业和人类生活造成的环境污染。对环境情况的监测、三废治理、寻找源头治理环境污染的生产工艺等，都是当今化学工作者的首要任务。

[问题展示] 1、通常所说的环境问题，指的是什么？

2、当今化学工作者面临的重要任务是什么? 3、何谓“三废”污染？

4、光化学污染、酸雨、温室效应、臭氧层空洞、

赤潮、白色污染等分别由什么引起（造成）？

5、何谓“绿色化学”？绿色化学的核心是什么？

6、何谓最理想的“原子经济”？

[学生回答] （略）

6

[精讲]★导致环境污染的主要因素有那些？

除了自然因素外，大气污染物主要来自化石燃料和工业生产过程中产生的废气及携带的颗粒物；工业生产中的废水（废液）往往含有复杂成分，任意排放会导致土壤水源污染，需经过多步处理才能达到排放标准。废渣等固体废弃物的处理兼有减少环境污染及资源回收两个重要目的。化学在治理三废方面发挥着重要作用。

[板书]★酸雨控制：生石灰脱硫

针对我国以煤炭为主、酸雨类型属于硫酸型的特点，主要采取燃料预脱硫、炉内脱硫

和烟囱排气除硫等措施，用CaCO3、CaO、Ca(OH)2、NH3水等吸收脱硫。

CaO(s)+SO2(g)CaSO3(s)

2CaSO3(s)+O2(g)2CaSO4(s) SO2 + 2NH3+H2O===(NH4)2SO3

[板书]

★水体富营养化污染物：氮、磷化合物。

[投影]水华图片并讲解：水华的形成原理、水华与赤潮的关系。

[讲解]★绿色化学是指化学反应和过程以“原子经济性”为基本原则，即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料原子，实现“零排放”。不仅充分利用资源，而且不产生污染；并采用无毒无害的溶剂，助剂和催化剂，生产有利于环境保护，社群安全和人身健康的环境友好产品。

[投影]图4-11绿色化学示意图：

[例题] 绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率．原子利用率表示目标产

物的质量与生成物总质量之比．在下列制备环氧乙烷的反应中，原子利用率最高的是

7

[讲解] 根据原子利用率内涵，副产物越少原子利用率越高。C项的副产物为0，则原子利用率为100%，答案为C。也可以分别计算其他方法的原子利用率，再比较。A项原子利用率利用率100%＝42.3%；B

×100%＝100%；D

×项原子利用率100%＝25.4%；C

×项原子项原子利用率

×100%＝23.7%。所以原子利用率大小：C＞A＞B＞D。答案：C。

[试题反思]1、原子利用率与产率相同吗？2、绿色化学对化学、化工提出了那些挑战？

★有人说过：“毁灭人类的不是山崩、海啸、台风、地震而是人类自己。”你对这句话是怎样理解的？

保护环境，从我做起！

6月5日世界环境日主题：1998年 为了地球上的生命—拯救我们的海洋

1999年 为了地球上的生命—拯救地球就是拯救未来

2000年 2000环境千年—行动起来吧

2001年 世间万物,生命之网

2002年 让地球充满生机

2003年 水—20亿人生命之所系

2004年 “海洋兴亡、匹夫有责”2005年 “人人参与，创建绿色家园”

[小结]资源的开发利用和保护环境关系到人类的可持续发展，需要全社会努力。我们只有一个地球，环境问题已成为全球性问题，需要各国政府和人民共同努力，创造一个清洁、美丽的生活环境，也为我们子孙后代留下一个良好的生存空间和更加美好的未来。

[作业布置]：见学案

8

[板书设计] 第二节 化学与资源综合利用、环境保护

一、煤、石油和天然气的综合利用

1、煤的综合利用

（1）煤成分：复杂的混合物；含有：碳、氢、氮、硫、氧等元素。

（2）煤的综合利用：干馏、液化和汽化。

煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。

产品：焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气。

煤的汽化：C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g）

2、天然气

（1）化石燃料（2）化工原料：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物。

3、石油

（1）石油的成分：碳氢化合物混合物；元素碳、硫、氧、氮等。

（2）石油的炼制：

分馏---利用原油中各成分沸点不同，将复杂混合物分离成简单更有用的混合物的过程。

裂化---在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。

规律：生成等量的烷烃与烯烃，目的：提高汽油的产量

裂解：使具有长链分子的烃断裂成各种短链气态烃和少量液态烃，以提供有机化工原料。

重整：在加热和催化剂作用下，链状烃转化为环状烃。

（3）石油重要产品：

二、环境保护与绿色化学

1、环境问题：

化学工作者的首要任务：

2、大气污染物、工业生产中的废水、废渣等固体废弃物。

3、酸雨控制：生石灰脱硫

水体富营养化污染物：氮、磷化合物。

4、绿色化学：

十、教学反思

本课的设计采用了课前下发预习学案，学生预习本节内容，找出自己迷惑的地方。课堂上师生主要解决重点、难点、疑点、考点、探究点以及学生学习过程中易忘、易混点等，最

9

后进行当堂检测，课后进行延伸拓展，以达到提高课堂效率的目的。

本节课采用多种教学方法如问题式教学、多媒体教学，图片教学等效果较好，大大激发了学生的学习兴趣。

10