第二节　资源综合利用　环境保护新颖的课程导入教案

必修2

第四章

化学与自然资源的开发利用

第二节《资源综合利用

环境保护》教学设计

（第一课时）

一、本节教学内容分析

本节教学内容体现三大特点：基础性、时代性和选择性。

1.基础性：本节主要讨论化石燃料这一类重要自然资源的综合利用中的化学基本原理和基础知识，如①分离混合物的基本操作──蒸馏、分馏；②具有典型结构的有机物──乙烯的聚合反应。既是对部分必修内容的总结和复习又是为后续的选修模块有机的学习做铺垫。这些内容既是学生今后继续学习化学的基础，也是在生活中经常要接触、需要了解和应用的化学常识。

2.时代性：本节要联系生产生活实际，关注资源综合利用和社会可持续发展这一当今社会热点问题，努力揭示化学在面对和解决这一问题中的作用和价值。例如，化学是人类开发和利用化石燃料等物质资源的重要科学基础，也是节约和拓展自然资源（包括能源）的科学基础。再如，化学在环境监测、“三废”治理中的重要作用以及绿色化学的原理，从而帮助学生树立可持续发展的观念。可适当突出原子经济概念，拓宽知识面。

3.选择性：表现为教学内容的典型性和示范性，教学要求的基础性和发展性，教学活动的多样性。设有“思考与交流”、“科学探究”、“资料卡片”等多种栏目，老师可以根据教材提供的内容，结合自己的教学经验和学生实际情况，重新调整和补充教学内容。指导学生通过上网、去图书馆和实际生产中进行参观、调查，进行专题报告等多种方式丰富教材内容，启发他们对某些课题进行更深入的学习和研究。

二、本节学习目标

1. 知识与技能目标

（1）认识煤、石油和天然气是人类能源的主要来源及综合利用的意义。

（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煤的气化和液化可减少燃烧所造成的环境污染、懂得书写煤的气化反应方程式。

（3）了解石油的成分；知道通过分馏及裂化得到的化工产品及用途。

（4）以聚乙烯合成为例，认识加聚反应、单体、链节和聚合度等概念；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。

（5）知道形成酸雨的主要物质是硫氧化物和氮氧化物。

2. 过程与方法目标

（1）通过对教材中“原油的分馏及裂化的产品和用途示意图”阅读分析，提高学生读图能力。

（2）学习阅读课本或通过上网、到图书馆等途径查阅资料获取信息的方法，培养对所获信息进行加工，归纳概括形成一定结论的能力。

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（3）通过

“思考与交流”栏目的讨论，让学生了解人类活动对环境的影响、防治污染的基本方法与原理以及认识资源的开发利用和保护环境关系到人类可持续发展。

（4）通过了解P98“资料卡片” 中涤纶的合成过程，初步认识缩聚反应。

3. 情感态度与价值观

（1）认识煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义，认识化学不仅在资源开发上能发挥重要作用，在资源的综合利用与环境保护方面同样扮演重要角色。利用化石燃料这些人类重要自然资源的综合利用中过程的利弊来感受人与社会的和谐发展。

（2）培养学生绿色化学思想和环境保护意识，初步形成可持续发展的思想。

三、教学重点、难点

重点：煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的综合利用；

难点：石油的裂化原理与加聚反应。

四、教学过程

【导入】工业生产需要大量原料，消耗大量能源，我们在获得到产品的同时也产生了大量废气、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、酸雨和赤朝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。以下我们将来了解资源综合利用及环境保护的相关问题。

【板书】一、煤、石油和天然气的综合利用

【展示】煤样品

【设疑】大家知道煤的成分是什么吗？

【指导阅读】课本P95“煤的组成”

【投影图片并分析】

煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，主要含碳元素。还有少量其它元素。

【设问】煤直接燃烧不但能源利用率低，而且还会产生大量的废气，那煤的综合利用途径有哪些？对应的产品有哪些主要用途？

【指导阅读】课本P95 表4—2 “煤干馏的主要产品和用途”。

【板书】1.煤的综合利用

（1）煤的干馏（化学变化）

煤干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程。

【讲解】煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应，从煤干馏产物中可获得重要的化工原料。

【指导阅读】课本P95表4-2，了解煤干馏的主要产品和用途。

【讲解】煤的气化原理：有机物转化为可燃气体。

【板书】（2）煤的气化：C（s）+H2O（g）

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CO（g）+H2（g）

【板书】（3）煤的液化：

【讲解】煤的直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。

煤的间接液化：先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇等。

如:CO+2H2

CH3OH(甲醇——常温下为液体,可以燃烧,还可代替汽油作内燃的燃料。

【讨论】煤的气化与液化有何实际意义？

【学生回答】1.提高热利用率；2.减少污染。

【过渡】天然气是一种清洁燃料，它的主要成分是什么？除了燃烧作为能源之外，天然气还有什么用途呢？

【板书】2.天然气的综合利用——合成氨和生产甲醇

【讲解】介绍利用甲烷合成氨和生产甲醇的主要化学反应。

【过渡】石油是我们使用最多的化石能源，目前，仅有低于10%产量的石油转化为化工、医药等行业的基本原料加以利用，绝大多数的是由作为燃料使用。对石油进行综合利用是我们面临的最大挑战。

【板书】3.石油的综合利用

【指导阅读】课本P96图4—6“原油的分馏及裂化的产品和用途示意图”，思考以下问题：

①石油的成分如何？根据你所掌握的物质分离的基本方法，对石油进行初步的分离可以采用怎样的方法？

②从图中，你可以找到哪些石油炼制的方法？这些炼制方法的原料是什么，产品是什么，产品的主要用途是什么？

【学生回答】

【讲解】（1）石油的分馏——获得汽油、煤油、柴油、重油等

【讨论交流】石油分馏时，各成分油受热气化的先后顺序有何规律？

【过渡】

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。但产量不高，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。

【讲解】（2）石油的催化裂化——获得汽油等轻质油

【投影】

C16H34

C8H18

C4H10

C4H10

C8H8+ C8H16

C4H10+ C4H8

CH4+C3H6

C2H4+C2H6

【引导讨论】规律：生成等量的烷烃与烯烃

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目的：提高汽油的产量

【讲解】（3）石油的裂解（深度的裂化）——获得乙烯等重要化工原料

另外，石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃，如苯或甲苯等。

【小结并板书】

炼制方法

分馏

主要产品

石油气；少量汽油、煤油、柴油；重油

裂化

裂解

催化重整

大量汽油

乙烯、丙烯、甲烷等

环状烃（如苯、甲苯）

产品用途

液化石油气、汽车发动机燃料等

汽车发动机燃料等

化工基本原料

——

【提问】我们知道：相对分子质量巨大的化合物成为高分子化合物，常见的天然高分子有哪些？

【学生回答】纤维素、淀粉、蛋白质等。

【讲述】我们不仅可以从自然界中获得高分子化合物，还可以通过人工的方法合成高分子化合物，这样的高分子化合物就称之为合成高分子化合物。

而以煤、石油和天然气为原料还能用于生产我们熟悉的塑料、合成橡胶和和合成纤维这三大合成材料。例如聚乙烯塑料可以用来制造多种包装材料、食品周转箱、农用薄膜等。聚乙烯塑料的主要成分聚乙烯就由石油裂解产物乙烯通过聚合反应制得。

【板书】4.聚合反应

【多媒体动画展示】乙烯的加聚反应

【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。

【板书】

【讲解】在聚乙烯这种高分子化合物中，乙烯称为单体，重复结构单元—CH2—CH2—称为链节、n称为聚合度，表示高分子化合物中所含链节的数目。

【过渡】我们在以石油、煤和天然气为原料合成许多性能优异的合成高分子材料，但许多合成材料在自然界中的降解速度缓慢，因此随着合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物也会造成巨大的环境压力。这一问题，我们不容忽视。

【讨论】课本P99“思考与交流栏目”

【小结】

【作业】1.阅读课本P100“科学视野”及P96、P98“资料卡片”；

2.课本P102—103 第1、2、3、8、9、10题；

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3.从图书馆或电脑网络了解自己身边的环境污染情况及防治方法。

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