第二节　资源综合利用　环境保护教学实录与评析

海南省农垦实验中学2010级化学教案必修2第四章化学与自然能源的开发利用 编辑人：涂传龙 编辑时间：2011年6月16日

第二节

资源综合利用 环境保护

【教学目标】

知识与技能：（1）认识煤、石油、天然气是人类能源的主要来源。能书写简单代表物燃烧的化学方程式。（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；知道通过石油的分馏及裂化可得到多种化工产品及其用途。（4）通过书写乙烯聚合反应的化学方程式，了解聚合反应的原理。能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。（5）了解一些燃料燃烧对环境有不良影响，应选择使用不污染环境或对环境污染小的燃料。（6）应使用和开发化石燃料以外的清洁燃料，综合利用资源和开发新能源具有重要意义。

过程与方法：（1）通过本节课和本节课前的预习准备，学会讨论、交流和合作学习。

（2）通过设计对化石燃料燃烧产物成分分析的定性定量实验，使学生学会解决物质（气体）检验的一般方法。（3）通过活动探究，通过化石燃料对环境的影响和新能源的开发，培养学生归纳能力、比较能力。

情感、态度与价值观：（1）了解煤、石油、天然气在国民经济和人民生活中的重要作用。（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。（3）重视实验和讨论，借此来培养善于合作、勤于思考、严谨求实、勇于创新实践的科学精神，同时通过燃料对环境的影响的学习来树立保护环境的意识，体会化学与社会发展的关系。

【教学重点】（1）煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用。（2）了解一些燃料燃烧对环境有不良影响，应选择使用不污染环境或对环境污染小的燃料．充分认识保护环境的重要意义。

【教学难点】（1）石油裂化的原理、加聚反应的原理。

（2）开发使用不污染环境或对环境污染小的燃料。

【教学方式】启发、阅读、分组讨论与交流、归纳总结等。

【课时安排】2课时

【教学过程设计】

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第一课时 煤

、石油、天然气的综合利用

[知识回顾] 一、化石燃料：煤、石油和天然气都是古代 动植物遗骸 经过一

系列复杂变化而成的，它们是人们生活中经常使用的主要燃料，因此人们常称

它们为 化

石 燃料，是 不可再生 资源。

二、煤、石油燃烧对环境的影响：1、煤的燃烧对空气的影响：煤燃烧时会排放出 SO2、NO2 等气体和一些烟尘，它们都是大气的污染物。

2、用石油作燃料，直接燃烧的是石油的加工产品——汽油、煤油、柴油等，它们燃

烧时会排放出 CO 、 氮的氧化物 、含 铅 化合物、未燃烧的

碳氢

化合物和烟尘等，它们都是大气的污染物。

[讲解并投影]迄今为止，煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们也是重要的化工原料。如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。

[教师] 我国是最早利用煤、石油、天然气的国家，而且蕴藏量很丰富，那么你知道

我国化石燃料的分布吗？

[学生发言介绍] [教师] 虽然资源很丰富，但分布很不均匀，如我国60%的天然气在中西部地区，而

东部沿海地区经济发达，怎样才能用到天然气呢？

[学生] 西气东输！

[板书] 一、煤的综合利用

[学生活动]

阅读课本P95—96煤的综合利用内容。

[思考与交流] （1）请用你知道的事实说明煤的成分。

（2）煤的干馏属于化学变化还是物理变化？有哪些主要产品？

（3）为什么要进行煤的气化和液化？

[提问] 煤主要含有哪些元素？

[学生回答] 组成元素:主要是碳元素（还有少量的H、O、N、P、S、卤素等）。

组成成分：是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物。

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[板书]1、煤的组成：

组成元素：主要是碳元素（还有少量的H、O、N、P、S、卤素等）。

组成成分：是由多种有机物、无机物组成的复杂混合物。

[板书] 2、煤的分类： 含碳量85%~95%左右无烟煤烟煤含碳量7085% 煤

含碳量5070%褐煤含碳量约50%泥煤 [板书] 3、煤的干馏

（1）定义：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，叫做煤的干馏。（化学变化）

[思考] 煤的干馏与煤的直接燃烧有什么区别？（煤的干馏实验装置图）

[设问] 煤和煤干馏的主要产品的用途呢？

[学生回答] 煤——火力发电的原料、焦炭——作还原剂，用于冶炼金属、煤焦油—

—分离出苯、二甲苯等有机物、焦炉煤气——用作燃料……

[板书]（2）煤干馏的主要产品和用途：

气体:焦炉气:主要成分是H2和CH4(还有少量CO,CO2,C2H4,N2等)煤的干馏产物液体:煤焦油,粗氨水(氨和铵盐,可作氮肥)

固体:焦炭 [投影并讲述] 煤燃烧时不仅产生我们所需的能量，同时还会生成大量的二氧化硫、

氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等污染物。为了减少煤燃烧时对环境造成的污染，

人们一方面采取措施，改进燃煤技术、改善燃煤质量和排烟设备；另一方面，设法

把煤转化成清洁的燃料。煤的气化和液化就是使煤变成清洁能源的有效途径，同时

煤的燃烧效率等也能够得到提高。

[联系实际]

当少量水洒在烧得通红的煤上时，火不但没有熄灭，反而烧得更旺，这

就是煤的气化。

[板书] 4、煤的气化

[学生活动] 煤的气化原理是什么？其主要反应是什么？

[答］煤的气化是把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。

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煤气化的主要反应是碳和水蒸气的反应：C(s)+H2O(g) = CO(g)+H2(g)

[板书] 煤的气化：将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。 [投影] 图片：煤的气化

[设疑］什么叫煤的液化？煤的液化途径有哪些？

[板书] 5、煤的液化：将煤转化液体燃料的过程。

[学生活动]自学讨论回答：把煤转化为液体燃料的过程叫煤的液化。把煤与适当的

溶剂混合后，在高温高压下，使煤与氢气作用生成液体燃料，这叫直接液化；若把

煤气化成一氧化碳和氢气，然后再经过催化合成，得到液体燃料，这叫间接液化。

[投影] 图片：煤的液化

[投影] 煤的综合利用

[板书] 6、煤的综合利用所带来的好处：Ⅰ. 提高了煤的热效率；

Ⅱ. 从煤中获得众多的化工原料；

Ⅲ. 防止了环境污染。

[小结] 煤的综合利用：（1）煤的组成和分类（2）煤的干馏（3）煤的气化和液化

[过渡] 刚才我们学习了煤的综合利用，下面我们学习石油是如何综合利用的呢？

[板书] 二、石油的综合利用

[讲述]

未经加工的石油叫原油，是一种棕黑色粘稠液体。

[设问] 石油是纯净物还是混合物？

[板书]1、石油的成分：

[学生回答1] 是混合物，它有汽油、煤油、柴油等产品。

[学生回答2] 是混合物，它从地下开采出来，因此不可能是纯净物。……

[归纳] 石油是混合物。它主要是由多种的碳氢化合物组成。

[板书] （1）石油组成：碳、氢、硫、氧、氮等。（2）石油成分：各种烷烃、环烷

烃和芳香烃组成的混和物，一般石油不含烯烃。

[板书] 2、石油的炼制：开采出来的石油叫做原油。要经过一系列的加工处理后才能得到适合不同需要的各种成品，如汽油、柴油等。

[讲述]

原油含水盐类、含水多，在炼制时要浪费燃料，含水量盐多会腐蚀设备。所

以，原油必须先经脱水、脱盐等处理过程才能进行炼制。

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[设问]

刚才所说的汽油或柴油是通过什么方法得到的？

[学生回答]

通过石油的分馏可得到汽油和柴油等。

[讨论与交流] Ⅰ. 什么叫分馏？Ⅱ. 分馏的设备：加热炉和分馏塔 Ⅲ. 主要产品：轻质油（汽油、煤油、柴油等）和重油（含碳原子较多）Ⅳ. 产品特点：轻质油少（社会需要量大）、重油多（社会需要量小）

先复习随着烃分子里碳原子数增加，烃的沸点也相应升高的知识，然后启发学生如何能把石油组成里的低沸点烃和高沸点烃分离开。

[讲述]

给石油加热时，低沸点的烃先气化，经过冷却先分离出来。随着温度升高，

较高沸点的烃再气化，经过冷凝也分离出来。

[板书] （1）石油的分馏：利用原油中各组分沸点的不同进行分离的过程叫做分馏。

按P96图4-6左半部分介绍，要突出介绍分馏塔的作用。最后总结石油常压分

馏产物：液化石油气、汽油、煤油、柴油、重油。

接着，提出重油所含的成分如何分离？升温？在高温下，高沸点的烃受热会分

解，更严重的是还会出现炭化结焦、损坏设备，从而引出减压分馏的方法。

按课本P96图4-6下半部分介绍介绍减压分馏过程和产物：重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青。

[追问] 如何才能将过剩的重油变成轻质油？

[板书] （2）石油的裂化和裂解：

[讨论与交流]Ⅰ. 什么是裂化？裂化与裂解有什么区别？Ⅱ. 催化裂化的目的：提高汽油的产量。Ⅲ. 写出十六烷裂化、裂解的化学方程式，分析其化学键的断裂与形成过程。

[板书] 裂化——就是在一定条件下，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。裂解: 深度的裂化。

裂化过程举例：

CH16C8H18C8H16辛烷辛烯C4H10C4H8丁烷丁烯CH4C3H6甲烷丙烯C2H6C2H4乙烷乙烯34

C8H18C4H10C4H10[学生活动]

阅读课本图4-6原油的分馏及裂化的产品和用途示意图。

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[投影并讲解]石油结构的重整石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，是链状烃转化为环状烃，如苯或甲苯等，它们也是重要的化工基本原料。

[过渡]天然气是优质清洁能源和化工原料，开发利用天然气对改善我国能源结构、

保护生态环境具有十分重要的意义。

[板书] 三、天然气的综合利用

[讲述] 天然气是一种高效、清洁的燃料。随着我国“西气东输”管线的全面贯通，

越来越多的地区将使用天然气。天然气更是一种重要的化工原料，主要用于合成氨

和生产甲醇以及合成分子内含两个或多个碳原子的其他有机化合物。

[板书] 天然气的主要成分是：甲烷 ( CH4 ) [总结]

化石燃料的使用既给予了人们方便，推动了人类的文明，同时也造成了环

境的污染。我们应辨证地认识发展生产和治理环境的关系。化石燃料是不可再生的

资源，寻找新的能源是有待解决的问题。

[板书]四、合成材料

1、原料：石油、煤、天然气。

2、合成材料基本特征：相对分子质量很大，属于高分子化合物。

3、合成材料的合成原理：加聚、缩聚

例如：乙烯合成聚乙烯：丙烯合成聚丙烯

[投影并讲解]合成材料概况：随着人类不断的文明和进步，人对天然材料的利用已

不能满足很多方面的需要，于是就发生了一场材料的革命－－人工合成材料；合成

材料的原料丰富、制造加工简单，性能千变万化；塑料、合成纤维、合成橡胶称为

三大合成材料；黏合剂、涂料也属于合成材料。

[投影并讲解]塑料的主要成分是合成树脂，其中还添加了某些特定用途的添加剂

（如提高塑性的增塑剂、防止老化的防老化剂）；有些热塑性塑料（聚乙烯塑料），

可以反复加工，多次使用；有些热固性塑料（电木），一旦加工成型就不会受热熔化。

常见的塑料：聚丙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）、酚醛塑料（电木）、聚四氟乙烯（塑料王）等。

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第二课时

环境保护与绿色化学 教学三维目标

知识与技能：

了解身边的环境污染。认识化学在环境保护中的作用，树立绿色化学的观念。

过程与方法：

课前学生对学习内容进行社会调查和查阅相关资料

课堂中，通过观看图片和视频，了解化石燃料对环境的不良影响。

自主学习，培养学生自习能力。

情感，态度与价值观：

懂得人类与环境、化学与环境科学的关系，领悟环境保护的重要意义。

教学重点：了解环境污染的原因以及解决的方法

教学难点：开发使用不污染环境对环境污染小的燃料

教学方式：启发、阅读、分组讨论与交流、归纳总结等。

教具：多媒体课件

教学过程设计：

【新课引入】播放环境优美幻灯片：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！！！ 【板书】环境保护与绿色化学

【思考与交流】1、什么是环境？2、什么是环境问题？ 3、什么是环境污染？

【投影并板书】一、环境保护

1、环境：主要是指人类的生存环境。

2、环境问题：主要是指由于人类不合理开发和利用自然资源而造成生态环境的破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染问题。

3、环境污染：人类排放的污染物质超过了环境的自净能力，引起环境质量发生不良变化从而危害人类健康和生存的现象。如：水华、赤潮、酸雨、光化学烟雾……

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【投影】水华、赤潮、酸雨、光化学烟雾……

【投影并板书】4、环境污染的分类：

按环境要素：分大气污染、水体污染、土壤污染。

按人类活动分：工业环境污染、城市环境污染、农业环境污染。

按造成污染的性质、来源分：化学污染、生物污染、物理污染（噪声、放射性、热、电磁波等）、固体废物污染、能源污染。

【思考与交流1】硫的氧化物（SO2）是形成酸雨的主要物质。而它主要是由煤大量燃烧而产生的，为防治酸雨，工业上常利用它与一些廉价易得的化学物质发生反应，并加以控制、消除或回收利用。请说明这种方法的化学反应原理，并写出相应的化学方程式。

【板书】 SO2 + CaO = CaSO3 O2 + 2CaSO3 =2CaSO4

【讲解】现在随着工业的发展，人们生活水平的不断提高，汽车的生产与使用量也越来也大。而汽车排放的尾气也是大气污染的原因之一。那么该如何减少汽车尾气对大气的污染呢？

【投影】减少汽车尾气造成环境污染的方法之一是在汽车的排气管上安装“催化剂转换器（用铂、钯合金作催化剂），它的作用是使CO、NO反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧和SO2的转化。

【板书】CH4+4NO2======4NO+CO2+2H2O CH4+4NO======2N2+CO2+2H2O 【思考与交流2】含氮、磷的大量污水任意排向湖泊、水库和近海海域，会出现水华、赤潮等水体污染问题。你认为在农村和城市造成的这种水体污染各有什么特点，并

请查阅资料了解有关的污染及治理情况。

【投影】工业废水和污水的不适当排放、化肥的不合理使用以及生活污水的任意排放会造成严重水体和水源污染。例如，含有大量氮、磷的污水排向湖泊、水库和近海海域，造成了水体的富营养化，出现藻类大量繁殖形成赤潮、水华等严重污染问题。我们日常使用的合成洗涤剂常用多聚磷酸盐作为助洗剂，在水体中经藻类的微生物催化后，容易水解为磷酸盐，成为引起水体富营养化的污染物。

【学生活动】请同学们阅读书本101页思考以下问题：

1、绿色化学的核心是什么？ 2、绿色化学有什么特点

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【板书】二、绿色化学

1、绿色化学的核心就是要利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济“就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物，这时原子利用率为100%。

2、绿色化学的主要特点：

（1）充分利用资源和能源，采用无毒、无害的原料；（2）在无毒、无害的条件下进行反应，以减少废物向环境排放；（3）提高原子的利用率，力图使所有作为原料的原子都被产品所消纳，实现“零排放”；（4）生产出有利于环境保护、社区安全和人

体健康的环境友好的产品。

【思考与交流】乙烯生产环氧乙烷

【课堂小结】环境问题是当今世界面临的热点问题之一，通过本节课的学习，请同学们更要增强环保意识，从我做起，从身边的小事做起，养成良好的习惯，热爱环境，保护环境落到实处，努力做到人与环境和谐共存。

【课外作业】

（1）教材P102—108（直接做在课本上）。讲解2课时

（2）课外做报纸第37期第2版，精选习题（课代表督促）

（3）制订好期末考试复习计划，督促学生完成试卷。

（4）第10次听写（6月22日和23日）：必修1和必修2重要

知识点听写（认真研究试卷）。

【课后反思】（1）精心备好每节课，视每节课为“公开课”。

（2）设想在课堂上可能出现的问题，以及对问题的处理方法、

补救措施。（3）重视课后反思小结。（4）注重情感因素，建立

良好的师生情感（多与学生进行沟通）。（5）中学化学教学中各

个环节如何培养学生学习化学的兴趣。“兴趣是最好的老师”

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