第二节　资源综合利用　环境保护优质课教案设计

煤、石油和天然气的综合利用

崔金波

电白二中

一、教学目标

1、知识与技能

（1）认识煤、石油和天然气是人类利用的三大化石能源，一次能源。

（2）知道煤的组成成分，了解煤的综合利用中煤的干馏、液化和气化，减少煤燃烧所造成的环境污染。

（3）知道石油的成分，简单了解石油的常压蒸馏、减压蒸馏，石油的分馏和裂化，知道石油化工产品及其用途。

（4）通过乙烯聚合反应的书写，了解聚合反应的原理。

2、过程与方法

通过自学、讨论，完成导学学案，培养讨论、交流和合作学习。

3、情感、态度与价值观

简单了解煤、石油好天然气的形成、组成，煤和石油加工原理，产物的种类和在国民经济中的重要作用，体会石化资源综合利用和环境保护意识的提高。

二、教学重点

煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用。

三、教学难点

石油的催化裂化、加聚反应的原理

教学过程

导入新课

PPT投影汽车火车飞机轮船在交通领域的图片，引入能源的重要性；投影发电厂、炼钢厂图片，突出煤的利用领域。

【板书】一、煤、石油和天然气的综合利用

1、煤

[过渡]

煤和石油是远古的生物由于地壳运动被埋在地下，在高温高压的条件下，经复杂的物理、化学变化而形成的混合物。煤是有有机物和无机物所组成的复杂的混合物，主要含有碳元素，同时还含有少量的氢、氮、硫和氧元素。

（1）

煤的成分：复杂的混合物；含有碳、氢、氮、硫和氧元素。

投影煤的相关图片以及煤的结构图片

[分析]煤的综合利用主要是通过煤的干馏、煤的液化和煤的气化获得洁净的燃料和化工原料（2）煤的综合利用：干馏、液化和气化

（2）煤的干馏：煤的干馏是把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。煤干馏的过程中可以生成焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气。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，粗氨水可以生成化肥。这样就实现了煤的综合利用。

[投影]煤干馏的主要产品和用途

产品

焦炉

煤气

焦炉气

粗氨水

粗苯

煤焦油

焦炭

主要成分

氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳

氨和铵盐

苯、甲苯、二甲苯

苯、甲苯、二甲苯

酚类、萘

沥青

碳

用途

气体燃料、化工原料

炸药、染料、医药、农药、合成材料

染料、医药、农药、合成材料

筑路材料、电极

冶金、电石、合成氨造气、燃料

1

[思考]煤的干馏与煤的直接燃烧有什么区别吗？

学生思考后回答：

煤直接燃烧只是把煤作为燃料，为火力发电厂、工厂提供能源；煤干馏可以分离得到多种化工原料，还可以提供作能源的一氧化碳和焦炭，充分体现煤的价值。

过渡]煤燃烧时不仅产生我们所需的能源，同时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，改进燃烧技术、改善燃煤质量和排烟设备；另一方面，设法把煤转化成清洁能源。煤的气化和液化就是把煤变成清洁能源的有效途径，同时煤的燃烧效率也能够得到提高。

高温

C(s) + H2O

CO(g) + H2(g) （3）煤的气化：

（4）煤的液化：直接液化

、间接液化。

直接液化：煤与氢气生成液体燃料

间接液化：煤→CO + H2

→

甲醇

[过渡]

提问天然气的主要成分。

2、天然气的主要成分是甲烷（CH4），天然气的主要用途：化工原料、化石燃料。

3、石油

（1）石油的成分：碳氢化合物的混合物；组成元素有碳、氢、硫、氧、氮等

石油的炼制：原油的成分复杂，还含有水和氯化钙、氯化镁等盐类。原油必须先经过脱水、脱盐等处理过程，才能进行炼制。经过脱水、脱盐的石油主要是烃类的混合物，因此没有固定的沸点。给石油加热时，低沸点的烃先气化，经过冷凝先分离出来。随着温度升高，较高沸点的烃在气化，经过冷凝液分离出来。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。工业生分馏石油是在分馏塔中进行的。

石油通过分馏的方法可以得到汽油、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，特别是汽油的产量，在石油工业上采用了裂化的方法。裂化就是在一定的条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小，沸点低的烃的过程。

（2）石油的炼制

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的有用的混合物的过程。

裂化：在一定的条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小，沸点低的烃的过程

裂解：使具有长链分子的烃断裂成为各种短链的气态烃和少量液态烃，以提高有机化工原料的过程。

重整：在加热和催化剂作用下，链状烃转化为环状烃。

C16H34

十六烷

C8H18

辛烷

C4H10

丁烷

C8H18

辛烷

C4H10

丁烷

CH4

甲烷

+ C8H16 辛烯

C4H8 丁烯

C3H6 丙烯

+ + C4H10

C2H6

C2H4 + 丁烷

乙烷

乙烯

规律：生成等量的烷烃与烯烃，目的：提高汽油的产量

[过渡]

下面我们来看三大合成材料与煤、石油、和天然气的关系，聚乙烯塑料袋合成与应用

2

聚乙烯的生产原理：

CH2=CH2

+

CH2=CH2

+

CH2=CH2

+……

—CH2—CH2—

+ —CH2—CH2—

+ —CH2—CH2—

+

……

在适当温度、压强和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。

（2）

石油重要产品：

nCH2=CH2

催化剂

—CH2—CH2—

n

聚乙烯

—CH2—CH2—

CH

2—CH2—

CH

2—CH2—

……

聚乙烯及聚丙烯与白色污染的关系，提示同学们爱护环境，塑料垃圾不随便扔！

【投影】塑料制品的回收与利用

思考与交流

1、

回收利用废旧合成材料的途径？

2、

通过数据论证限制生产和使用聚苯乙烯快餐盒的意义。

3

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）煤的成分：复杂的混合物；含有碳、氢、氮、硫和氧元素。

（2）煤的综合利用：干馏、液化和气化

煤的干馏：煤的干馏是把煤隔绝空气加强热使它分解的过程

高温

C(s) + H2O

CO(g) + H2(g) （3）煤的气化：

（4）煤的液化：直接液化

、间接液化。

直接液化：煤与氢气生成液体燃料

间接液化：煤→CO + H2

→

甲醇

2、天然气：

化石燃料；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：碳氢化合物的混合物，组成元素有碳、氢、硫、氮、氧等

（2）石油的炼制

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的有用的混合物的过程。

裂化：在一定的条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小，沸点低的烃的过程

裂解：使具有长链分子的烃断裂成为各种短链的气态烃和少量液态烃，以提高有机化工原料的过程。

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：

nCH2=CH2

催化剂

—CH2—CH2—

n

聚乙烯

聚合反应

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