第二节　资源综合利用　环境保护第二课时教案

第四章 化学与自然资源的开发利用

第二节 化学与资源综合利用、环境保护

2课时

【教学目标】

一、知识目标 1．了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用。

2.了解以煤、石油、天然气为原料生产合成材料。

3.了解节约能源和防止污染的重要性。

4.了解绿色化学的含义并体会绿色化学在化工生产中的重要性。

二、能力目标

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。

三、德育目标

了解煤、天然气、石油在国民经济和人民生活中的重要作用，了解使用煤、天然气、石油所带来的环境问题，体会化学资源综合利用和环境保护的重要意义，提升综合利用化学资源和环境保护的意识。

【教学重点】

煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用。

【教学难点】

石油裂化的原理、加聚反应的原理。

【教学方法】

启发、阅读、分组讨论与交流、归纳总结等。

【教学用具】

实物、模型、图表、录像、多媒体课件

【教学过程】 第一课时

一、引入新课

2004年一次能源消费构成

全世界

中国

原油

36.8% 22.3% 煤炭

27.2% 69.0% 天然气

23.7% 2.5% 水电

6.2% 5.4% 核能

6.1% 0.8% 从表中可以看出，煤、石油、天然气是当今人类使用的主要能源，同时也是重

要的化工原料，如乙烯和苯就是从石油和煤中提取出来的。化石燃料是不可再生能源，其综合利用越来越受人们的重视。

二、新课教学

第一课时 煤、石油和天然气的综合利用

迄今为止，煤、石油、天然气仍是人类使用的主要能源，同时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。

一、煤煤、石油、天然气的组成及其综合利用

1．煤、石油和天然气的组成

1

化石燃料

组成

煤

__________和少量___________组成的复杂混合物,主要含碳元素，另外有少量___________________等元素

天然气

石油

主要成分是_____________ 由多种______________组成的混合物

2．煤、石油和天然气的加工及利用

3．以煤、石油、天然气为原料生产合成材料

(1)三大合成材料：①______________；②_____________；③______________。

(2)合成高分子的反应——加聚反应

①定义：在适当温度、压强和催化剂存在的条件下，不饱和化合物发生自身______________反应，形成相对分子质量巨大的高分子化合物的反应。

②相关概念

单体——生成高分子化合物的小分子化合物。

2

链节——高分子化合物中的最小重复______________。

聚合度——高分子化合物中所含的____________的数目。

例如：聚乙烯的生成

【自我测评】

1．判断正误：

(1)石油的分馏、裂化、裂解都属于化学变化。( ) (2)石油的裂化是根据石油中各组分的沸点的不同进行分离，从而获得裂化汽油。( ) (3)化石燃料燃烧时产生的二氧化碳是大气污染物之一。( ) (4)天然气的主要用途就是作燃料。( ) 【思考】

(1)高分子化合物聚乙烯( )的单体和链节的组成和结构都相同吗？

(2)能否用裂化汽油萃取溴水中的溴单质？

【认知与总结】化学中的“三馏”和“两裂”

1．化学中“三馏”的比较

名称

原理

特点

干馏

隔绝空气、高温下使物质分解的过程

属于化学变化，产物为混合物

蒸馏

根据液态混合物中各组分沸点

属于物理变化，产物为单一组不同，加热使某一组分蒸发进行分离

分的纯净物

分馏

根据液态混合物中各组分沸点

属于物理变化，产物为沸点相不同进行分离

近的各组分组成的混合物

2.化学中“两裂”的比较

名称

定义

目的

在一定条件下，把相对分子质裂化

量大、沸点高的烃断裂为相对分子质

提高轻质油的产量，特别是提高量小、沸点低的烃

汽油的产量

在高温下，使具有长链分子的烃裂解

断裂成各种短链的气态烃和少量液

获得短链不饱和烃

态烃，属于深度裂化

特别提醒

(1)煤干馏时一定要隔绝空气，目的是防止煤在空气中燃烧。

(2)由于石油中有些物质的沸点很接近，所以每种石油的馏分仍然是多种烃的

混合物。

(3)因为裂解气中含有烯烃，因此把裂解气通入溴水或酸性KMnO4溶液中，

二者均会褪色。

(4)直馏汽油和裂化汽油的成分不同，性质有明显的区别，直馏汽油的成分为

饱和烃，裂化汽油为饱和烃和不饱和烃的混合物，故裂化汽油可以发生加成反应，可使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色。

3

[题组训练]

题组一

煤的干馏与石油的分馏

1.对如图所示的变化叙述错误的是(

) A．右图所示实验中发生了化学变化

B．液体X的pH>7，Y是一种黑色黏稠状液体

C．气体Z易燃，可还原CuO，也可使溴的四氯化碳溶液褪色

D．液体Y是一种纯净物

2．下图是石油分馏塔的示意图，a、b、c三种馏分中(

)

A．a的沸点最高

B．b的沸点最低

C．c的平均相对分子质量最大

D．每一种馏分都是纯净物

题组二

石油、煤的综合利用

3．下列说法正确的是(

) A．石油分馏获得的汽油是纯净物

B．石油的裂化是物理变化

C．煤干馏后可以得到粗苯

D．石油的裂解可以得到氯乙烯

第二课时

二．环境保护与绿色化学

阅读教材P100～P102，思考并填空

1．环境问题：是指人类不合理地开发和利用自然资源而造成的______________破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。

2．环境保护的任务

(1)环境监测：对污染物的存在形态、含量等进行分析和鉴定，提供可靠的分析数据。

(2)三废的治理：工业三废是指__________、_________、__________，是主要的环境污染物。

(3)寻找源头治理环境污染的生产工艺：杜绝__________的排放，能从根本上解决环境问题。

3．绿色化学 (1)核心：利用______________从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。

(2)最高目标：原子利用率是______________，即反应物中的原子全部转化为期望的最终产物。

4

【自我测评】

1．判断正误：

(1)绿色化学的含义是对污染物进行治理。( ) (2)加成反应和取代反应中，反应物原子利用率均达到100%。( ) 2．思考：

防止环境污染，用化学方法处理“工业三废”是一种重要的手段。这种措施是否符合绿色化学的理念？

[认知总结]

1.绿色化学的特点和原子经济性

(1)绿色化学的特点

①开发绿色反应，将原子利用率提高到100%。

②使用无毒、无害的原料、催化剂、溶剂。

③开发绿色工艺。

④开发和生产绿色产品。

(2)“原子经济”

“原子经济”要求反应物的原子全部转变成最终产物，原子利

用率达到100%，也就是说在化学反应过程中不产生任何废物。

化学反应的“原子经济”好坏用原子利用率来衡量：原子利用

期望产物的总质量率＝×100%。

生成物的总质量【特别提醒】绿色化学提出的目标和任务不是被动地治理环境污染，而是主动地防止环境污染。只有从根本上切断污染源，才能真正做到保护环境。

2．六大环境问题

环境问题

温室效应

酸雨

臭氧层破坏

主要污染物

CO2

SO2

氟氯代烷

主要危害

造成全球气候变暖，水位上升，陆地面积减小等

土壤酸化、水源污染、建筑物被腐蚀等

到达地球表面的紫外线明显增多，给人类健康及生态环境带来多方面危害

刺激人体器官，特别是人的呼吸系统，使人生病甚至死亡

主要危害

(1)在土壤中影响农作物吸收水分和养分，白色污染

废弃塑料制

导致农作物减产

(2)混入生活垃圾中难处理、难回收

(3)易被动物当作食物吞入，导致动物死亡

赤潮和水华

元素的营养物质

废水中含氮、磷使水体富营养化，导致水中藻类疯长，消耗水中溶解的氧，使水体变得浑浊、水质恶化

5 光化学烟雾

碳氢化合物、NOx

环境问题

主要污染物

【讲练互动】

[题组训练]

题组一

环境保护

1．化学与环境保护、工业生产、生活等密切相关。下列说法不

正确的是(

)

A．PM2.5是指大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物。PM2.5

比胶体粒子小，因其比表面积大，故可吸附含有铅、镉、铬、

钒、砷等对人体有害的重金属离子，入肺后对人体产生很大的

危害

B．富含氮、磷的生活污水不能排放到河中，也不能直接用于

农田的灌溉

C．大力实施矿物燃料“脱硫、脱硝技术”，可以减少硫的氧

化物和氮的氧化物对环境的污染

D．14C可用于文物的年代鉴定，14C和12C互为同位素

2．某校高一研究性学习小组将造成我省某市空气污染的主要原

因分为以下四种：

A．燃烧农作物秸秆

B．燃烧含硫煤

C．粉尘污染

D．机动车尾气污染

并就造成该市空气污染的最主要原因调查了该市100名市民和

100位环保部门人士。调查结果如下图所示：

(1)调查结果显示：该市市民认为造成空气污染的最主要原因是__________(填序号，下同)，环保人士认为造成该市空气污染的最主要原因是________________。

(2)调查结果说明市民对造成空气污染的最主要原因认识不足。该最主要原因造成的大气污染的主要有害成分是______________，空气中该成分含量较高时，在空气中的氧气和水的共同作用下，会形成酸雾，其化学反应方程式为_________________________________。

(3)下列措施能够减少空气中该成分排放量的是__________。

①用天然气代替煤炭作民用燃料

②改进燃烧技术，提高热能利用率

③工厂生产时将燃煤锅炉的烟囱造得更高

④燃煤中加入适量石灰石后使用

题组二

绿色化学

3．下列做法中不符合“绿色化学”思想的是

(

)

A．以水性涂料代替油性涂料

B．以无磷洗涤剂代替含磷洗涤剂

C．实验后的有毒有害物质应分类收集、统一处理

D．在通风橱中制氯气时不用NaOH溶液吸收尾气

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【易错易混小结】

1．煤的干馏必须是在隔绝空气的条件下进行的，原因是煤在高温下与空气中的O2易发生化学反应。

2．煤的干馏、气化和液化，石油的裂化和裂解均为化学变化，石油的分馏属于物理变化。

3．煤的气化、液化的目的是把煤转变为清洁能源，提高煤的燃烧效率；石油分馏的目的是为了得到汽油、煤油、柴油等轻质油；石油裂化的目的是为了提高轻质油特别是汽油的产量和质量；石油裂解的目的是为了得到乙烯、丙烯、丁二烯等短链不饱和烃。

4．绿色化学、白色污染与颜色无关：绿色化学不是被动地治理污染而是主动地防止环境污染，只有从根本上切断污染源，才能真正的做到保护环境；白色污染是指生活、生产中废弃的塑料制品而造成的污染。

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