第二节　资源综合利用　环境保护教学设计一等奖

第二节

化学与资源综合利用、环境保护

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

我们的学生基础较差的学生，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、研讨或结合当地情况组织学生参观化工厂、炼油厂、科研院所、环保部门。结合当地或其他地方污染或污染治理情况，展开调查，组织学

生上网查找资料，开展相关的研究性学习

六、课前准备

1．学生的学习准备：预习课本相应内容，填写课前预习学案2．教师的教学准备：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、课时安排：2课时

八、教学过程

第一课时

(一)预习检查、总结疑惑

检查落实了学生的预习情况并了解了学生的疑惑，使教学具有了针对性。

（二）情景导入、展示目标。

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

（三）合作探究、精讲点拨。

【背景知识回顾】

一、化石燃料

煤、石油和天然气都是古代

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

燃料，是

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

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

、

、含

化合物、未燃烧的

化合物和烟尘等，它们都是大气的污染物。

一、煤、石油和天然气的综合利用

[讲述]迄今为止，煤、石油和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，减少化石燃料所造成的环境污染，是人类面临的最大挑战。

1994年中美三大能源产量与消费量比较表

中国

美国

产量

消费量

产量

消费量

石油（亿吨）

1.461 1.627 3.863 8.079 天然气（亿立方米）

175.6 175.6 5320.9 5924.1 煤炭（亿吨）

12.4 5.72 9.35 4.92

[过渡]现在我们首先学习有关煤的综合利用的相关知识。

[板书]一、煤、石油和天然气的综合利用

[讲述]煤是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物，主要含有碳元素，此外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质。

[投影]

煤的组成：复杂的混合物；无机物含有：Si Al Ca Fe；有机物以碳元素为主，氢、氮、硫、氧等元素少量。燃烧后会污染环境，产生煤渣、COx、NOx、SO2

等烟尘

[讲述]煤的综合利用主要是通过煤的干馏、煤的液化和汽化获得洁净的燃料和化工原料。

[板书]（2）煤的综合利用：干馏、液化和汽化。

[讲述]煤的干馏是把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。在煤干馏的过程中，可以生成焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等。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；粗氨水可以生产化肥。这样，煤就可以得到综合利用。

[投影] 煤的干馏实验装置图

[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] 煤干馏的主要产品和用途

【插入】比较分馏、蒸馏、干馏

操作过程

原理

蒸馏

加热和冷凝

物理变化

分馏

加热和冷凝

物理变化

干馏

隔绝空气加强热

复杂的物理变化和化学变化

目的

分离

精炼

加工煤

[讲解]煤的气化原理：将煤中的有机物及碳转化为可燃性气体的过程。

高温

[板书] 煤的汽化：C（s）+H2O（g）

CO（g）+H2（g）

中热值气

CO(g)+ 3H2

一定条件

CH4(g) + H2O(l)

高热值气

2CO(g)+ O2

2CO2(g)

△H=-566KJ/mol

2H2(g)+ O2

2H2O(l)

△H=-571KJ/mol

CH4(g)+ 2O2

CO2(g) + 2H2O(l)

[讲解]煤的液化原理：将煤转化为液体燃料的过程，分为直接液化和间接液化。

高温

[板书] 间接液化：C（s）+H2O（g）

CO（g）+H2（g）

一定条件

CO + 2H2

CH3OH（甲醇）

[讲解] 煤的液化又称人造石油，可继续精制成汽油、柴油、液化石油气、甲醇。在石油资源日益减少的情况下，煤的液化具有十分诱人的前景。

[过渡]提问天然气主要成分？

[板书]2、天然气

[讲述] 天然气主要成分是甲烷。天然气是一种清洁燃料，可以直接用作燃料。

天然气既是一种清洁的化石燃料，更是一种重要的化工原料，作为化工原料，它主要用于合成

和生产

等。天然气化工以含一个碳原子的甲烷为原料，通过化学变化形成含两个或多个碳原子的其他有机化合物。实现天然气的有效转化是一项具有挑战性的课题。

天然气的主要用途：化石燃料、化工原料。

[板书]（1）化石燃料（2）化工原料

[讲述] 石油主要是由各种烷烃、环烷烃和环烷烃所组成的混合物。石油的大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有少量的气态烃和固态烃。

石油主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。石油的化学成分随产地不同而不同。

[板书]3、石油

（1）石油的成分：碳氢化合物混合物；元素碳、硫、氧、氮等。

[投影] 石油的炼制：

a、石油的分馏

b、石油的催化裂化

c、石油裂解（深度裂化）

d、石油催化重整

[投影讲述] a、石油的分馏

利用原油中各组分的沸点不同将复杂的混合物分离成简单混合物的过程。

b、石油的催化裂化

①裂化的目的：提高轻质液体燃料的产量。

②裂化的原理：在催化剂的作用下将含碳原子多的重油（烃）断裂成碳原子较少的烃

的过程。

c 、石油裂解（深度裂化）

裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。

d、石油催化重整

通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃

[投影]石油分馏示意图

【投影总结】石油的炼制一（表格略）

[讲解]三大合成材料与煤、石油、天然气的关系，聚乙烯塑料的合成及应用。

[投影]生产合成材料

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

④

三大合成材料：塑料、

合成橡胶、

合成纤维

。

⑤

实例：制取聚乙烯反应的化学方程式为例如：乙烯合成聚乙烯

[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-……

【插入】加成聚合反应（加聚反应）

CH2=CH2 + CH2=CH2+ CH2=CH2

[ — CH2—

……

— CH2—] 催化剂

nCH2=CH

[ — CH2— CH2—]n

（单体）

(链节)

（n为聚合度）

【小结】(3)四个概念：

①加聚反应：由不饱和的小分子化合物通过

加成

反应生成

高分子

化合物的反应称为加成聚合反应，简称加聚反应。

②单体：聚合成高分子化合物的

小分子化合物

，聚乙烯的单体为CH2===CH2。

③链节：高分子化合物中的

最小重复结构单元

，聚乙烯的链节为

— CH2— CH2—

。

④聚合度：高分子化合物中所含链节的数目

，聚乙烯的聚合度为

n

。

[板书]

【讲述】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。

[总结]略

[作业]见学案

[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。

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的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：

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。