第二节　资源综合利用　环境保护优质公开课教案

4.2.1 资源综合利用

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教学目标

（一）知识与技能

（1）了解从煤、石油和天然气中获得基本化工原料的方法；

（2）通过学习知道干馏与分馏、分馏与裂化的区别；

（3）思考生活中的资源利用情况，培养理论联系实际的能力

（二）过程与方法

（1）课前学生按照学习内容进行社会调查，并查阅相关资料；

（2）课堂上学生就本节课内容进行发言讨论。

（三）情感态度与价值观

通过资源综合利用的学习，体会化学与资源利用的关系，增强资源危机意识，树立节约资源和开发可再生资源的意识

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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

难点：石油裂化的原理

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教学方法

协作学习、学案导学、科学探究

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教学过程

【导入】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。今天我们将要来学习的就是几种重要能源的综合利用。

【板书】4.2.1 资源综合利用

【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。

教学环节一：了解煤的综合利用

【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、煤的综合利用

【讲述】煤是由有机物和少量无机物所组成的复杂的混合物，其组成以碳元素为主，此外还含有少量的氢、氧、氮、硫等元素以及无机矿物质。

【板书】1.煤成分：复杂的混合物，含有碳、氢、氮、硫、氧等元素。

【讲述】煤的综合利用主要是通过煤的干馏、煤的液化和气化获得洁净的燃料和化工原料。

【板书】2.煤的综合利用：干馏、液化和气化。

【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;粗氨水可以生产化肥。这样，煤就可以得到综合利用。

【板书】（1）煤的千馏：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。

产品：焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等。

【课件投影】表4-2煤干馏的主要产品和用途

【讲解】煤的气化原理：将其转化为可燃气体。

【板书】（2）煤的气化：C（s）+H2O（g）-===CO（g）+H2（g）

【讲解】煤的液化原理：直接液化、间接液化。

【板书】（3）煤的液化：直接液化：煤与氢气生成液体燃料

间接液化：煤→CO+H2→甲醉

（设计意图根据事实分析煤的物理性质和化学性质以及煤的综合利用，可以提高学生分析问题、概括总结的能力。）

教学环节二：了解石油的综合利用

【复习】初中有关石油的知识。

【讲述】石油主要是由各种烷烃环烷烃和芳香烃所组成的混合物。石油的成分大部分是液态烃，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】三、石油

1.石油的成分：碳氢化合物的混合物;含碳、氢、硫、氧、氮等元素。

【讲解】石油的炼制：原油成分复杂，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，低沸点的烃先汽化，经过冷凝先分离出来。随着温度升高，沸点较高的烃再汽化，经过冷凝也分离出来。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。工业上分馏石油是在分馏塔中进行。

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。裂化就是在一定条件下，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。

【板书】2.石油的炼制：

（1）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。

（2）裂化：在一定条件下，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。

【课件投影】

【板书】规律：生成等物质的量的烷烃与烯烃;目的：提高汽油的产量。

【讲解】在石油化工企业生产过程中，常用石油分馏产品（包括石油气）作原料，采用比裂化更高的温度

（700~ 800）有时甚至高达1000以上），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，以提供有机化汇原料，工业上把这种方法叫做石油的裂解。所以说裂解就是深度裂化，以获得短链不饱和烃为主要成分的石油加工过程。

【板书】（3）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。

（4）重整：在加热和催化剂作用下，链状烃转化为环状烃。

【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

【课件投影】图4 -6原油的分馏及裂化产品用途示意图。

【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。

【板书】3.石油重要产品的应用：

【课件投影】聚乙烯颗粒

【讲述】聚乙烯及聚丙烯与白色污染的关系，提醒同学们爱护环境，不乱丢塑料垃圾。

【课件投影】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.通过必要的数据论证限制生产使用聚苯乙烯快餐盒的意义? 回收利用废旧合成材料主要有三种途径：一是通过熔融再生，重新做成多种有用的材料;二是采用热裂解或化学处理的方法使其分解，用于制备多种化工原料;三是将废旧合成材料作为燃料使用。

（设计意图：通过思考、交流和探究，学会发现问题、提出问题、分析解决问题，

同时培养勇于质疑、敢于创新的精神。）

教学环节三：了解天然气的综合利用

【提问】天然气的主要成分是什么? 【板书】三、天然气的用途

【讲述】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：合成氨、生产甲醇、合成两个或多个碳原子的有机化合物。

【阅读】课本96页资料卡片甲烷水合物

（设计意图：根据阅读资料分析天然气的主要成分及用途，可以提高学生分析问题、概括总结的能力。）

【阅读】科学视野：壁虎的脚与胶黏剂

壁虎能在光滑的墙壁上行走自如，甚至能贴在天花板上。这表明，壁虎的“脚”底与物体表面之间必定存在很强的特殊黏着力，但这种力量究竟从何而来呢? 科学家对壁虎进行了研究，发现它的每只“脚”底部长着大约50万根极细的刚毛，而每根刚毛末端又有约400~1000根更细的分支。这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间的距离非常近，从而产生“范德华力”。据计算，一只大壁虎的4只“脚”产生的总作用力压强相当于10个大气压。而这种力的产生靠的是分子间的范德华力。人们从壁虎脚的黏着力得到的启示今后有可能派上用场，如用于研制爬墙机器人，或研制世界上第一种干性胶黏剂。

教学环节四：课堂小结

1.煤的综合利用：干馏、液化和气化。

2.石油的炼制：分馏、裂化、裂解。

3.天然气的应用

【布置作业】

完成金榜随堂检测