第二节　资源综合利用　环境保护课堂实录【3】

煤、石油和天然气的综合利用

教材分析

本节课是人教版必修2第四章第二节的内容，分为两部分。教材从资源利用和环境保护这一视角，阐明化学和人类可持续发展的关系，与上节内容相辅相成。第一部分重点从资源利用和需求角度出发，介绍几种常见的能源：煤、石油和天然气等的组成和用途。在介绍主要能源中，重点讲述了根据不同工业需求时代发展的需要，提出煤的干馏、气化和液化以及石油的裂化、裂解的工业原理，介绍了常见的产品，这也是现代化学要研究的主要问题。在教学过程中渗透的学科思维、绿色化学思想都有利于学生核心素养的培养和提高。

本节内容从科学、技术和社会相互协调作用背景的角度，有利于学生加深体会化学在综合利用自然资源中的作用，学会辩证地看待人类和自然和谐发展中可能会遇到的问题，并培养做出果断决策的意识和能力；从学科知识的角度，有利于学生将前面所学过的知识和技能进行必要的梳理、归纳和拓展，主要包括有机物之间的转化。因此，本节作为高中必修模块的结尾，不仅对于学生总结复习很重要，而且对于学生进一步确定、学习后续的选修模块乃至选择自己未来的升学和就业方向都可能会产生一定的影响。

教学目标

1．了解常见化石能源：煤、石油、天然气的化学组成及利用。

2．通过对“煤制油”工艺原理的学习，掌握化石能源综合利用方法，提高学生思维的深度和广度。

3．认识化石燃料燃烧对环境的影响，了解环境保护和开发新能源的重要意义。

4．通过“媒体教学”“能源标本”“实验演示”“讨论展示”等教学手段，提升学生核心素养和对学科知识的理解应用能力。

教学重点

煤、石油、天然气的化学组成和综合利用。

教学难点

煤、石油、天然气的综合利用——“煤制油”工艺

教具准备

媒体视频、煤和石油产品标本、石蜡油分解的实验用品等。

思维导图

教学过程

（一）情境引入——“煤制油”

[创设情境]

1、我国的化石能源结构和2015年中国一次能源消费占比

2、国内最大规模的“煤制油”项目——神华集团介绍

[学生思考]

在老师的引导下，进入学习情境，并思考我国面临的能源问题及解决方案。

[设计意图]

让学生了解我国化石能源结构，并激发学生的学习兴趣和探究欲望。

（二）自主学习——煤和石油的组成

[提供资料]煤的结构模型图，石油的组成介绍

[提出问题]

1．从组成元素角度看，煤和石油的主要区别是什么？使用过程可能产生最大的问题是什么？

2．煤和石油在生产生活中主要扮演什么角色？

[学生回答] 1.煤与石油组成元素基本相似，都含有C H O N S等；但煤主要元素为C，石油的主要元素为C和H。由于N S等元素的存在，使用过程中容易产生SO2、

NOX，造成环境污染。

2.煤主要做燃料，缺点是燃烧效率低，有烟尘等污染。

[设计意图]

1.对比教学，宏微结合，引发学生思维碰撞，鼓励学生表达交流，突出学生的主体地位；

2.承上启下，让学生体验到化学源于生活，寓于生活，用于生活。

（三）探究学习——煤的干馏和石油的分馏

[提供资料]

教材P95-96内容，煤干馏产品标本，石油分馏产品标本

[提出问题]

1、从化学原理上看，煤的干馏和石油分馏有何区别？

2、石油分馏得到的占比75%左右的重油供大于求。如何解决这个问题呢？

[追问1]

如何设计实验来验证石油的裂解产物？

演示“石蜡油的分解实验”

[追问2]

本实验中石棉、MnO2可能的作用？

[自行梳理]

同学之间分享交流自己的探究结果，了解煤的干馏产品石油的分馏产品在生产生活中主要用途。

[讨论回答]

1、煤的干馏是化学变化，石油分馏是物理变化；

2、提出“裂化”“裂解”“减压蒸馏”的方法。

[提出方案]

用酸性KMnO4溶液检验，观察实验现象。

[设计意图]

以煤和石油产品的标本为模型，强化感知，培养学生信息提取加工能力；创设真实情景，引导学生观察实验现象，分析实验原理，体验探究成果。

（四）深度学习——煤制油工艺

[提出问题]

依据煤和石油的化学组成，请你大胆猜想煤转化为石油的方法？

[提供资料]

贝吉乌斯发明了从煤中提取工业汽油的方法；

中国煤化工2015年度十大新闻（提取“煤制油”相关信息）。

[感悟]

了解著名科学家以及他所作出的贡献，根据信息，分析“煤制油”有关化学原理。

[提出方案]

在学习目标的指引下，交流讨论，积极思考教师所提出的问题，大胆表达自己的想法：催化加氢。

[提供资料]

1、中国煤化工2015年度十大新闻（提取

“环境保护”的相关信息）。

2、神华集团“煤制油”

[优化方案]

联系所学的水煤气相关知识，优化方案；

体会“煤制油”的研发价值，产生对甲醇、乙二醇的信息的不解，在老师引导下书写有关反应方程式。

[设计意图]

这是对探究学习的延伸，问题有较大的开放性，留给学生进一步思考的足够空间；

由浅入深，设计思维冲突，引发学生的深度学习；提升学生对化学学科的兴趣，并有信心学好化学；多角度利用资源，引发学生思考，培养学生环保意识和绿色化学思想。

（五）拓展学习——未来能源

[提供资料]

1.家用天然气，天然气汽车；

2.介绍可燃冰的化学组成及蕴藏量；

3.介绍为可燃冰开采作出巨大贡献的“蛟龙号”载人潜水器及总设计师——崔维成（本校校友）。

[提出问题]

与煤和石油相比，天然气作能源的主要优点？

[分享交流]

同学之间分享交流自己所了解的生活常识，并从化学组成角度分析天然气的优点

[聆听感悟]

感受祖国的强大和校友的优秀，同时体会以及科学技术在工业生产中的巨大作用。

[设计意图]

学以致用，让学生体验到化学源于生活，寓于生活，用于生活；激起学生学习化学的兴趣，勇于担当责任。

（六）归纳小结

[构建思维导图]

对本课重点知识作概括与总述，构建知识网络。

[分享交流] 对比分析，总结提升

[设计意图]

便于学生及时巩固本节课所学知识，形成一个完整的轮廓。

教学反思

1、本节教学属于了解性知识，若按常规教学，以讲为主，学生会感到枯燥、乏味，难以接受。所以本节课尽量将媒体资料进行整合，通过实物标本、图表对比、视频资料等增加信息量，增强学生的参与度，激发学生的学习兴趣，有效地获取信息。

2、本节课教学设计思想是：围绕“煤制油”教学主线，设计“自主学习→探究学习→深度学习→拓展学习”四个学习模块，充分利用媒体资源，结合生产实践，调动学生的主体性，设计问题引领学生的思考分析问题由浅入深，从微观到宏观，最终达成深度教学的目的。过程中关注“宏微结合”“分类表征”“变化守恒”“模型认知”“实验探究”“绿色应用”等要素的渗透。