第二节　资源综合利用　环境保护教学内容

第二节

化学与资源综合利用、环境保护

第一课时

一、教材分析

本节教材从资源利用和环境保护这一视角，从人类使用火到水、木材、煤、石油、天然气等资源,其中的大多数资源属于不可再生的有限资源。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、学科素养

1．认识煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义。

2．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。

3．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

我们的学生都是上一级学校挑选后留下的，分为实验班、提高班、普通班三个层次。学生已有的知识水平有较大差距，故本节在实际教学中要根据不同层次学生，选取不同的难度要求进行。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。

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。

[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]1、煤的综合利用

[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。

[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。

[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]表4-2 煤干馏的主要产品和用途

[讲解]煤的汽化原理：有机物转化为可燃气体。

[板书] 煤的汽化：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]

[过渡]提问天然气主要成分？

[板书]2、天然气

[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、合成多个碳原子的有机化合物。

[阅读]资料卡片---甲烷水合物

[讲解] （1）溶剂是能够溶解其他物质的物质，溶剂与溶质间没有固定的组成，而CH4·H2O的组成固定故A不正确．CH4中含C、H二元素，H2O中含H、O二元素，故CH4·H2O由C、H、O三元素，组成B正确．CH4·H2O分子中CH4与H2O的物质的量之比为1：1，而其式量不等则C不正确．CH4·H2O可燃是由于分解产生CH4的原因，故D不正确．

（2）新能源是指以新技术为基础，系统开发利用的能源包括太阳能、生物能、风能、

[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。

[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，低沸点的烃先气化，经过冷凝先分离出来。随着温度升高，较高沸点的烃再气化，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，把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。

[板书]（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。

[投影]

[板书]规律：生成等量的烷烃与烯烃，目的：提高汽油的产量。

[讲解] 在石油化工生产过程里，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，以提供有机化工原料。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]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。

[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]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。

CH2=CH2+CH2=CH2+CH2=CH2+……

→-CH2-CH2-+-CH2-CH2-+-CH2-CH2-+ ……

→-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-……

[板书] （3）石油重要产品：

[投影]聚乙烯：

[讲述]聚乙烯及聚丙烯与白色污染关系，提醒同学们爱护环境，不乱丢塑料垃圾。

[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。

[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：【达标检测】

1.通常用来衡量一个国家的石油化学工业发展水平的标志是（

）

A.石油的年产量

B.乙烯的年产量

D.合成纤维的年产量

D.硫酸的年产量

2.下列说法不正确的是（

）

A.化石燃料在燃烧过程中会产生污染环境的CO、SO2等有害气体

B.煤转化成煤气后燃烧，可以提高燃烧效率

C.天然气是气体，它不属于化石燃料

D.把煤隔绝空气加强热使之分解的过程叫干馏

3.下列说法中正确的是（

）

A.煤属于有机化合物

B.在物质变化类型上，煤的干馏过程包含了物理变化和化学变化

C.石油只含碳、氢两种元素，是多种烃的混合物

D.煤的气化和液化属于煤的综合利用

4.石油加工的主要目的是（

）

A.将石油按其成分沸点的不同加以分离

B.将石油按饱和烃与不饱和烃加以分离

C.得到碳原子数更多的烃

D.将石油中的烷烃、环烷烃和芳香烃分开

5.下列过程属于物理变化的是（

）

A.煤的干馏

B.石油分馏

C.石油裂化

D.乙烯聚合

6.石油裂化的目的是（

）

A.使长链烃分子断裂为短链烃分子

B.除去石油中的杂质

C.使直链烃转化为芳香烃

D.提高汽油的产量和质量

7.下列物质中不能用于萃取溴水中的溴的是（

）

A.直馏汽油

B.裂化汽油

C.酒精

D.苯

8.氯乙烯（CH2=CHCl）、苯乙烯（）分别发生反应生成聚氯乙烯和聚苯乙烯，试写出反应的化学方程式

。

9.煤的干馏实验如图所示：

（1）指出煤干馏后得到的固体、液体和气体分别主要含有什么物质？

（2）煤焦油经过分馏可以得到萘（的产物； ），请写出萘的相对分子质量及完全燃烧后（3）如何证明所得水层中含有氨？若用硫酸回收氨，计算得到的这种化肥中氮的含量；