课题3　石油、煤和天然气的综合利用课件配套优秀公开课教案设计

《石油煤和天然气的综合利用》教学设计

一、教学目标

1、

知识与技能

（1）了解煤、石油和天然气的综合利用，特别是石油的利用。

（2）了解石油的裂化和裂解，了解加聚反应化学方程式的书写。

2、

过程与方法

（1）通过石油分馏流程图的展示使学生掌握工业炼制石油的基本流程和方法。

（2）通过化工案例的分析，了解石油化工对人类生活的重要性。

3、

情感、态度和价值观

了解我国石油化工、煤化工的发展状况，感受有机化工与现实生活和工农业生产的密切联系。

二、学情分析

在初中化学和必修化学2中，都介绍了石油、煤和天然气的有关知识，并且，在必修化学2中又介绍了较多的有机化合物知识。在此基础上，根据课程标准的要求，本课题从化石能源综合利用的角度，进一步介绍了石油、煤和天然气的知识。充分利用学生已有的相关知识，通过讨论、思考、交流认识石油、煤和天然气，教学中可利用教材中的“学与问”和“思考与交流”，复习已学过的知识。配合课外活动，让学生通过查阅书籍、报刊、上网等方式，收集有关石油、煤和天然气的有关信息，归纳整理或写出小论文，在班上与同学交流。

三、教学内容分析

根据课程标准的要求，本课题从化石能源综合利用的角度，介绍了石油、煤和天然气的知识。关于石油，教材通过再现必修化学2的一幅“原油分馏及裂化的产品和用途示意图”来引入，并用“思考与交流”的形式，使学生能回忆思考并充分交流，在此基础上，介绍了石油炼制的方法，石油的分馏和裂化，关于天然气，本课题只是简单介绍了天然气作为有机化工基本原料的技术进步及应用前景。关于煤，主要介绍了煤的干馏、煤的气化和液化。煤的液化近年来在研究和应用领域比较重视并有了一定的发展，教材强调煤的综合利用对于我国解决能源问题、环境问题的特殊意义。最后还介绍了一碳化学的有关内容，使学生了解与传统的石油化工、煤化工和天然气化工发展不同的思路和趋势，帮助学生进一步体会和认识化学所特有的应用价值和魅力。

四、教学环节

（一）石油和天然气

1、

石油的炼制和石油化工

（1）石油的成分

石油是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物，元素组成主要含有碳和氢元素，还有少量硫、氧、氮元素。

（2）

炼制的目的

A、

一方面是将石油中的混合物进行一定程度的分离，使它们物尽其用；

B、

将含碳原子数较多的烃转变为含碳原子数较少的烃作为基本有机化工原料，以提高石油的利用价值。

（3）石油的分馏

A、石油分馏的原理：工业上通过常压分馏和减压分馏的方法，把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物而分离出来。

B、石油分馏的产品：分馏出来的各种成分叫做馏分。

【思考1】

石油的各种馏分有无固定的沸点？为什么？

提示：没有。石油的各种馏分仍然是多种烃的混合物，所以没有固定的沸点。

（3）

石油的裂化和裂解。

①

石油的裂化

裂化的目的：获得较多的轻质油，特别是提高汽油的产量。

裂化的原理：采用催化的方法，在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为相对分子质量较小、沸点较低的烃。

②

石油的裂解

裂解的目的：获得更多乙烯、丙烯等基本有机化工原料。

裂解的原理：裂解即深度裂化。

【思考2】

直馏汽油和裂化汽油的成分有哪些，如何鉴别？

提示：直馏汽油是石油通过直接分馏的分馏的方法获得的汽油，因而其主要成分是烷烃、环烷烃等；裂化汽油主要是长链烷烃裂化后得到的饱和烷烃和不饱和烯烃的液态混合物。可见直馏汽油与裂化汽油的成分主要差异在于有无烯烃存在，因此，可用溴水鉴别直馏汽油和裂化汽油。

2、天然气的利用

（1）直接用作燃料。

（2）作为化工生产的原料，可用来制氢气、乙烯、甲醇等。

（3）合成液体燃料，替代石油生产清洁汽油、柴油等燃料油。

（二）煤的综合利用

1、煤综合利用的必要性

2、煤综合应用的三种主要方法

（1）干馏：将煤隔绝空气加强热使其分解的过程。

煤干馏的产品及用途：

（2）气化：把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程，主要产品是低热值气CO、H2、相当量的N2, ，中热值气CO、H2、少量CH4，高热值气CH4

（3）液化：

直接液化：高温、高压和有催化剂条件下，与适当溶剂混合，使煤与H2作用生成液体燃料，主要产品是优质汽油、柴油、芳香烃、液化石油气等

间接液化：把煤转化成CO和H2，经催化合成烃类燃料、醇类燃料及化学品等，主要产品是合成汽油、甲醇及化学品等

【思考3】

煤的干馏和石油的分馏都是化学变化，煤的液化和气化都是物理变化。对吗？

提示：不对。煤的干馏、液化和气化都是化学变化，石油的分馏是物理变化。

（三）煤化工和天然气化工的发展——一碳化学

1、

一碳化学

一碳化学是以分子中只含一个碳原子的化合物为原料来合成一系列化工原料和燃料的化学。

2、

煤气化的主要反应式

3、

合成气化学

合成气化学使用不同催化剂，从合成气制出不同的产物。

（1）

甲烷化学：由CH4通过催化反应直接生成新的化合物。

（2）

甲醇化学：由CH3OH通过催化反应直接生成新的化合物。

五、教学评价

本节课我运用自主合作课堂模式。整节课课堂气氛活跃，学生参与度高。基本完成原本的教学任务。自主合作课堂模式课堂知识点可能不够全面，课堂结构也可能不完整，但会很好地调动了学生学习的积极性，会引发很多意想不到的思维火花，会很容易了解学生的思维弱点，而且不断增强学生的自学能力，学习能力和学习成绩将会明显提高。