第二节　资源综合利用　环境保护教案评析

第二节 化学与资源综合利用、环境保护

煤.石油和天然气的综合利用（第1课时）

晋城中学

范建洪

【教学目标】

一、知识目标 了解绍石油的分馏及其产品和用途，了解石油的裂化和裂解。

了解煤的干馏和综合利用

了解煤化工和天然气化工的发展

二、能力目标

通过书写裂化反应的化学方程式，了解石油裂化的原理。

三、德育目标

了解煤、天然气、石油在国民经济和人民生活中的重要作用，了解使用煤、天然气、石油所带来的环境问题，体会化学资源综合利用和环境保护的重要意义。

【教学重点】

煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用。

【教学难点】

蒸馏、分馏、干馏的区别；石油裂化的原理。

【教学方法】

启发、阅读、分组讨论与交流、归纳总结等。

【教学用具】

图表、录像、多媒体课件

【教学过程】

一、引入新课

2004年一次能源消费构成

从图中可以看出，煤、石油、天然气是当今人类使用的主要能源，如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。

二、新课教学

一、煤的组成及其综合利用

1．煤的种类

2.煤的组成元素

煤是由有机物和少量的无机物组成的复杂混合物。主要含C元素，还含有少量的H、O、N、S等元素。

3．煤的综合利用

煤的综合利用主要是通过煤的干馏、煤的液化、和气化，获得洁净的燃料和多种化工原料。

（1）煤的干馏

煤干馏是指将煤隔绝空气加高温使之分解，得到焦炭、煤焦油、煤气。煤干馏过程中发生一系列复杂的化学反应，从煤干馏产物中可获得重要的化工原料，如氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳、苯、甲苯、二甲苯、萘、酚类等。

煤的干馏实验装置如图：

煤干馏的主要产品和用途

煤的汽化和液化就是使煤变成清洁能源的有效途径，与此同时煤的燃烧效率等也得到提高

（2）煤的气化

将煤中的有机物转化为可燃性气体的过程，主要反应为：

 CO(g)+H2(g) C (s)+H2O(g) 高温

这是一个吸热反应，所需热量一般都由同时进行的碳的燃烧反应来提供。

（3）煤的液化

煤的直接液化：使煤与氢气作用生成液体燃料。

煤的间接液化：先将煤转化为CO和H2，再在催化剂作用下合成甲醇等。

二、石油的组成及其综合利用

1.石油的组成。

•

含烃的混合物

•

按元素来看：碳、氢含量为97%--98%

•

按物质来看：烷烃、环烷烃、芳香烃的混合物

2．石油的分馏

石油分馏是利用原油中各组分沸点的不同，将复杂的混合物分离成较简单和更有用的混合物的过程。

石油分馏主要在分馏塔中进行，通过分馏可以获得汽油、煤油、柴油等轻质油。

【思考讨论】干馏、分馏和蒸馏的区别：

干馏是固态物质隔绝空气加强热发生分解反应的过程，属于化学反应。如：煤的干馏。

蒸馏是液态混合物在不需要隔绝空气情况下加热发生的液体气化再冷凝的过程。属于物理变化。

分馏是分离提纯沸点相近的混合液体的一种方法，它实质上就是多次蒸馏。如石油的分馏。

3．石油的催化裂化

石油的催化裂化是将含碳原子较多、沸点较高的烃断裂为含碳原子较少、沸点较低的汽油的过程。石油裂化的产品再经过进一步裂解，可以获得很多重要的化工原料。例如，

C16H34

 CH+CH

818816催化剂加热、加压催化剂C8H18

 CH+ CH

41048加热、加压催化剂C4H10

 CH+CH

2624加热、加压催化剂C4H10

 CH+CH

438加热、加压乙烯、丙烯、甲烷等都是通过石油裂化和裂解得到的重要化工原料。

4．石油的裂解

用比裂化更高的温度使长链的烃分子断裂成碳原子数较少的气态烃分子和少量的液态，获取有机化工原料，获得工业上的“三烯二烷”（乙烯、丙烯，1，3-丁二烯）

【思考讨论】裂化和裂解的比较

三、天然气的组成及其综合利用

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。天然气更是一种重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇及分子内含两个或两个以上碳原子的其他有机化合物。

甲烷水合物被认为是21世纪新型洁净的能源。但是储量巨大的甲烷水合物的分解和释放，会诱发海底地质灾害，还会加重温室效应，会诱发海底地质灾害，还会加重温室效应。目前，甲烷水合物已经成为关注和研究的重要领域，并取得了多项进展。

三、小结

化石燃料的使用既给予了人们方便，推动了人类的文明，同时也造成了环境的污染。我们应辨证地认识发展生产和治理环境的关系。化石燃料是不可再生的资源，寻找新的能源是有待解决的问题。

四、课堂练习

[练习1] 下列物质加入溴水中，因发生化学反应而使溴水褪色的是( )

A、己烷 B、苯

C、直馏汽油 D、裂化汽油

[练习2] 工业上获得大量的乙烯、丙烯、丁二烯所采用的方法是( )

A．减压分镏 B．常压分镏

C．石油裂化 D．石油裂解

五、板书设计

第一课时 煤、石油和天然气的综合利用

一、煤的组成及其综合利用

1．煤的种类

2．煤的组成元素

3.煤的综合利用

（1）煤的干馏

（2）煤的气化

（3）煤的液化

二、石油的组成及其综合利用

1.石油的组成

2．石油的分馏

3．石油的催化裂化

4．石油的裂解

三、天然气的组成及其综合利用