第二节　资源综合利用　环境保护公开课教案

第二节 资源的综合利用 环境保护

内容分析：

本节以资源利用和环境保护为视角，阐明了化学与人类的可持续发展的关系。纵观历史，从使用火到水、木材、煤、石油、天然气等资源，人类所利用的能源皆是从自然界中得到，大多数的资源都是不可再生的。所以，光注重资源的开发是不够的，还要注意资源的节约使用和开发利用中对环境的保护。化学不仅在资源的开发上发挥了重要作用，在资源的综合利用和环境保护方面也将有较大的用武之地。学习本节内容，使学生对化学与可持续发展将有更进一步的认识。

学生分析：

我班学生为普通班学生，基础较为薄弱，学生学***差距也较为明显。本节教学应多结合实际生活中的例子，重在学生了解与体会，增强学生学习和求知兴趣。

第1课时

煤、石油和天然气的综合利用

1.知识与技能

（1）了解从煤、石油、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。

2.过程与方法

（1）课前让学生深入实际生活了解、调察。

（2）学生在课堂中就本节内容发言讨论。

3.情感态度与价值观

通过资源的综合利用和学习，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。

4.重难点

重点：煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用。

难点：石油裂化原理。

5.教学设计

一、导入新课，提出问题

工业生产需要大量原材料，消耗大量能源，同时产生大量废气、废渣、废水。处理不当将造成环境污染。如何能高效利用资源，减少环境污染，保护自然环境，实现可持续发展是人类的重要课题。为此，今天我们学习几种常见能源与化工原料的综合利用。

二、推进新课，分析问题

环节一、了解煤的综合应用

【板书】1.煤的综合应用

【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）煤组成元素：碳、氢、硫、氧等元素。

（2）煤的综合应用：干馏、液化和气化。

【提问】思考一下煤的干馏是物理变化还是化学变化？为什么。

【学生】化学变化，有大量新物质生成。

【讲解】煤的干馏是把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。在煤的干馏过程中，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源料；煤焦油中含有各种烃的同系物及酚类，是重要的化工原料，焦炉气则含有甲烷、乙烯、一氧化碳等气体燃料；粗氨水可以生产化肥。这样就达到了煤综合利用的目的。

教师利用多媒体展示煤干馏的实验室装置及产品列表图片。

【板书】煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。其产品主要有：焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等。

【提问】煤是如何气化的，是否是直接将煤升华为气体？

【学生】煤的气化是通过化学变化将其转化为可燃性气体的过程，如转化为CO和H2. 【板书】煤的气化：C(s)+H2O(g)高温CO(g)+H2(g)

【讲解】同样，煤的液化也是通过化学变化将煤转变为液体燃料的过程，如甲醇。煤有主要有两种液化方式：直接液化、间接液化。

【板书】煤的液化

间接液化：煤直接液化：煤与氢气生成液休然料CO+H2甲醇

环节二：天然气的综合应用

【提问】天然气的主要成份是什么？主要用途是什么？

【学生】甲烷，做燃料。

【板书】2.天燃气的用途

【讲解】天然气除作化石燃料之外，还是一种重要的化工原料。

【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。

教师请同学们阅读课本96页资料卡片——甲烷水合物

环节三：石油的综全利用

【讲述】石油主要由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。石油的成分大部分是液态烃，同时溶有少部分气态烃与罟固态烃。

石的组成元素主要是碳氢元素，同时含少量的硫、氧、氮等元素。

【板书】3.石油

（1）石油的成份：碳氢化合物的混合物；含碳、氢、硫、氮等元素。

教师多煤体展示石油分馏的图片。

【讲解】石油的加工主要是分馏、裂化及裂解。原油成份复杂，含水及少量无机盐，因此在分馏之前需要经过脱水、脱盐等过程。

经过脱水、脱盐的石油主要是各种烃的混合物，没有固定的沸点。先对石油进行加热，将产生的石油蒸气由底部通过分馏塔，高沸点的烃在分馏塔的底端和中部先液化，低沸点的烃在分馏塔的顶端后液化，从而实现了石油中烃混合物的分离。这就是石油的分馏。

石油通过分馏的方法得到汽油、煤油及柴油等轻质油，但产量不高，仅占石油总质量的25%。为了提高轻质油的产量，还需对重油进行裂化。所谓裂化，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：

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有用的混合物的过程。

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。

教师用多媒体展示十六烷催化裂化的化学方程式。

催化剂C16H34十六烷C8H18辛烷加热、加压催化剂加热、加压C8H18+C8H16辛烷辛烯C4H10+C4H8丁烷丁烯

【板书】规律：生成等物质量的烷烃与烯烃；目的：提高汽油的产量。

【提问】如何鉴别分馏气油和裂化气油呢？现象是什么？为什么？

【学生】可以使用溴水或酸性高锰酸钾鉴别，如溴水或高锰酸钾褪色者，则为裂化汽油，不褪色者为分馏气油，因为裂化汽油含碳碳双键。

【提问】衡量一个国家石油化工水平的标志是什么？

【学生】乙烯的产量。

【提问】是否可以通过石油获得乙烯？

【学生】可以，通过石油的裂解的方式。

教师利用多媒体展示丁烷催化裂解的化学方程式。

催化剂C4H10丁烷加热、加压催化剂C4H10加热、加压丁烷C2H4+C2H6乙烯乙烷

CH4+C3H6甲烷丙烯

【讲解】在石油化工企业生产过程中，常用石油分馏产品为原料，采用比裂化温度高的温度（通常是700~800℃，有时甚至1000℃），使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。

【问题】三大合成材料包括塑料、合成橡胶、合成纤维。它们在日常生活中都有着广泛的应用，如何通过石油裂解产物合成这些有用的材料呢？

【学生】通过聚合反应。

【教师】对，比如我们曾经学习过有机物乙烯，它的碳碳双键其中一根键在一定条件下容易断裂，形成两个半键。假如很多个乙烯分子它们的双键都断裂一根键形成两个半键，那么这些乙烯分子会不会像我们的同学们一样手牵手相互连接起来呢？

教师请几个同学上讲台演示乙烯加聚反应的过程与机理。

教师利用多媒体展示乙烯发生加聚反应的图片：

H2CCH2CH2+H2CCH2CH2+H2CCH2……CH2CH2CH2CH2CH2CH2CH2+CH2CH2CH2+…………【板书】（3）石油重要产品的应用，加聚反应：

nH2C催化剂CH2[CH2CH2]聚乙烯n

教师利用多媒体展示聚乙烯颗粒及其它合成材料图片

【讲述】聚乙烯及聚丙烯与白色污染的关系，提醒同学们注意保护环境，不要乱扔垃圾。

三、课堂小结、解决问题

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。

四、作业布置

完成教材课后习题8、9题。

五、板书设计

第二节

资源综合利用

环境保护

第1课时

煤、石油和天燃气的综合利用

1.煤的综合利用

（1）煤的成份：混合物，含碳、氢、氮、硫、氧等元素。

（2）煤的综合利用：干馏、液化与气化

煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使其分解。产品：焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等。

煤的气化：C(s)+H2O(g)高温CO(g)+H2(g)

直接液化：煤与氢气生成液休然料煤的液化：

CO+H2间接液化：煤甲醇2.天然气的综合应用

（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物等。

3.石油的综合利用

（1）石油的成份：碳氢化合物的混合物；含碳、氢、硫、氧、氮等元素。

（2）石油的炼制：

分馏：利用原油中成份沸点不同，从而将复杂混合物分离成简单混合物的过程。

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。

规律：生成等物质量的烷烃与烯烃；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）石油重要产品的应用，加聚反应：

nH2C

催化剂CH2[CH2CH2]聚乙烯n