第二节　资源综合利用　环境保护优质课教案整理

《化学资源综合利用

环境保护》教案

第一课时

一、三维目标

（一）知识与技能

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；

（二）过程与方法

1．通过自主学习，提高获取信息的能力；通过小组讨论提高合作与交流的能力及归纳总结能力；

2．体会化学资源综合利用和环境保护的重要意义，提升综合利用化学资源和环境保护的意识。

（三）情感态度与价值观

认识煤、石油和天然气在国民经济和人民生活中的重要作用，关注煤、石油和天然气所带来的环境问题，体会化学在资源综合利用方面的重要价值，增强社会责任感。

二、教学重难点

教学重点：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。

教学难点：石油裂化的原理。

三、教学过程

【引课】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。

【板书】化学资源综合利用、环境保护

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。

【投影】

【讲述】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化工原料。

【板书】（2）煤的综合利用：干馏、液化和气化。

【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】干馏的主要产品和用途

产品

焦炉煤气

焦炉气

粗氨水

粗苯

煤焦油

主要成分

氢气、甲烷、乙烯、一氧化碳

氨、铵盐

苯、甲苯、二甲苯

苯、甲苯、二甲苯

酚类、萘

沥青

焦炭

碳

染料、农药、医药、合成材料

筑路材料、电极

冶金、电石、合成氨造气、燃料

用途

气体燃料、化工原料

炸药、染料、医药、农药、合成材料

【讲解】煤的气化原理：有机物转化为可燃气体。

【板书】煤的气化：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】提问天然气的主要成分？

【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

【例题】最近，新华社的一条消息中披露：我国南海海底发现巨大的“可燃冰”带，能源总量估计相当于中国石油总量的一半；而我国东海“可燃冰”的蕴藏量也很可观……“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体（CH4·H2O）。请结合初中化学知识回答下列问题：

（1）下列说法中正确的是（填序号）

。

A．CH4·H2O晶体中水是溶剂

B．CH4·H2O的组成元素有3种

C．CH4·H2O中CH4和H2O的质量比为1︰D．可燃冰能燃烧，说明水具有可燃性

（2）可燃冰的发现为我国在新世纪使用高效新能源开辟了广阔的前景。你认为能开发利用的新能源还有（至少填写二种）

，

。

【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，而其相对分子质量不等，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、地热能、氢能源等。

【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）做原料，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】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】聚乙烯颗粒：

【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。

【投影】塑料制品的回收与利用

【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。

【阅读】科学视野——壁虎的脚与胶粘剂

壁虎能在光滑的墙壁上行走自如，甚至能贴在天花板上。这表明，壁虎的“脚”底与物体表面之间必定存在很强的特殊黏着力，但这种力量究竟从何而来呢？

科学家对壁虎进行了研究，发现它的每只“脚”底部长着大约50万根极细的刚毛，而每根刚毛末端又有约400～1 000根更细的分支。这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间的距离非常近，从而产生“范德瓦尔斯力”。据计算，一只大壁虎的4只“脚”产生的总作用力压强相当于10个大气压。人们从壁虎脚的附着力得到的启示今后有可能派上用场，如用于研制爬墙机器人，或研制世界上第一种干性黏合剂。

四、板书设计

化学资源综合利用

环境保护

第一课时

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、液化和气化。

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。

煤的气化：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。

重整：在加热和催化剂作用下，链状烃转化为环状烃。

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。

（3）石油重要产品：

布置作业：课后练习。