第二节　资源综合利用　环境保护优秀教案案例

4-2-1资源的综合利用 环境保护

教学目标

知识与技能：

1．了解煤、石油、天然气的组成及其综合利用

2．以聚乙烯为例，认识聚合反应、高分子化合物并了解高分子材料在生活等领域中的应用。

过程与方法：

自主学习，培养学生自学能力

情感态度与价值观：

知道学好化学等科学知识，为保护环境，解决能源危机作出贡献

教学重点：化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义

教学难点：化石燃料的综合利用

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] 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

[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]一、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。

1

[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）

[来源:Zxxk.Com][讲解]煤的液化原理：直接液化、间接液化。[板书]

[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。

2

[板书]二、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：

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。

[投影]图4-6原油的分馏及裂化产品用途示意图

3

三.天然气的综合利用

（1）气体燃料的优点：气体燃料与空气混合充分，容易完全燃烧，与固体燃料相比有较高的利用率。气体燃料便于管道运输，使用方便（易点燃，易熄灭），且清洁卫生。

（2）天然气是一种高效、清洁的燃料：随着我国“西气东输”管线的全面贯通，越来越多的地区将使用天然气。2007年7月4日前，北京将完成全部煤气置换天然气，成为全国第一个全部使用清洁能源的大型城市。广州市也将在2010年全部完成天然气的置换。一个“天更蓝、水更清、树更绿、花更艳”，生活更美好的天然气时代即将到来。

（3）天然气是一种重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇以及合成分子内含两个或多个碳原子的其他有机化合物。

四、以煤、石油、天然气为原料生成合成材料

1. 三大合成材料（合成有机高分子）

（1）合成塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。

①塑料的主要成分：合成树脂+添加剂（增塑剂、防老化剂等）

[来源:Z§xx§k.Com]

热塑性塑料：可以反复加工，多次使用（聚乙烯聚氯乙烯等）

②塑料的性能

热固性塑料：一次加工成型，受热不软化（酚醛塑料）

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（2）合成纤维

（3）合成橡胶：

顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等。

2.合成有机高分子的反应：

聚合反应：在一定条件下，由小分子（单体）合成高分子（分子量巨大的化合物）的反应。

聚合反应

加成聚合（加聚反应）：由单体生成高分子的反应。

缩合聚合（缩聚反应）：由单体生成高分子的同时还有小分子生成，

[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]图4-8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。

环境保护与绿色化学

1.环境保护：

（1）环境问题：指不合理的开发和利用自然资源而造成的资源短缺、环境污染和生态破坏。

（2）环境污染：包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染和噪声污染等。

污

染

源：主要来自化石燃料燃烧和工业生产的“三废”（废气、废水、废渣）的排放。

（3）环境问题的八大公害：

①酸雨：pH 小于

5.6

的雨水叫做酸雨。

主要成因：化石燃料燃烧排放到大气中的SO2 \NOX

。

5

防

治：改变能源结构，硫酸厂的尾气经过处理后再排放。

②温室效应：大气中的

CO2

含量增多引起地表面温度升高

。

主要成因：含碳燃料燃烧产生的CO2

排放到大气中。

防

治：改变能源结构，植树造林。

③臭氧空洞：大气平流层中的臭氧层被破坏引起“臭氧空洞”。

主要成因：氟氯烃（氟里昂）、

NO2、NO

在破坏臭氧层中起催化剂作用。

防

治：逐步减少、禁止使用氟氯烃。

④白色污染：一些塑料制品废弃物对环境的污染。

主要成因：

聚乙烯

等固体废旧塑料随意丢弃引起土壤及水的污染。

治

理：①减少使用加强回收塑料制品

②开发可降解塑料（淀粉塑料、水溶性塑料、光解塑料）

⑤光化学烟雾：空气中的

NO2

在紫外线照射下，发生一系列的

光化学

反应产生一种有毒的烟雾。

主要成因：NO2主要来自石油产品和煤的燃烧产物、汽车尾气及硝酸厂的废气

治

理：①硝酸厂的废气经回收处理后再排放

②加强对汽车尾气的治理（汽车排气管上安装转化器）

⑥赤潮（水华）：水体的富营养化污染（水中的藻类超常繁殖，覆盖在水表面）

主要成因：使用含

磷

洗衣粉的污水的排放。不合理的使用化肥。

治

理：禁止生产使用含

磷

洗衣粉。

⑦城市大气的铅污染：含铅化合物对大气的污染。

主要成因：使用含

铅汽油（汽油中加入抗爆震剂四乙基铅）的汽车排放的尾气。

治

理：禁止使用含铅汽油。

⑧环境的新公害：废旧电池对

水

及

土壤

的污染。

主要成因：废旧电池中含有酸、碱、重金属盐（Pb2+

、Hg2、Ni2+、cd2+）

等污染物，＋废旧电池的随意丢弃引起的污染。

治

理：设立废旧电池回收站。

2.绿色化学：绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上减少和消除工业生产对环境的污染。

6

原子经济：按照绿色化学的原则，最理想的“原子经济”就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物。这时原子的利用率为100% 。

二、化学与可持续发展：化学在资源开发、资源利用、环境监测、环境保护和清洁

【图4—13】绿色化学示意图

板书设计：

4.2资源综合利用

环境保护

一

煤

石油

天然气的综合利用

1、煤的综合利用

煤的综合利用：干馏、液化和汽化。

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、裂化、裂解、重整

4、以煤、石油、天然气为原料生成合成材料

二

环境保护

绿色化学

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