课题3　石油、煤和天然气的综合利用优秀教学设计范文

2.3石油、煤和天然气的综合利用

一、教学目标

1.知识与技能

（1）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。

（2）了解煤的干馏和综合利用

（3）了解煤化工和天然气化工的发展

2.过程与方法

（1）自主学习，培养学生自学能力。

（2）通过化石燃料对环境的影响和新能源的开发，培养学生归纳能力，比较能力。

3.情感态度与价值观

重视实验和讨论，借此来培养善于合作、勤于思考、严谨求实、勇于创新实践的科学精神，同时通过燃料对环境的影响的学习来环境保护的意识，体会化学与社会发展的关系。

二、教学重点：[来源:学科网]

石油和天然气等综合利用中基本的化学原理。

三、教学难点：[来源:学&科&网Z&X&X&K]

石油和天然气等综合利用中基本的化学原理。

四、课时安排：2课时

五、教学过程

【引入】资源是我们社会发展必不可少的物质，而很多资源确是有限的，不可再生的。而我们不合理的使用资源不仅造成了资源的浪费，也对环境造成了破坏，因此如何合理利用我们的资源就显得特别重要。在这里我们主要讲石油、煤和天然气的综合利用。

【板书】石油、煤和天然气的综合利用

【分析】石油、煤和天然气是我们生活中重要的化石燃料，也是重要的化工原料，在我们生活生产中有着重要的作用。如何对石油、煤和天然气进行综合利用呢？下面我们逐一学习。

【板书】一、石油的综合利用

【投影】展示石油的图片及石油分布图。

【分析】请同学们是靠石油是如何形成的？它的元素组成和物质组成又是什么？

【板书】1.石油

【分析】石油的形成有不同的观点，其中最普片的观点认为石油是古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的。

【板书】（1）石油的形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的。

【分析】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。

【板书】（2）物质组成：烷烃、环烷、芳香烃等，从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃。

【分析】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。

【板书】（3）元素组成：C、H、O、S、N等

【分析】石油是由烷烃、环烷、芳香烃等组成的混合物，它是一种黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。

【板书】（4）物理性质：

黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。

【分析】从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油，我们将其称为原油。还含有杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类。

【板书】（5）原油：从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油（还有水分、盐分等杂质）. 【分析】原油中还含有杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类。为了将混合物进行一定程度的分离，使之物尽其用，同时，将含碳原子较多的烃转变为含碳原子较少的烃，做为基础有机化工原料，我们需要对石油进行炼制和加工。

【板书】2.石油的炼制和加工

【分析】石油的炼制主要是对石油进行分馏，前面我们学习了蒸馏，分馏也是利用沸点不同对物质进行分离的方法。常见的石油分馏包括了常压分馏和减压分馏。

【板书】（1）石油的分馏

①常压分馏：将石油分成轻质油和重油

常压分馏主要产品：轻质油:溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油等

【分析】通过常压分馏除得到一些轻质油外，还有一些重要。若要将重油进一步分离，则要在更高的温度，而在高温下，高沸点的烃会分解，更严重的是还会炭化结焦，损坏设备，影响正常生产。由于同一种物质，在不同的压强下，沸点不同。因为外界压强越大，物质沸点就越高；外界压强越小，物质沸点就越低。因此要将重油进行减压分馏。

【板书】②减压分馏：将重油再进一步分成各种馏分。

重油进行减压分馏的产物主要有：重柴油、润滑油、凡士林、石

蜡、沥青等。

【投影】

【分析】工业上常用石油的分馏来得到汽油、煤油、柴油等轻质油，但其产量仅占石油总产量的25%左右，远不能满足我们生产和生活的需要。为了提高汽油等轻质油的产量，通常采用催化裂化的方法。

【板书】2.石油的裂化

【分析】石油的催化裂化指在一定的条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为相对质量较小、沸点较小的烃。

【板书】（1）概念：在一定的条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为相对质量较小、沸点较小的烃。

【分析、板书】如十六烷分解反应方程式为：C16H34

【分析】烷烃发生裂化的到一烷一烯。

【分析】石油裂化有热裂化和催化裂化两种，但热裂化温度过高，会发生结焦现象，因此我们主要学习石油的催化裂化。

C8H18 ＋ C8H16。

（十六烷） （辛烯） （辛烷）

【分析】【板书】（2）裂化的目的:提高汽油的产量

【分析】石油的综合利用除了裂化，还有裂解，裂解是深度裂化其目的是制取乙烯、丙烯、丁烯等短链烃。

【板书】3.石油的裂解

石油的裂解即深度裂化，使长链烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等短链烃。

【分析、板书】如：己烷裂解反应

C6H14

【板书】石油裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要化工基本原料。

【分析】石油的催化裂化和裂解是石油工业的重要过程，其中乙烯的产量是衡量一个国家石油化工水平的高低。（投影乙烯裂解炉）而催化重整这是石油工业中另外一个重要过程。

700-1000CCH4＋CH2═CH2＋CH3CH═CH2＋其他 15% 40% 20% 25%

【投影】【板书】4.石油的催化重整

石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状

烃，如苯或甲苯等，它们也是重要的化工基本原料。

【分析】CH2=CH2

加热

【分析】目前，仅有低于10%产量的石油转化为化工、医药等行业的基本原料加以利用，绝大多数的石油作为燃料石油，也有部分用作润滑剂、沥青、石蜡等。因此，石油的综合利用具有非常大的意义。

【分析】天然气主要来自与石油伴生的油田中。天然气的也是重要的燃料和化工原料。那么天然气的综合利用又有那些？

【板书】2、天然气的利用

（1）天然气的来源

天然气（natural gas）又称油田气、石油气、石油伴生气。开采石油时，只有气体称为天然气；石油和石油气，这个石油气称为油田气或称石油伴生气。天然气的化学组成及其理化特性因地而异，主要成分是甲烷，还含有少量乙烷、丁烷、戊烷、二氧化碳、一氧化碳、硫化氢等。无硫化氢时为无色无臭易燃易爆气体，密度多在0.6～0.8g/cm3，比空气轻。通常将含甲烷高于90%的称为干气，含甲烷低于90%的称为湿气。

（2）天然气的主要成分：甲烷

【分析】其他含甲烷的物质。

（3）天然气的综合利用

①用作燃料；

②合成氨和生产甲醇等

③以一个碳原子的甲烷为原料，通过化学变化形成含两个或多个碳原子的其他有机化合物。如制乙炔、制乙烯。

【分析】从天然气合成液体燃料，也为今后替代石油生产清洁汽油、柴油等燃料油提供了美好的前景。

催化剂