第二节　资源综合利用　环境保护优质课教案

第二节资源综合利用 环境保护

新疆第十师北屯高级中学 王波

一、教材分析

本章的主要内容就是开发和利用自然界的资源和能源，但是资源和能源都是有限的，且在开发过程中必定与环境发生冲突和矛盾。因此，资源的综合利用必须同自然环境相互协调，走可持续发展的道路，让国民经济又好又快发展。这是贯穿本章始终的重要核心观点。这与十九大报告中指出我们要建成资源节约、环境友好的绿色发展体系也是一致的。

本节是高一化学必修内容中的最后一个单元中最后一节，以化石燃料等为例，了解利用化学变化实现物质间的转化，以及这些过程中的能量变化和产物在我们日常生活和社会发展中的重要作用。从学科知识的角度，有利于学生将前面所学过的知识和技能进行必要的梳理、归纳和拓展，主要包括有机物之间的转化(裂解反应、聚合反应)；从科学、技术和社会相互协调作用背景的角度，有利于学生加深体会化学在综合利用自然资源中的作用，学会辩证地看待人类和自然和谐发展中可能会遇到的问题，并培养做出果断决策的意识和能力。

本节突出主题，将科学教育与人文教育融为一体，根据课程标准，本章主题是化学与可持续发展，第二节通过日常生活经验，学生比较熟悉化石燃料作为能源的利用，对化石燃料作为重要化工原料可能了解并不多，况且化石燃料的综合利用还是更为重要的发展方向，但限于课时和知识基础，通过本章学习学生只能对此形成一些粗略的认识，主要包括化石燃料的化学成分、石油化工生产的一般过程和原理、应用广泛的石油化工产品以及石油化工生产的发展趋势等，培养学生必备的化学科学素养。

塑料、合成纤维和橡胶等有机高分子化合物，目前主要是以化石燃料为原料生产的，这可以帮助学生体会石油化工同日常生活之间的紧密联系，体会石油化工给人类带来的许多好处，认识化学在物质生产领域的极大创造性和重要价值，提高学习化学、化工的兴趣，提高参与讨论诸如白色污染、可降解塑料等有关环境问题的科学素养水平。

环境保护同样是人类可持续发展所面临的一个重大课题。本章教材主要使学生了解化学在环境保护工作中所发挥重要作用的三个主要领域，即环境情况的监测、三废的治理以及寻找源头治理环境污染的生产工艺(绿色化学)等。通过一些“思考与交流”活动，认识含硫、氮氧化物形成酸雨及其化学控制的原理，分析水华、赤潮等水体污染的成因，从环境保护的角度， 讨论在化学实验中应该注意什么问题等等，提高爱护

环境从我做起的自觉性，培养珍惜资源、珍爱生命、爱护地球等现代公民应该具有的价值观和社会责任感。

二、学情分析

从学生学习能力上看：通过一年的高中化学的学习，学生储备了一定的化学知识和生活常识，具有了一定的解决问题的能力，对国家发展现状与化学学科之间的联系也有一定的认识，通过自学，老师引导进而完成本节内容和学习目标应该比较轻松愉快！

从学生心理情况看，由于本单元知识十分贴近生活，都是生活中经常接触到的物质，学生的情绪与心理都会处于一种兴奋状态，会产生一种自然的探究欲望，这一点在教学中要把握好，对培养学生学习化学兴趣将会大有帮助。对在新疆这个地大物博、自然资源丰富、环境优美长大的孩子们来说，煤石油天然气这些资源都有一定的认识和了解，可能对其进一步的综合利用知识储备欠缺一些。

本节作为高中必修模块的结尾，不仅对于学生总结复习很重要，而且对于学生进一步确定、学习后续的选修模块乃至选择自己未来的升学和就业方向都可能会产生一定的影响。

三、

教学设计思路

本节教材从资源利用和环境保护这一视角，进一步阐明化学和人类可持续发展的关系，与上节内容相辅相成。纵观历史，从使用火到木材、煤、石油、天然气等资源，人类能源的来源全部都是从自然界中得到，其中的大多数资源属于不可再生的有限资源。仅仅注重资源开发是远远不够的，人类要实现可持续发展，就必须做到合理开发资源、最大限度地利用好资源，还要保护好环境。而化学不仅在资源开发上能发挥重要作用，在资源的综合利用以及环境保护方面同样大有用武之地。因此，在学习第一节内容之后，教材又安排了第二节内容，能使学生对化学与可持续发展有一个全面的认识。

本节教学重在使学生做到了解和切身体验，学科知识教学不必过分加深、拓宽。要有意识地增强学生的参与度，责任感，激发学生的学习兴趣。

在教学方法上，本节教学可采用多种方法来展开。例如:可利用图表、数据、观看有关录像资料、研讨或结合当地情况组织学生参观化工厂、炼油厂、科研院所、环保部门、当地水土资源的综合利用等等。还可以结合当地或其他地方污染或污染治理情况，展开调查，也可以组织学生上网查找资料，开展相关的研究性学习，写出有一定参考价值的科学小论文。

四、教学目标

（一）知识与技能 1、认识煤、石油、天然气是人类能源的主要来源。能书写简单代表物燃烧的化 学方程式。 2、了解煤的成分；知道通过煤的干馏可得到多种化工产品及其用途；知道煤的 气化和液化可减少煤燃烧所造成的环境污染，提高煤的综合使用效率。

3、了解石油的成分；知道通过石油的分馏、裂化、裂解、重整可得到多种化工 产品，熟悉它们的主要用途。 4、通过书写乙烯聚合反应的化学方程式，了解聚合反应的原理。能举例说明高 分子材料在生活等领域中的应用。 5、认识化学在环境保护中的作用，树立绿色化学的观念，养成环保意识。 （二）过程与方法

1、课前学生对学习内容进行社会调查和查阅相关资料。

2、课堂中，通过观看放录像，了解化石燃料的存在和利用。

3、自主学习，培养学生自学能力。

（三）情感、态度与价值观 1、了解煤、石油、天然气在国民经济和人民生活中的重要作用，了解使用煤、石 油、天然气所带来的环境问题，体会化学资源综合利用和环境保护的重要意义，提升 综合利用化学资源和环境保护的意识，增强为国分忧的责任意识，做合格公民。

2、培养学生对社会的关注意识、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。

（四）教学重点 1、

煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用 2、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。 （五）教学难点 石油裂化的原理、加聚反应的原理。 （六）教学方式 启发、阅读、分组讨论与交流、归纳总结等 五、教学工具 通过实物、模型、图表、录像、多媒体课件等增加信息量，实现 教学的优化

六、教学设计过程（第一课时）

教学环节

教师活动

【播放视频】十九大报告中关于环境和资源的视频

创设情境

引入新课

【图片展示】我国的煤、石油、天然气等能源现状和前景

【老师引导】【学生思考】

煤、石油、天然气的现状？如何缓解资源短缺？

【提问】煤的组成是什么呢？

【讲述】煤的成分：煤是又有机物和少量的无机物组成的复杂混合物。其组成以碳元素为主，还含有H、O、N、S 等元素。

【展示】煤的结构简式

【提问】有哪些途径可实现煤的综合利用？得到的主要产品有哪些呢？

【讲述】煤的综合利用途径：通过煤的干环节(一) 馏、煤的气化和液化获得洁净的燃料和多种煤的综合利用

化工原料。

①

煤的干馏：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程叫做没得干馏，也叫煤的焦化。

②煤的气化：将煤转化为可燃性气体

过程。（主要反应是碳和水蒸气反应生成水煤气等）

主要反应： C(s) ＋ H2O(g) CO(g) ＋ H2(g) ③煤的液化

阅读教材

分析煤干馏的主要产品图表 培养学生的阅读能力

分析问题的能力

归纳总结的能力

观看

学生活动 设计意图

现实情况的分析激发学生热情，迅速引入本节充分利用和节约资源

课的研究情境。

直接液化：煤 + H2 液体燃料

间接液化：煤 H2

＋ CO 甲醇（CH3OH）

【展示】煤炭化工转化模拟示意图

采煤场景

【过渡】

我们常用的清洁能源是天然气

【思考】天然气的特点、用途、我国的分布

【展示】西气东输图

【展示】天然气作为化工原料模拟示意图

讲解：（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，与固环节（二）

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。

（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。

环节（三）

【提问】石油的组成是什么呢？

石油的综合利用有哪些呢？

石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合

【活动】阅读教材P96资料卡片—甲烷水合物。

2007年7月4日前，北京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。

了解化工原理

感受能源的来之不易

学生能更深入的了解我国的能源现状和能源储备等！

天然气的综合利用

知道石油综合利用的重要性

石油的综合利用

【展示】石油分馏示意图

【讲解】1.石油分馏的原理：利用各种烃的沸点不同，将石油不断的加热----汽化----冷凝---液化，把石油分离成不同

沸点范围 的蒸馏产物（叫做馏分，仍然是混合物）的过程叫做石油的分餾。

2. 石油的裂化（化学加工过程）：在一定条件下，将相对分子质量较

大、沸点较高

的烃断裂为相对分子质量较小

的烃的过程。

主要目的：提高轻质油（汽油、煤油、柴油）的产量，同时得到石油裂化气。

3.

石油的裂解（深度裂化—化学加工过程）：采用比催化裂化更高的温度，使碳碳键断裂的更彻底，。主要目的得到气态的不饱和烃。

原 料：汽油

主要目的：制得石油裂解气，进行三大合成。

主要产品： 汽油 石油裂解气

高温裂解

物。

石油的分馏（物理加工过程）

石油的裂化（化学加工过程）

石油的裂解

（含乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯）

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）

环节(四) 【过渡】我们身边还有哪些是你熟悉的煤、以煤、石油、天然气为原料石油、天然气综合利用的产品呢？

【展示】三大合成材料图片

感受生活中的新产品、新材料，感受（1）合成塑料：

生成合成材料

【讲解】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。

加聚反应：由单体生成高分子

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，

白色污染和塑料制品的回收和利用

聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、科技给我们带来的喜

聚甲基丙烯酸甲酯。

便利和惊（2）合成纤维

天然纤维：植物纤维

：棉花、木材、亚麻（成分：纤维素）

动物纤维

：羊毛、蚕

丝（成分：蛋白质）

化学纤维：人造纤维：人造棉、人造丝、人造毛（成分：纤维素）合成纤维：六大纶（涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶）

阅读思考、观察分析、相互讨论、联想推测、归纳小结

培养学生的环保意识

（3）合成橡胶：

顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等。

七、教学反思 1、本节教学属于了解性科普知识，若按常规教学，以讲为主，学生会感到枯燥、乏 味，难以接受。结合本节内容的特点，采取阅读、讨论、总结、归纳为主，充分发挥 学生的主体作用， 提高学生的阅读能力、 思维能力、 分析能力、 归纳能力、 总结能力。 2、课堂上尽量将多媒体进行整合，通过实物、图表、多媒体课件、影相资料等增 加信息量，增强学生的参与度，激发学生的学习兴趣，有效地获取信息。 3、煤、天然气和石油的成分、煤和石油的综合利用、有机高分子化合物、石蜡油分 解生成乙烯、蒸馏原理等知识学生已经在前面的学习中了解过，为此，教学中采取复 习、回忆、提问等方法促使学生原有的知识在记忆中活跃起来，沟通知识、情景、问 题之间的联系，促进知识的转化和重组。

4、石油裂化原理、加聚反应的原理是本节课的教学难点。教学过程中紧扣学过 的化学反应的实质， 通过书写化学方程式并分析化学键的断裂和形成的特点来增加学 生的感性认识，并在课后以习题的形式加深理解。 5、本节学习之后，也可以采用多种评价方式对学习效果进行反馈，例如可以利用 多媒体呈现形成性练习、请学生归纳总结学习内容、交流对资源综合利用以及绿色化 学的认识，或就化学与资源利用、环境保护、绿色化学的关系写一篇小论文等等。