第二节　资源综合利用　环境保护优秀导入

人教新版高中化学必修②第四章化学与自然资源的开发利用

第二节

资源综合利用

环境保护教学设计（第一课时）

一、教材分析

化学研究和应用的一个重要目标就是开发和利用自然界中一切可能的物质资源和能量资源，为人类生存和社会发展提供必要的物质和能源基础；同时，应该注意到这一过程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。

本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；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）。因此，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。

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

- 1 -

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、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。

三、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。

- 2 -

（

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

通过预习准备，学会讨论、交流和合作学习。

（三）情感、态度与价值观

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。

（四）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。

（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。

（七）

内容结构

四、课时安排

2 课时

五、教学工具

- 3 -

本节内容主要要求学生大致了解，用心体会，没有太大的难度。在课堂上可以将多种媒体进行整合，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、教学过程（第一课时）

教师活动

[

板书

]

一、煤、石油和天然气的综合利用

[

讲述

]

我国不仅煤资源、煤产量都名列世界前茅，同时也发现煤和使用煤最早的国家。早

在战国时的《山海经》已有煤的记载，西汉时期

已经使用煤来炼铁，而英国人到了

16

世纪才会

用煤炼铁。当前，我国工业燃料动力的

80%

依靠煤，化工原料的

65%

是煤。

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

看书

P 95

让学生了解，

煤、石油、天然气是当今人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料，如乙烯和苯就学生活动

设计意图

的混合物，主要含有碳元素，此外还含有少量的煤的综合利用是从石油氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质。

内容

和煤中提取出来的。化石燃料是不可再生能源，其综合利用越来越受人们的重视。

[ 板书

] （

1 ）煤成分：复杂的混合物；含有：

碳、氢、氮、硫、氧等元素。

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

- 4 -

[ 板书

]

煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使它看课本

P 95

了解煤干馏分解的过程。产品：焦炭、煤焦油、粗氨水和焦视频:煤的干馏

的主要产品炉气。

煤干馏的主要产品和用途

表格

4 －

2

[ 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 ）

+H 2 O （

g ）

CO （

g ）

+H 2

（

g ）

和用途

复习提问

巩固知识点、

看课本

P 96

裂解目的- 5 - [ 讲解

] 煤的液化原理：直接液化、间接液化。

[过渡]提问天然气主要成分？

[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：

课本

P9 6

讨论回答

合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合

物。

[板书]3、石油的开发利用

思考：1.石油的组成

2.石油综合利用

3.

学以致用

裂化、是

什

看课本

P9 6

图

4 －

6

了解原油的分馏及裂化的产品和用途

[ 板书

] 规律：生成等量的烷烃与烯烃，目的：提油的产量。

[ 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。

- 6 -

教师活动

[

展示图片

]

用聚乙烯制成的产品

[ 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

学生活动

设计意图

个键会断裂，分子里的碳原子能互相结合成为很

长的链。

CH 2 =CH 2 +CH 2 =CH 2 +CH 2 =CH 2 + ……

→

-CH 2 -CH 2 -+-CH 2 -CH 2 -+-CH 2 -CH 2 -+

……

→

-CH

2

-CH

2

-CH

2

-CH

2

-CH

2

-CH

2

-

……

[

学生活动

]

写出乙烯合成聚乙烯的化学方学生书写方程尝试加聚方程式。

式

[

动画演示

]

乙烯的聚合反应。

复习巩固所学知识

加聚反应：

像乙烯那样由相对分子质量小的化

合物分子（乙烯）互相结合成相对分子质量

大的高分子（聚乙烯）的反应，称为加成聚合反应，简称加聚反应。

[

讲述

]

高分子化合物及其特征。

讨论

程式的书写

乙烯为单体，重复结构单元－

CH 2

－

CH 2

－

称为链节，

n 为聚合度－表示高分子化合物中所含链节的数目。

[

设问

]

前面学过的基本营养物质中，有哪讨论回答

- 7 -

些是高分子化合物？

淀粉、纤维素和蛋白质。（强调油脂不属于高分子化合物。）

[

学生汇报

]

一些常见的高分子化合物及其用途。

[ 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。

图

4-8 塑料制品的回收与利用

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。

[ 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。

阅读课本

P [

总结

]

化石燃料的使用既给予了人们方

100

便，推动了人类的文明，同时也造成了环境的污

染。我们应辨证地认识发展生产和治理环境的关“

科学视野

”

系。化石燃料是不可再生的资源，寻找新的能源

通过作业进是有待解决的问题。

行巩固

总结归纳：

讨论回答

化学“三馏”的比较

直馏汽油和裂化汽油比较

化学“六气”的主要成分

[

作业

]

课本

P

103

6、7、8、9

- 8 -

巩固练习

1

、下列关于煤、石油、天然气等资源的说法正确的是(

)

A．石油裂解得到的汽油是纯净物 B．石油产品都可用于聚合反应 C．天然气是一种清洁的化石燃料 D．水煤气是通过煤的液化得到的气体燃料

2

、把下列各物质的制取、加工方法或反应类型填写在各题后的括号中

（1）煤→焦炭（ ) （2）煤焦油→苯（ ）

（3）石蜡→汽油（ ） （4）煤→水煤气（ ）

（5）石油→汽油、煤油、柴油（ ）

3

、今有高聚物下列对此高聚物的分析中，正确的是（

）

A．其单体是CH2=CH2和HCOOC2H5 B．这是缩聚反应产物

C．其链节是CH3CH2﹣COOC2H5 D．其单体是CH2=CH﹣COOC2H5 板书设计

【板书】第二节

资源综合利用

环境保护（第一课时）

【板书】

一、煤、石油和天然气的综合利用

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

- 9 -

（

2 ）石油的炼制：

4

、

以煤、石油和天然气为原料生产合成材料

加聚反应：

像乙烯那样由相对分子质量小的化合物分子（乙烯）互相结合成相对分子质量大的高分子（聚乙烯）的反应，称为加成聚合反应，简称加聚反应。

如上述反应中：乙烯为单体，重复结构单元－

CH 2

－

CH 2

－称为链节，

n 为聚合度－表示高分子化合物中所含链节的数目。

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。

- 10 -