第二节　资源综合利用　环境保护教案2

单元（章节）课题

本节课题

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（第一课时）

知识与技能:了解煤、石油、天然气是人类使用的重要能源，了解三者的综合利用。

过程与方法：通过学生自主预习，结合教材和老师讲解，使学生了解煤、石油、天然气三维目标

的综合利用。

情感态度价值观：合理开发利用资源，走可持续发展道路。

教学重难点

教学手段运用

煤的干馏、气化、液化和石油的分馏、裂化等

自主学习

，挖掘教材

多媒体辅助教学

K]教学资源选择

教师活动 引入：大家都知道，资源与环保已经成为全世界关注的问题，化学在资源综合利用与环境保护方面发挥着重要的作用，本节课我们学习第四章第二节资源综合利用环境保护。

[ 板书 ] 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。 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、煤的液化和气化获得洁净的燃料和化工原料。 [ 板书 ] 煤的综合利用：干馏、液化和气化 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学生活动 设计意图

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，如乙烯和苯就是从石油和煤中提取出来的。化石燃料是不可看书 P 95

再生能源，其综合利用越来越煤的综合受人们的重视。 利用内容

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。

教师活动 [ 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。 煤干馏的主要产品和用途 学生活动 看课本 P 95 表格 4 － 2

[ 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 ） +H O （ g ）

2

（ g ） +H 2

（ g ） [ 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。

（ 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。

课本 P9 6 阅读 资料卡片 --- 甲烷水合物 “

资料卡片

”

设计意图 了解煤干馏的主要产品和用途

复习提问

知道

“

甲烷水合物、可燃冰

”

CO

讨论回答

教师活动 [ 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。 [ 板书 ]3 、石油

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。

看课本 P9 6

认识石油的组成

[来源:学&科&网]学生活动

回忆、讨论

设计意图

复习所学知识

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。

教师活动 学生活动

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。 [ 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。 图 4-6 原油的分馏及裂化产品用途示意图

了解原油的分馏及裂看课本 P9 6 图 4 － 6

化的产品和用途

设计意图

[来源:学科网]

教师活动 学生活动 设计意图

尝试加聚方程式的书写

[

讲述

]

总之，煤、天然气和石油的综合利用意义非常大，

我们熟悉的塑料、合成橡胶、合成纤维这三大合成材料，都是以煤、天然气和石油为原料生产的。

[

板书

]4

、

以煤、石油和天然气为原料生产合成材料

[

讲述

]

由三大合成材料制得产品，在生产和生活中得到广泛的应用，聚乙烯塑料及其产品就是典型的代表。

[

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程式。

[

动画演示

]

乙烯的聚合反应。

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）学生书写方程式 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。 乙烯为单体，重复结构单元－ CH n 为2

－ CH 2

－称为链节，聚合度－表示高分子化合物中所含链节的数目。

教师活动 学生活动

设计意图

[ 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。

聚乙烯及聚丙烯与白思考讨论 色污染关系，提醒同学们爱护环境，不乱图 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。 [ 阅读 ] 科学视野

———

壁虎的脚与胶粘剂

丢塑料垃圾。

阅读课本 P 100

了解

“

壁虎的脚与胶黏剂

”

通过作业进行巩固 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 ～

1000 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。

而这种力的产生靠的是分子间的范德华力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乾性粘合剂。 [

总结

]

化石燃料的使用既给予了人们方便，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系。化石燃料是不可再生的资源，寻找新的能源是有待解决的问题。

“

科学视野

”

布置作业

板书设计：

资源综合利用

一、煤、石油、天然气的综合利用

1、煤（1）干馏

（2）气化

（3）液化

2、天然气

（1）清洁燃料

（2）合成氨

甲醇

3、石油

（1）分馏

（2）裂化、裂解

（3）催化重整

4、生产合成材料

聚合反应