高中化学第二节 资源综合利用，环境保护教案及反思

这是一份高中化学第二节 资源综合利用，环境保护教案及反思，共5页。

教学目标:
1.认识煤、石油和天然气等化石燃料综合利用的意义。
2.以聚乙烯为例，了解高分子材料在生活等领域中的应用及可能带来的环境问题。
3.认识化学在环境保护中的作用，树立绿色化学的观念。
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。
教学难点：石油裂化的原理。
课时:煤、石油和天然气的综合利用1课时；环境保护与绿色化学1课时。
教学方法: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。结合当地或其他地方污染或污染治理情况，展开调查，组织学生上网查找资料，开展相关的研究性学习。
教学过程:
第一课时
[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
一、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]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。
[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）
[讲解]煤的液化原理：直接液化、间接液化。
[板书]
[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：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物。
阅读]资料卡片---甲烷水合物
[例题］最近，新华社的一条消息中披露：我国南海海底发现巨大的“可燃冰”带，能源总量估计相当于中国石油总量的一半；而我国东海“可燃冰”的蕴藏量也很可观……“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体（CH4·H2O）．请结合初中化学知识回答下列问题：
（1）下列说法中正确的是（填序号）___________________________．
A．CH4·H2O晶体中水是溶剂
B．CH4·H2O的组成元素有3种
C．CH4·H2O中CH4和H2O的质量比为1：1
D．可燃冰能燃烧，说明水具有可燃性
（2）可燃冰的发现为我国在新世纪使用高效新能源开辟了广阔的前景．你认为能开发利用 的新能源还有（至少填写二种）__________________，__________________．
[讲解] （1）溶剂是能够溶解其他物质的物质，溶剂与溶质间没有固定的组成，而CH4·H2O的组成固定故A不正确．CH4中含C、H二元素，H2O中含H、O二元素，故CH4·H2O由C、H、O三元素，组成B正确．CH4·H2O分子中CH4与H2O的物质的量之比为1：1，而其式量不等则C不正确．CH4·H2O可燃是由于分解产生CH4的原因，故D不正确．
（2）新能源是指以新技术为基础，系统开发利用的能源包括太阳能、生物能、风能、地热能、氢能源等．
[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
（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：
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。
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。
[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。
[投影]图4-6原油的分馏及裂化产品用途示意图
[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。
CH2=CH2+CH2=CH2+CH2=CH2+……
→-CH2-CH2-+-CH2-CH2-+-CH2-CH2-+
……
→-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-CH2-……
[板书] （3）石油重要产品：

[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。
[阅读]科学视野———壁虎的脚与胶粘剂
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。
[小结]略
[作业]P92 1、2、 4
[板书计划] 第二节 化学与资源综合利用、环境保护
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。
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。
煤的汽化：C（s）+H2O（g） CO（g）+H2（g）
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---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。
规律：生成等量的烷烃与烯烃，目的：提高汽油的产量
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。
（3）石油重要产品：