第八章 第一节 自然资源的开发利用-（第二课时）教学设计 （表格式）

教学设计
课程基本信息
学科 化学 年级 高一 学期 春季
课题 自然资源的开发利用（第二课时）
教学目标
1. 了解石油的分馏及其产品和用途，了解石油的裂化和裂解，煤的干馏和综合利用。 2. 了解煤化工和天然气化工的发展。
教学内容
教学重点： 1. 煤的干馏、气化、液化。
2. 石油的分馏、裂化、裂解。
教学难点： 1. 煤的气化与液化的原理。
2. 石油裂化、裂解的目的。
教学过程
一、新课导入 迄今为止，煤、石油和天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们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，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。 观看视频【煤的组成及应用】，初步了解煤的组成及应用； 煤是非常重要的能源，也是冶金、化学工业的重要原料。中国是世界上煤炭产量最大的国家，煤炭产量32.4亿吨，相当于18.004亿吨油当量，占世界比例高达48.3%。 二、新课教学 活动一：煤是由什么组成的？该怎样综合利用煤？ 1.阅读教材，探讨煤的组成。 煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，其组成以碳元素为主，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。 煤的结构模型 2.讨论煤有哪些综合利用的途径，学习煤的干馏(焦化)及其主要产品和用途。 煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程煤干馏的主要产物有焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦炉气(含H2、CH4及少量 CO、CO2、C2H4、N2等)。 煤的气化是指将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应：C＋H2O(g) == CO＋H2 煤的液化可分为直接液化和间接液化。 直接液化指的是使煤与氢气作用生成液体燃料； 间接液化指的煤先转化为水煤气(CO和H2)，然后在催化剂的作用下合成甲醇的过程。 是使煤与氢气作用生成液体燃料。 煤的干馏的实验装置 活动二：天然气的综合利用 学生活动：讨论天然气的主要成分和用途。 天然气的主要成分是甲烷。天然气能成为 21世纪新型清洁能源是因为它的燃烧更充分且燃烧产物是水和二氧化碳不会污染环境。目前,生产甲醇的原料已逐步大规模地转向天然气，该反应的化学方程式为 2CH4 + O2→CH3OH(反应已省略)。 【视频播放】了解特殊的天然气——可燃冰 活动三：石油的组成及其综合利用 观看视频并思考：石油的组成是怎样的？通过哪些方法可以综合利用石油？ 学生活动: 1.阅读教材，认识石油的组成，以及石油分馏的原理和主要产品。 石油是由古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的。 石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，含有 C、H、S等元素，成分复杂。其中主要含有烷烃、环烷烃、芳香烃等，从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态里溶有气态烃和固态烃。 石油是黑褐色的黏稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。 石油分馏得到汽油、煤油、柴油等轻质油，石油分馏的原理是加热石油，沸点低的烃先汽化，经冷凝后分离出来随着温度的升高，沸点较高的烃再汽化，经冷凝后又分离出来。 2.石油的裂化、裂解和催化重整 裂化:在一定的条件下，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、沸点较低的烃的过程。在催化剂作用下进行的裂化叫做催化裂化。 裂解:就是深度裂化。以比裂化更高的温度，使石油分馏产物(包括石油气) 中的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃的过程。 催化重整：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，以获得苯、甲苯等芳香烃。 裂化 裂解 石油的分馏和裂化及其产品示意图 3.煤、石油和天然气未来发展前景 以煤、石油和天然气为原料，通过化学反应获得许多性能优异的合成高分子材料，如我们熟悉的塑料、合成橡胶和合成纤维，使人类在利用自然资源的进程中前进了一大步。例如，在石油工业发展的早期，乙烯和丙烯都曾被当作炼油厂的废气而白白烧掉，聚乙烯和聚丙烯的研制成功使乙烯、丙烯这些曾经的“废弃物”得到了充分利用。随着合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物也给人类社会造成了巨大的环境压力。 随着科技和社会的发展，以来自生物质的纤维素、淀粉和油脂等为原料的化工生产路线，替代以煤、石油和天然气为原料的路线，将是一条绿色的可持续发展的途径。