3.矿物燃料(第1.2课时)[上学期]
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第二章 第三节 矿物燃料
宁海县跃龙中学 叶显远
教材分析
煤、石油、天燃气都是含碳元素的矿物燃料、它们都是远古生物经过漫长的时间，在地层下，经历了复杂的生物化学，物理化学，地球化学的变化而形成的可燃物，都属于不可再生的一次能源，但是它们的成分，状态，性质都有不同之处，因此可以通过比较的学习方法，对三种矿物燃料进行比较学习，这样既可以掌握它们的相同点，又可分析清楚各自的不同之处，这样有利于学生对三种矿物燃料基础知识的掌握与巩固，因为这三种矿物燃料都是重要的战略资源，尤其是石油，许多的国际争端都与石油有关，所以可以通过“伊拉克战争”等典型的与石油有关国际争端为实例，进行新课的引入，从矿物燃料是关系到国际民生与经济发展的重要性说起，从而激发学生的学习积极性，让学生以饱和的情趣投入到新课的学习中。
三种矿物燃料的综合利用，既是节约能源的有效方法，也是充分利用其中的有用物质的有效途径，但是综合利用涉及到复杂的化工过程，对过程中的具体要求不作详细的讲解分析。只是利用图示的形式，让学生有个大概的了解即可。
因为矿物燃料是重要的战略资源，它将关系到一个国家或民族的生存与发展，关系到居民生活水平的提高与经济发展，所以有必要让学生知道我国的能源结构特点是多煤少油缺气，更要有珍惜资源与合理开发利用资源的意识。
一、教学目标
1、了解煤、石油、天燃气的成因。
2、了解煤的外观，性质及其干馏产物，了解石油的外观，性质及其分馏产物，了解天燃气的成分与使用。
3、认识煤、石油、天燃气三种含碳的矿物资源，不仅是重要的不可再生的能源，还为人类提供宝贵的化工原料，应增强珍惜与合理利用资源的意识。
二、教学重点与难点
教学重点：煤、石油、天燃气的成份与形成原因。
教学难点：煤、石油、天燃气的不同点与综合利用。
教法指导
一、授课思路
1、利用与矿物燃料有关的国际争端来引入新课教学从而激发学生的学习兴趣与热情，以提高课堂气氛与课堂效益。
2、可以充分利用实物，挂图，幻灯片，多媒体课件，图表等多种教学资源，对三种矿物燃料的成分，外观，性质与综合利用等知识点进行分析讲解，使教学内容更能生动，形象，直观地展现给给学生，有利于学生对知识的深化与落实。
3、通过学生自己课外查询资料或调查三种矿物燃料等活动，让学生从清洁，安全，方便，价廉、合理利用等方面进行全面的比较，有利于学生对比较学习方法的进一步运用，以提高学生自身的学习能力。
二、教学准备
煤，石油等多媒体课件图片（或相关的挂图，幻灯片），实物样品。
三、课时安排
本节内容共安排2课时
教学案例
[第一课时]
一、教学目标
1、了解煤的形成原因
2、了解煤的外观，性质及其干馏产物
3、了解煤是重要的不可再生能源，还为人类提供多种宝贵的化工原料，建立珍惜与合理利用能源的资源观。
二、教学过程：
㈠新课引入
众所周知，煤是一种能源，我国每年都会发生多次矿难，有许多人死于这些矿难之中，尽管煤炭的开采充满许多危险，但是煤炭工人仍然冒着生命危险，不断地进行开采活动，可见煤炭在国民经济的生产，生活之中的重要性，那么煤炭为何如此重要，这又与它的哪些性质和特点有关呢？今天我们就学习有关煤的内容。
㈡新课教学
煤是三大能源之一，在我国是第一大能源，是最早被人类使用的一种固体燃料，在全球矿物能源中，煤的储量为丰富，石油和天燃气可开采的总量约为煤的一半。（多媒体播放）。
下面请大家阅读课本P53的“小资料”，并观看煤矿资源的分布图（媒体播放）。
[活动一]：以上大家对煤有了一个大体的认识，但是对煤的形成、成分等还没有了解，请大家阅读课本P53的两段文字并回答下面的问题：1、煤是如何形成的。2、如何证明煤的祖先是植物？（问题进行煤体播放）
[学生分小组的形式合作交流，讨论，并回答问题]
教师对学生的回答进行归纳总结，评价分析，然后播放问题的答案。
[媒体播放“煤的成因、存在与开采”视频播放器]
[板书]：1煤的形成，煤是远古的植物埋在地下，处在空气不足的条件下，经过漫长的岁月，逐渐转变成煤。它是不可再生的一次能源，（媒体播放）
[活动二]1、煤的主要组成元素是什么？是纯净物还是混合物？
2、为什么煤的直接燃烧会造成环境污染与资源浪费？
[学生讨论回答，教师归纳与总结]：
[板书]：2、煤的组成：煤是一种由有机物和无机物所组成的复杂的混合物。主要的组成元素是碳，另外还有一定的氢，氧，硫，氮，磷等元素。（媒体播放）
[媒体播放煤的元素组成图]
煤的直接燃烧的热效率不高，只有20%—30%，并且无法充分利用其中的资源，生成的废气SO2与NOX会造成环境污染，还有粉尘和煤渣等固体垃圾的处理问题。（媒体播放）
因此煤直接燃烧会造成环境的污染和资源的极大浪费，我们必须进行煤的综合利用，不仅使媒转化成清洁高效的能源，还可分离提取出煤中宝贵的化工原料。
[板书]3、煤的综合利用。（媒体播放P54图“煤的综合利用框图”并讲解分析）
[讲解分析]煤的综合利用包括煤的干留（焦化）煤的气化与煤的液化三个过程。
⑴煤的干馏：将煤置于隔绝空气的密闭炼焦炉中加热，煤分解成固态的焦炭，液态的煤焦油和气态的焦炉气。
⑵煤的气化：煤在氧气不足的情况下部分氧化，使煤中的有机物转化成H2，CH4等气体，可物燃气，经分离提纯后可作化工原料。
⑶煤的液化：使煤加热裂解，大分子变为小分子，然后催化加氢，加工成人造石油。
因此，煤的综合利用，不仅减少了对环境的污染，而且大大的提高了煤炭资源的利用率，是我国今后煤炭资源利用的发展方向。
[指导学生阅读P54“小资料”]
[课堂小结]：1、煤的形成，2、煤的组成成份，3、煤的综合利用
[课堂练习]：
1、煤是由_________________经过一系列复杂的变化而形成的，煤是_____________和________________所组成的复杂___________________，主要含有_____________元素，另外，还有一定量的氢，氧，硫，氮，磷等元素。
2、煤的综合利用可通过_______________ 、 ______________和______________来实现，煤的干馏是一种__________________（填“化学变化”或“物理变化”）。
3、煤能成为重要的燃料，是因为煤含水量有大量的（C）
A、氧元素 B、氢元素 C、碳元素 D、氧元素和氢元素
4、下列说法中错误的是（C）
A、煤是当前最重要的能源之一
B、煤中的能量来自太阳能
C、煤燃料后的产物只有二氧化碳
D、各种煤中，含碳量不一定相同
5、下列气体不是由煤加工而成的是（D）
A、炉煤气 B、水煤气 C、焦炉气 D、液化气
[作业布置]：“学习方法指导丛书”与“作业本”的有关内容
[第二课时]
一、教学目标
1、了解石油，天燃气的形成原因
2、了解石油的外观，性质及其分馏产物
3、了解天燃气的成分与使用
4、认识石油与天燃气是重要的资源，应增强珍惜和合理利用的意识。
二、教学过程：
㈠新课引入：
上世纪九十年代，美国发动一场海湾战争，引起这场战争的导火索就是石油问题，目前很多的国际争端都与石油有关，石油价格的波动会牵动着千家万户的心，现代生活的衣，食，住，行，用都直接地或间接地与石油产品有关。那么，石油为什么会有如此的重要的作用呢？这与石油本身的性质与特点有关，今天我们就开始学习石油与天燃气的有关内容。
㈡新课教学
石油是当今世界的主要能源，目前在我国为第二能源，石油是战略物资，现代战争往往与争夺石油资源有关，现代生活中的衣，食，住，行，用都直接或间接地与石油产品有关。（媒体播放）
[播放世界石油（或我国石油）的分布图，并阅读课本P55的“小资料”。]
[活动三]：大家对石油有了一个大体的认识，请大家仔细阅读课本内容，并回答以下有关问题（媒体播放问题）
1、石油是如何形成的？
2、石油的主要组成成分是什么？
3、石油有哪些性质？
[教师对学生的回答进行评价分析，归纳总结]：
[板书]：二、石油：
1、石油的形成：石油是由远古的动植物遗体在地下经过漫长而复杂的变化形成的黑色或棕褐色的粘稠液体混合物，它也是不可再生的一次能源，未经加工的石沿用称为原油（媒体播放）。
[播放“石油形成”的视频播放器]
[板书]2、石油的组成成份：石油的元素组成主要是碳和氢，还有少量的氧，氮，硫等，与煤相比，石油的含氢量较多，含氧量较低，图2、3、7
石油与煤的成分比较
元素燃料 C H O N S 热值kJ/g
石油（%） 83~87 10~14 0.05~2.0 0.02~0.2 0.25~8.0 48
煤（%） 80~90 3~6 3~8 0.5~1.0 1~2 30
[媒体播放石油的性质]：有条件的让学生观察石油，并归纳总结
[板书]：3、石油的性质，石油是黑色或褐色的液体，有特殊气体，不溶于水，密度比水小，没有固定的熔点和沸点。
[播放石油炼制的原理及过程的视频播放器]
[板书]：4、石油的分馏
⑴用连续加热的方法使石油中沸点不同的有机物依次汽化再使这些汽化物依次冷凝，得到各种燃料和化工原料的石油炼制方法叫做分馏，可见，分馏是一种物理变化。
[播放器播放：石油的分馏图示]：2石油的炼制
[讲解]：石油分馏所得产品产量低，为了提高液体燃料的产量。工业上采用裂化的方法，同时为了得到大量的化工原料又采用对分馏产品进行裂解。
[讲解]前面我们学习了固体矿物燃料煤与液体矿物燃料石油，下面我们来认识一下与煤，石油伴生的气体燃料天燃气。
[板书]三、天燃气，天燃气指蕴藏在地壳中的可燃性气体，主要成分是甲烷，天燃气一般是动植物遗体在地下经过漫长的复杂变化而形成的，分布的范围和生成温度范围比石油宽得多，通常与石油，煤伴生，是一种清洁能源，热值与热效率均高于煤和石油（媒体播放）
[播放“甲烷燃烧”的视频：]
[指导]学生阅读课后“小资料”与“视窗”内容
[课堂小结]：对石油的成因，成分，炼制方法及产品，天燃气的特点进行小结。
[课堂练习]
1、石油分馏原理是利用石油成的沸点不同，加热先后汽化后，再冷凝进行分离的方法，是一个物理变化过程。
2、石油是由古代动植物遗体在地壳中经过复杂的变化而形成的一种粘稠状液体，它是一种混合物，主要含有碳、氢两种元素，此外还有氧，氮，硫等元素。
3、煤和石油一定含有的主要元素是（A）
A碳 B氢 C氧 D硫
4、有关煤和石油的说法正确的是（B）
A煤和石油都是有机化合物 B煤和石油中的能量都来自太阳辐射能
C煤和石都是主要含碳、氢元素的化合物 D石油是混合物，煤是单质
5、目前人类利用的主要能源是（D）
A核能 B地热能 C氢能源 D煤和石油
6、下列燃料不是采用煤或石油为原料加工制得的是（C）
A汽油 B焦炉气 C沼气 D煤油
[作业布置]：“学习方法指导丛书”与“作业本”的有关内容
宁海县跃龙中学 叶显远
教材分析
煤、石油、天燃气都是含碳元素的矿物燃料、它们都是远古生物经过漫长的时间，在地层下，经历了复杂的生物化学，物理化学，地球化学的变化而形成的可燃物，都属于不可再生的一次能源，但是它们的成分，状态，性质都有不同之处，因此可以通过比较的学习方法，对三种矿物燃料进行比较学习，这样既可以掌握它们的相同点，又可分析清楚各自的不同之处，这样有利于学生对三种矿物燃料基础知识的掌握与巩固，因为这三种矿物燃料都是重要的战略资源，尤其是石油，许多的国际争端都与石油有关，所以可以通过“伊拉克战争”等典型的与石油有关国际争端为实例，进行新课的引入，从矿物燃料是关系到国际民生与经济发展的重要性说起，从而激发学生的学习积极性，让学生以饱和的情趣投入到新课的学习中。
三种矿物燃料的综合利用，既是节约能源的有效方法，也是充分利用其中的有用物质的有效途径，但是综合利用涉及到复杂的化工过程，对过程中的具体要求不作详细的讲解分析。只是利用图示的形式，让学生有个大概的了解即可。
因为矿物燃料是重要的战略资源，它将关系到一个国家或民族的生存与发展，关系到居民生活水平的提高与经济发展，所以有必要让学生知道我国的能源结构特点是多煤少油缺气，更要有珍惜资源与合理开发利用资源的意识。
一、教学目标
1、了解煤、石油、天燃气的成因。
2、了解煤的外观，性质及其干馏产物，了解石油的外观，性质及其分馏产物，了解天燃气的成分与使用。
3、认识煤、石油、天燃气三种含碳的矿物资源，不仅是重要的不可再生的能源，还为人类提供宝贵的化工原料，应增强珍惜与合理利用资源的意识。
二、教学重点与难点
教学重点：煤、石油、天燃气的成份与形成原因。
教学难点：煤、石油、天燃气的不同点与综合利用。
教法指导
一、授课思路
1、利用与矿物燃料有关的国际争端来引入新课教学从而激发学生的学习兴趣与热情，以提高课堂气氛与课堂效益。
2、可以充分利用实物，挂图，幻灯片，多媒体课件，图表等多种教学资源，对三种矿物燃料的成分，外观，性质与综合利用等知识点进行分析讲解，使教学内容更能生动，形象，直观地展现给给学生，有利于学生对知识的深化与落实。
3、通过学生自己课外查询资料或调查三种矿物燃料等活动，让学生从清洁，安全，方便，价廉、合理利用等方面进行全面的比较，有利于学生对比较学习方法的进一步运用，以提高学生自身的学习能力。
二、教学准备
煤，石油等多媒体课件图片（或相关的挂图，幻灯片），实物样品。
三、课时安排
本节内容共安排2课时
教学案例
[第一课时]
一、教学目标
1、了解煤的形成原因
2、了解煤的外观，性质及其干馏产物
3、了解煤是重要的不可再生能源，还为人类提供多种宝贵的化工原料，建立珍惜与合理利用能源的资源观。
二、教学过程：
㈠新课引入
众所周知，煤是一种能源，我国每年都会发生多次矿难，有许多人死于这些矿难之中，尽管煤炭的开采充满许多危险，但是煤炭工人仍然冒着生命危险，不断地进行开采活动，可见煤炭在国民经济的生产，生活之中的重要性，那么煤炭为何如此重要，这又与它的哪些性质和特点有关呢？今天我们就学习有关煤的内容。
㈡新课教学
煤是三大能源之一，在我国是第一大能源，是最早被人类使用的一种固体燃料，在全球矿物能源中，煤的储量为丰富，石油和天燃气可开采的总量约为煤的一半。（多媒体播放）。
下面请大家阅读课本P53的“小资料”，并观看煤矿资源的分布图（媒体播放）。
[活动一]：以上大家对煤有了一个大体的认识，但是对煤的形成、成分等还没有了解，请大家阅读课本P53的两段文字并回答下面的问题：1、煤是如何形成的。2、如何证明煤的祖先是植物？（问题进行煤体播放）
[学生分小组的形式合作交流，讨论，并回答问题]
教师对学生的回答进行归纳总结，评价分析，然后播放问题的答案。
[媒体播放“煤的成因、存在与开采”视频播放器]
[板书]：1煤的形成，煤是远古的植物埋在地下，处在空气不足的条件下，经过漫长的岁月，逐渐转变成煤。它是不可再生的一次能源，（媒体播放）
[活动二]1、煤的主要组成元素是什么？是纯净物还是混合物？
2、为什么煤的直接燃烧会造成环境污染与资源浪费？
[学生讨论回答，教师归纳与总结]：
[板书]：2、煤的组成：煤是一种由有机物和无机物所组成的复杂的混合物。主要的组成元素是碳，另外还有一定的氢，氧，硫，氮，磷等元素。（媒体播放）
[媒体播放煤的元素组成图]
煤的直接燃烧的热效率不高，只有20%—30%，并且无法充分利用其中的资源，生成的废气SO2与NOX会造成环境污染，还有粉尘和煤渣等固体垃圾的处理问题。（媒体播放）
因此煤直接燃烧会造成环境的污染和资源的极大浪费，我们必须进行煤的综合利用，不仅使媒转化成清洁高效的能源，还可分离提取出煤中宝贵的化工原料。
[板书]3、煤的综合利用。（媒体播放P54图“煤的综合利用框图”并讲解分析）
[讲解分析]煤的综合利用包括煤的干留（焦化）煤的气化与煤的液化三个过程。
⑴煤的干馏：将煤置于隔绝空气的密闭炼焦炉中加热，煤分解成固态的焦炭，液态的煤焦油和气态的焦炉气。
⑵煤的气化：煤在氧气不足的情况下部分氧化，使煤中的有机物转化成H2，CH4等气体，可物燃气，经分离提纯后可作化工原料。
⑶煤的液化：使煤加热裂解，大分子变为小分子，然后催化加氢，加工成人造石油。
因此，煤的综合利用，不仅减少了对环境的污染，而且大大的提高了煤炭资源的利用率，是我国今后煤炭资源利用的发展方向。
[指导学生阅读P54“小资料”]
[课堂小结]：1、煤的形成，2、煤的组成成份，3、煤的综合利用
[课堂练习]：
1、煤是由_________________经过一系列复杂的变化而形成的，煤是_____________和________________所组成的复杂___________________，主要含有_____________元素，另外，还有一定量的氢，氧，硫，氮，磷等元素。
2、煤的综合利用可通过_______________ 、 ______________和______________来实现，煤的干馏是一种__________________（填“化学变化”或“物理变化”）。
3、煤能成为重要的燃料，是因为煤含水量有大量的（C）
A、氧元素 B、氢元素 C、碳元素 D、氧元素和氢元素
4、下列说法中错误的是（C）
A、煤是当前最重要的能源之一
B、煤中的能量来自太阳能
C、煤燃料后的产物只有二氧化碳
D、各种煤中，含碳量不一定相同
5、下列气体不是由煤加工而成的是（D）
A、炉煤气 B、水煤气 C、焦炉气 D、液化气
[作业布置]：“学习方法指导丛书”与“作业本”的有关内容
[第二课时]
一、教学目标
1、了解石油，天燃气的形成原因
2、了解石油的外观，性质及其分馏产物
3、了解天燃气的成分与使用
4、认识石油与天燃气是重要的资源，应增强珍惜和合理利用的意识。
二、教学过程：
㈠新课引入：
上世纪九十年代，美国发动一场海湾战争，引起这场战争的导火索就是石油问题，目前很多的国际争端都与石油有关，石油价格的波动会牵动着千家万户的心，现代生活的衣，食，住，行，用都直接地或间接地与石油产品有关。那么，石油为什么会有如此的重要的作用呢？这与石油本身的性质与特点有关，今天我们就开始学习石油与天燃气的有关内容。
㈡新课教学
石油是当今世界的主要能源，目前在我国为第二能源，石油是战略物资，现代战争往往与争夺石油资源有关，现代生活中的衣，食，住，行，用都直接或间接地与石油产品有关。（媒体播放）
[播放世界石油（或我国石油）的分布图，并阅读课本P55的“小资料”。]
[活动三]：大家对石油有了一个大体的认识，请大家仔细阅读课本内容，并回答以下有关问题（媒体播放问题）
1、石油是如何形成的？
2、石油的主要组成成分是什么？
3、石油有哪些性质？
[教师对学生的回答进行评价分析，归纳总结]：
[板书]：二、石油：
1、石油的形成：石油是由远古的动植物遗体在地下经过漫长而复杂的变化形成的黑色或棕褐色的粘稠液体混合物，它也是不可再生的一次能源，未经加工的石沿用称为原油（媒体播放）。
[播放“石油形成”的视频播放器]
[板书]2、石油的组成成份：石油的元素组成主要是碳和氢，还有少量的氧，氮，硫等，与煤相比，石油的含氢量较多，含氧量较低，图2、3、7
石油与煤的成分比较
元素燃料 C H O N S 热值kJ/g
石油（%） 83~87 10~14 0.05~2.0 0.02~0.2 0.25~8.0 48
煤（%） 80~90 3~6 3~8 0.5~1.0 1~2 30
[媒体播放石油的性质]：有条件的让学生观察石油，并归纳总结
[板书]：3、石油的性质，石油是黑色或褐色的液体，有特殊气体，不溶于水，密度比水小，没有固定的熔点和沸点。
[播放石油炼制的原理及过程的视频播放器]
[板书]：4、石油的分馏
⑴用连续加热的方法使石油中沸点不同的有机物依次汽化再使这些汽化物依次冷凝，得到各种燃料和化工原料的石油炼制方法叫做分馏，可见，分馏是一种物理变化。
[播放器播放：石油的分馏图示]：2石油的炼制
[讲解]：石油分馏所得产品产量低，为了提高液体燃料的产量。工业上采用裂化的方法，同时为了得到大量的化工原料又采用对分馏产品进行裂解。
[讲解]前面我们学习了固体矿物燃料煤与液体矿物燃料石油，下面我们来认识一下与煤，石油伴生的气体燃料天燃气。
[板书]三、天燃气，天燃气指蕴藏在地壳中的可燃性气体，主要成分是甲烷，天燃气一般是动植物遗体在地下经过漫长的复杂变化而形成的，分布的范围和生成温度范围比石油宽得多，通常与石油，煤伴生，是一种清洁能源，热值与热效率均高于煤和石油（媒体播放）
[播放“甲烷燃烧”的视频：]
[指导]学生阅读课后“小资料”与“视窗”内容
[课堂小结]：对石油的成因，成分，炼制方法及产品，天燃气的特点进行小结。
[课堂练习]
1、石油分馏原理是利用石油成的沸点不同，加热先后汽化后，再冷凝进行分离的方法，是一个物理变化过程。
2、石油是由古代动植物遗体在地壳中经过复杂的变化而形成的一种粘稠状液体，它是一种混合物，主要含有碳、氢两种元素，此外还有氧，氮，硫等元素。
3、煤和石油一定含有的主要元素是（A）
A碳 B氢 C氧 D硫
4、有关煤和石油的说法正确的是（B）
A煤和石油都是有机化合物 B煤和石油中的能量都来自太阳辐射能
C煤和石都是主要含碳、氢元素的化合物 D石油是混合物，煤是单质
5、目前人类利用的主要能源是（D）
A核能 B地热能 C氢能源 D煤和石油
6、下列燃料不是采用煤或石油为原料加工制得的是（C）
A汽油 B焦炉气 C沼气 D煤油
[作业布置]：“学习方法指导丛书”与“作业本”的有关内容