資源簡介

教學設計
課程基本信息
學科 化學 年級 高一 學期 春季
課題 自然資源的開發利用（第二課時）
教學目標
1. 了解石油的分餾及其產品和用途，了解石油的裂化和裂解，煤的干餾和綜合利用。 2. 了解煤化工和天然氣化工的發展。
教學內容
教學重點： 1. 煤的干餾、氣化、液化。
2. 石油的分餾、裂化、裂解。
教學難點： 1. 煤的氣化與液化的原理。
2. 石油裂化、裂解的目的。
教學過程
一、新課導入 迄今為止，煤、石油和天然氣仍是人類使用的主要能源，同時它們也是重要的化工原料。如何實現化石燃料的綜合利用，提高利用率，減少化石燃料燃燒所造成的環境污染，是人類面臨的重大挑戰。 觀看視頻【煤的組成及應用】，初步了解煤的組成及應用； 煤是非常重要的能源，也是冶金、化學工業的重要原料。中國是世界上煤炭產量最大的國家，煤炭產量32.4億噸，相當于18.004億噸油當量，占世界比例高達48.3%。 二、新課教學 活動一：煤是由什么組成的？該怎樣綜合利用煤？ 1.閱讀教材，探討煤的組成。 煤是由有機物和少量無機物組成的復雜混合物，其組成以碳元素為主，還含有少量氫、氧、氮、硫等元素。 煤的結構模型 2.討論煤有哪些綜合利用的途徑，學習煤的干餾(焦化)及其主要產品和用途。 煤的干餾是指將煤隔絕空氣加強熱使之分解的過程煤干餾的主要產物有焦炭、煤焦油、粗氨水、粗苯、焦爐氣(含H2、CH4及少量 CO、CO2、C2H4、N2等)。 煤的氣化是指將煤轉化為可燃性氣體的過程，主要反應：C＋H2O(g) == CO＋H2 煤的液化可分為直接液化和間接液化。 直接液化指的是使煤與氫氣作用生成液體燃料； 間接液化指的煤先轉化為水煤氣(CO和H2)，然后在催化劑的作用下合成甲醇的過程。 是使煤與氫氣作用生成液體燃料。 煤的干餾的實驗裝置 活動二：天然氣的綜合利用 學生活動：討論天然氣的主要成分和用途。 天然氣的主要成分是甲烷。天然氣能成為 21世紀新型清潔能源是因為它的燃燒更充分且燃燒產物是水和二氧化碳不會污染環境。目前,生產甲醇的原料已逐步大規模地轉向天然氣，該反應的化學方程式為 2CH4 + O2→CH3OH(反應已省略)。 【視頻播放】了解特殊的天然氣——可燃冰 活動三：石油的組成及其綜合利用 觀看視頻并思考：石油的組成是怎樣的？通過哪些方法可以綜合利用石油？ 學生活動: 1.閱讀教材，認識石油的組成，以及石油分餾的原理和主要產品。 石油是由古代動植物遺體經過非常復雜的變化而形成的。 石油是由多種碳氫化合物組成的混合物，含有 C、H、S等元素，成分復雜。其中主要含有烷烴、環烷烴、芳香烴等，從所含成分的狀態看，大部分是液態烴，在液態里溶有氣態烴和固態烴。 石油是黑褐色的黏稠狀物質，有特殊氣味，比水輕，不溶于水，沒有固定沸點。 石油分餾得到汽油、煤油、柴油等輕質油，石油分餾的原理是加熱石油，沸點低的烴先汽化，經冷凝后分離出來隨著溫度的升高，沸點較高的烴再汽化，經冷凝后又分離出來。 2.石油的裂化、裂解和催化重整 裂化:在一定的條件下，將相對分子質量較大、沸點較高的烴斷裂為相對分子質量較小、沸點較低的烴的過程。在催化劑作用下進行的裂化叫做催化裂化。 裂解:就是深度裂化。以比裂化更高的溫度，使石油分餾產物(包括石油氣) 中的長鏈烴斷裂成乙烯、丙烯等短鏈烴的過程。 催化重整：在加熱和催化劑的作用下，可以通過結構的重新調整，使鏈狀烴轉化為環狀烴，以獲得苯、甲苯等芳香烴。 裂化 裂解 石油的分餾和裂化及其產品示意圖 3.煤、石油和天然氣未來發展前景 以煤、石油和天然氣為原料，通過化學反應獲得許多性能優異的合成高分子材料，如我們熟悉的塑料、合成橡膠和合成纖維，使人類在利用自然資源的進程中前進了一大步。例如，在石油工業發展的早期，乙烯和丙烯都曾被當作煉油廠的廢氣而白白燒掉，聚乙烯和聚丙烯的研制成功使乙烯、丙烯這些曾經的“廢棄物”得到了充分利用。隨著合成材料的大量生產和使用，急劇增加的廢棄物也給人類社會造成了巨大的環境壓力。 隨著科技和社會的發展，以來自生物質的纖維素、淀粉和油脂等為原料的化工生產路線，替代以煤、石油和天然氣為原料的路線，將是一條綠色的可持續發展的途徑。

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