高中化学 第八章 第一节 自然资源的来发利用 第三课时 煤、石油和天然气的综合利用 教案1

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第一节　自然资源的开发利用第3课时　煤、石油和天然气的综合利用教学分析教学目标评价目标1.通过对煤、石油和天然气的组成及其综合利用的学习,让学生掌握煤、石油、天然气综合利用的主要途径。2.认识化石燃料燃烧对环境的影响,了解环境保护和开发新能源的重要意义。重点、难点煤的干馏、液化、气化的原理及利用,石油的裂化、裂解反应及应用。教法、学法情境化教学、任务学习、问题引导。课时安排1课时。教学准备课件。教学设计教学反思教材从资源利用和环境保护这一视角,阐明化学和人类可持续发展的关系。重点从资源利用和需求角度出发,介绍几种常见的能源:煤、石油和天然气等的组成和用途。在介绍主要能源中,重点讲述了根据不同工业时代发展的需要,提出煤的干馏、气化和液化以及石油的裂化、裂解的工业原理,介绍了常见的产品,这也是现代化学要研究的重要问题,在教学过程中渗透的学科思维、绿色化学思想都有利于学生核心素养的培养和提高。本节内容立足于科学、技术和社会相互协调的角度,有利于学生加深体会化学在综合利用自然资源中的作用,学会辩证地看待人类和自然和谐发展中可能会遇到的问题,并培养做出果断决策的意识和能力;从学科知识的角度,有利于学生将前面所学过的知识和技能进行必要的梳理、归纳和拓展。板书设计第一节　自然资源的开发利用第3课时　煤、石油和天然气的综合利用备课资源石油的发展史早在3 000多年前,中国最古老的经典之一《易经》中就有了“泽中有火”的记载。而“石油”一词的正式命名是北宋杰出的科学家沈括在《梦溪笔谈》中提出的。公元1080年冬天,沈括巡查陕北二郎山时,看到当地居民冒着严寒,在河岸支起了一顶顶帐篷。帐篷内热气腾腾,上空黑烟缭绕,四周的积雪都已融化。出于好奇,他进了帐篷,发现人们正在从地底下开采并燃烧一种黑色液体,该液体黏稠似胶,烧起来火很旺。它是从哪里来的呢?沈括怀着极大的兴趣,询问并观察了当地人的开采过程。他看到这种黑色液体是从石头缝里溢出来的,便将其命名为“石油”,并记录在《梦溪笔谈》中:鄜延境内有石油……予疑其烟可用,试扫其煤以为墨,黑光如漆,松墨不及也。……此物后必大行于世,自予始为之。盖石油至多,生于地中无穷,不若松木有时而竭。“石油”一词,首用于此,沿用至今。在古代,由于科技的局限性,人类对石油的利用多来自其自然溢出或是表层开采,对于石油的利用规模还是较小。现代石油历史始于1846年,当时生活在加拿大大西洋省区的亚布拉罕·季斯纳发明了从煤中提取煤油的方法。1852年,波兰人依格纳茨·卢卡西维茨发明了使用更易获得的石油的方法。次年,波兰南部克罗斯诺附近开辟了第一座现代的油矿。1861年,在巴库建立了世界上第一座炼油厂,当时巴库出产世界上90%的石油。19世纪石油工业发展缓慢,提炼的石油主要是用来作为油灯的燃料。20世纪初,随着内燃机的发明,石油的地位骤变。科技的进步与资源的开发相互促进,人类对原油的使用进入了一个新的时代。 历年高考题荟萃1.(2023·上海)已知稠油是指黏度超过50 mPa·s的原油,数据显示,在世界剩余石油资源中,约有70%都是稠油。下列关于稠油的说法错误的是(　　)A.稠油易溶于水B.稠油主要由碳、氢元素组成C.稠油属于混合物D.稠油可以裂化答案:A2.(2020·浙江)下列说法不正确的是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.天然气是不可再生能源B.用水煤气可合成液态碳氢化合物和含氧有机物C.煤的液化属于物理变化D.火棉是含氮量高的硝化纤维答案:C3.(2020·浙江)下列说法不正确的是(　　)A.天然气的主要成分甲烷是高效、较洁净的燃料B.石油的分馏、煤的气化和液化都是物理变化C.石油的裂化主要是为了得到更多的轻质油D.厨余垃圾中蕴藏着丰富的生物质能答案:B4.(2018·北京)下列我国科技成果所涉及物质的应用中,发生的不是化学变化的是(　　)　　答案:B5.(2017·全国Ⅰ)《本草衍义》中对精制砒霜过程有如下叙述:“取砒之法,将生砒就置火上,以器覆之,令砒烟上飞着覆器,遂凝结累然下垂如乳,尖长者为胜,平短者次之。”文中涉及的操作方法是(　　)A.蒸馏B.升华C.干馏D.萃取答案:B6.(2017·全国Ⅲ)化学与生活密切相关。下列说法错误的是(　　)A.PM2.5是指粒径不大于2.5 μm的可吸入悬浮颗粒物B.绿色化学要求从源头上消除或减少生产活动对环境的污染C.燃煤中加入CaO可以减少酸雨的形成及温室气体的排放D.天然气和液化石油气是我国目前推广使用的清洁燃料答案:C课标要求素养要求1.引导学生对煤、石油和天然气等化石燃料的综合利用等知识进行问题探讨,了解如何从煤、石油和天然气中获得基本的化工原料,以及获得哪些化工原料,介绍煤的干馏,石油的分馏、催化裂化、裂解等。1.宏观辨识与微观探析。2.了解煤、石油、天然气在国民经济和人民生活中的重要作用,了解使用煤、石油、天然气所带来的环境问题,体会化学资源综合利用和环境保护的重要意义,提升综合利用化学资源和环境保护的意识,全面提高学生的学习兴趣与保护环境的主人翁意识。2.科学精神与社会责任。主题教师活动学生活动设计意图课题引入　　【投影】2019年我国能源消费的结构图。【讲述】2019年我国能源消费主要是煤、石油、天然气,这节课我们就来学习这些能源的开发和利用。倾听,观察图片。　　展示2019年我国能源消费的结构图,激发学生的学习兴趣。自主学习　　【提问】迄今为止,人类使用的主要能源是什么?【追问】化石燃料综合利用的主要意义是什么?　　【回答】煤、石油、天然气。【回答】提高利用率,减少化石燃料燃烧所造成的环境污染。　　引导学生初步了解化石燃料的综合利用,引出下一主题。知识回顾　　【讲述】请同学们完成下面的知识填空。【展示】1.煤、石油和天然气是人们生活中经常使用的主要燃料,人们常称它们为　　　　　燃料,是　　　　　资源。 2.煤燃烧时会排放出　　　　　等气体和一些烟尘,它们都是大气的污染物。 3.天然气的主要成分是　　　　　,燃烧的现象是　　　　　　　,反应的化学方程式为　　　　　　　　　　　　。 4.　　　　　的产量可以衡量一个国家石油化学工业的发展水平,写出其发生加聚反应的化学方程式:　 　。 　　【展示答案】1.化石　不可再生2.NO2、SO23.CH4　产生淡蓝色火焰　CH4+2O2CO2+2H2O4.乙烯　nCH2CH2?CH2—CH2?　　回顾有关煤、石油、天然气的相关知识。一、煤的综合利用　　【讲述】阅读教材第102页内容,回答下列问题。【提问】煤是由什么组成(物质类别、元素)?【追问】煤的加工途径是什么?它们有什么区别?【展示】课件展示煤的综合利用的途径。煤综合利用的主要途径原理主要反应产品干馏隔绝空气加强热分解反应出炉煤气、煤焦油、焦炭气化碳在高温下与水蒸气反应C+H2O(g)CO+H2水煤气液化直接液化:煤与氢气作用生成液体燃料间接液化:煤先转化为CO和H2,然后在催化剂作用下合成甲醇等CO+2H2CH3OH烃类、醇类等　　【讲解】结合课件讲解煤干馏的产物。【思考】煤的气化、液化与水的汽化、液化一样,均属于物理变化,对吗?　　【回答】煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含碳元素,还含有少量H、O、N、S等元素。【回答】不对,煤的气化、液化均为化学变化。　　了解煤的组成。通过对比归纳让学生理解煤的综合利用的途径。二、天然气的综合利用　　【提问】天然气的主要成分是什么?有哪些主要用途?【讲述】资料卡片——天然气水合物,完成下面填空。天然气水合物是　　　　　与　　　　　在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质,主要成分是甲烷水合物,其组成可表示为　　　　　,甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。天然气水合物的外观像冰,具有　　 　　,故又被称为“　　 　　”。 　　阅读教材第102、103页,回答问题。【回答】天然气的主要成分是甲烷。日常生活中可用作燃料,化工生产中,可用于合成氨和生产甲醇等。阅读并完成题目。【答案展示】天然气　水　CH4·nH2O　可燃性　可燃冰　　了解天然气的用途。三、石油的综合利用　【提问】石油的主要成分有哪些?【追问】石油的加工方法有哪些?主要产品是什么?【讲解】石油的分馏、裂化、裂解。课件展示。　　【回答】石油是由多种碳氢化合物组成的混合物。阅读教材第103页相关内容。【回答】分馏、裂化、裂解。石油经分馏后可得到汽油、煤油、柴油等含碳原子少的轻质油。通过催化裂化可将重油裂化为汽油等物质,再进一步裂解可以得到乙烯、丙烯、甲烷等重要的基本化工原料。另外,石油在加热和催化剂的作用下,可以通过结构的调整,使链状烃转化为环状烃。　　通过讲解石油的加工方法,让学生理解分馏、裂化、裂解。主题教师活动学生活动设计意图三、石油的综合利用　　【思考】干馏、分馏、蒸馏有什么区别,完成表格。项目干馏分馏蒸馏原理产物反应类型　　【追问】以煤、石油和天然气为原料可以生产哪些合成材料?　　【展示】项目干馏分馏蒸馏原理隔绝空气加强热使物质分解根据液态混合物中各组分沸点的不同进行分离根据液态混合物中各组分沸点不同进行分离产物混合物产物为沸点相近的各组分的混合物产物较单一反应类型化学变化物理变化物理变化　　【回答】塑料、合成橡胶、合成纤维。　　通过列表比较干馏、分馏、蒸馏的区别。评价反馈　　请同学们完成对应学案中评价反馈练习。　　完成练习。展示答案,并解释原因。　　检测学生是否能掌握煤、石油和天然气的综合利用。小结　　对本节课内容进行总结。　　【反思回顾】能源的利用与可持续发展。　　对所学内容进行升华提升。A.甲醇低温所制氢气用于新能源汽车B.氘、氚用作“人造太阳”核聚变燃料C.偏二甲肼用作发射“天宫二号”的火箭燃料D.开采可燃冰,将其作为能源使用