高中化学第二单元化学与资源开发利用课题石油煤和天然气的综合利用教案新人教版选修

2.3 石油、煤和天然气的综合利用探究一石油问题导引观察课本中原油分裂及裂化的产品和用途示意图，回忆学过的有关石油的知识，互相交流石油炼制的方法及石油化工产品的主要用途。

并完成下列问题：(1)石油的分馏产品及主要用途：提示：名师精讲1．石油的成分组成石油的基本元素是碳、氢(两者的质量分数之和可达97%～98%)，同时还含有少量的硫、氧、氮等，它主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃组成的混合物。

石油的化学成分主要是各种液态的烃，其中还溶有气态和固态的烃。

2．石油炼制和加工的主要目的(1)将石油中烃的混合物进行一定程度的分离，使它们各尽其用，如石油的分馏。

(2)将石油中含碳原子多的烃转变成含碳原子较少的烃，以提高石油的利用价值，如石油的裂化和裂解。

3．石油的分馏(1)石油分馏的原理。

分子中碳原子数不同，烃的沸点就不同。

通常情况下，随着烃分子里碳原子数的增多，烃的沸点也相应升高。

加热石油，沸点低的烃(分子中碳原子数较少)先汽化，经冷凝液化后分离出来，随着温度的升高，较高沸点的烃再汽化，经过冷凝液化后又分离出来；这样，不断地加热汽化和冷凝液化，就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物，这一过程在石油工业中是在分馏塔内进行的，称为石油分馏。

(2)石油分馏的装置。

工业上对石油的分馏既有常压分馏又有减压分馏，往往是常压分馏、减压分馏在一起连续进行。

(如下流程图)石油分馏工艺流程示意图(3)减压分馏的原因、原理及目的。

①减压分馏原因：随着石油中烃分子里含碳原子数的增大，其沸点会逐渐升高；要把它们从混合物中分离出来，就必须再升高温度。

但是，在高温下，高沸点的烃会分解，更严重的还会出现炭化结焦，损坏设备、影响生产。

为了解决这一问题，故采用减压分馏。

②减压分馏原理：利用外界压强对物质沸点的影响。

因为外界压强越大，物质的沸点就越高；外界压强越小，物质的沸点就越低。

通过降低分馏塔内的压强，使重油在较低温度沸腾，这种过程称为减压分馏。

《煤、石油和天然气的综合利用》学案设计一、学习目标1．1.学习煤、天然气和石油的化学组成和综合利用途径，能从化学的角度分析自然资源到产品的转化途径，认识化学方法在实现物质转化中的作用和贡献。

2．了解化石能源在社会生产、生活中的重要应用，感受到化学科学在生产、生活中的应用价值。

3．了解化石能源引发的环境问题，能够思考开发清洁新能源的绿色、可持续发展的新途径。

二、学习过程（一）选择题1.碳循环（如图）对人类生存、发展有着重要的意义。

下列说法错误的是（）A．碳是构成有机物的主要元素B．光合作用是将太阳能转化为化学能的过程C．化石燃料的大量燃烧是产生温室效应的原因之一D．石油的年产量是一个国家石油化工发展水平的标志2.下列有关自然资源的开发利用的叙述正确的是（）A．通过催化裂化，可从石油中获取沸点较低的烯烃B．金属铝的冶炼可采取电解熔融氯化铝的方法C．石油的裂化和裂解属于化学变化，而煤的液化、气化属于物理变化D．煤中含有的苯、甲苯、二甲苯等有机物，可通过煤的干馏来获得3.“地球在流浪，学习不能忘”，学好化学让生活更美好，下列相关说法错误的是（）A．天然气、沼气的主要成分是甲烷，液化石油气的主要成分是丙烷和丁烷B．煤的气化是化学变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径C．石油经分馏后可以获得汽油、煤油、柴油、丁烯等含碳原子少的轻质油D．“低碳经济”的目标是减少温室气体的排放4.我国提出争取在前实现碳达峰，前实现碳中和，这对于改善环境、实现绿色发展至关重要。

“碳中和”是指CO2的排放总量和减少总量相当。

下列措施中能促进碳中和最直接有效的是（）A.将重质油裂解为轻质油作为燃料B.大规模开采可燃冰作为新措施C.通过清洁煤技术减少煤燃烧污染D.研发催化剂将CO2还原为甲醇5.煤的干馏实验装置如图所示。

下列说法错误的是( )A．可用蓝色石蕊试纸检验a层液体中含有的NH3B．长导管的作用是导气和冷凝C．从b层液体中分离出苯的操作是分馏D．c口导出的气体可使新制氯水褪色（二）非选择题实验室蒸馏石油如图所示：（1）实验原理：两种或多种相差较大且的液体混合物，要进行分离时，常用蒸馏或分馏的分离方法；（2）分馏(蒸馏)实验所需的主要仪器:铁架台(铁圈、铁夹)、石棉网、、带温度计的单孔橡皮塞、、牛角管、（3）蒸馏烧瓶中加入碎瓷片的作用是：（4）温度计的位置：温度计的水银球应处于（5）冷凝管：蒸气在冷凝管内管中的流动方向与冷水在外管中的流动方向。

2.3石油、煤和天然气的综合利用目的要求了解绍石油的分馏及其产品和用途，了解石油的裂化和裂解。

了解煤的干馏和综合利用了解煤化工和天然气化工的发展教学过程一、石油和天然气1.石油的炼制和石油化工（1）认识石油形成：古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的。

元素组成：C、H、S等物质组成：烷烃、环烷、芳香烃等，从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃。

物理性质：黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。

【思考】石油是纯净物还是混合物？有无固定的沸点？答案：混合物无固定的沸点（2）原油：从油田里开采出来的没有经过加工处理的石油，还含有杂质成分：水，氯化钙，氯化镁等盐类。

要炼制，其目的是将混合物进行一定程度的分离，使之物尽其用，另一方面，将含碳原子较多的烃转变为含碳原子较少的烃，做为基础有机化工原料。

（3）石油的分馏.工业上常用常压分馏和减压分馏的方法把不同沸点的产品分离出来，为了提高汽油产量，还可采用催化裂化的方法。

如十六烷分解反应方程式为：C16H34 C8H18＋C8H16。

①常压分馏：将石油分成轻质油和重油常压分馏主要产品：轻质油:溶剂油、汽油、航空煤油、煤油、柴油等②减压分馏：将重油再进一步分成各种馏分。

重油进行减压分馏的产物主要有：重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青等。

【思考】为什么要减压分馏？【师、生】若要将重油进一步分离，则要在更高的温度，而在高温下，高沸点的烃会分解，更严重的是还会炭化结焦，损坏设备，影响正常生产。

由于同一种物质，在不同的压强下，沸点不同。

因为外界压强越大，物质沸点就越高；外界压强越小，物质沸点就越低。

因此要将重油进行减压分馏。

（4）石油的裂化和裂解①石油裂化有热裂化和催化裂化两种热裂化：目的:提高汽油的产量缺点：温度过高，发生结焦现象催化裂化：目的:提高汽油的质量和产量催化剂:硅酸铝，分子筛（铝硅酸盐）②裂解：即深度裂化，使长链烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等短链烃，目的：制取短链烯烃如：己烷裂解反应C6H144＋CH2═CH2＋CH3CH═CH2＋其他15% 40% 20% 25%2、天然气的利用（1）天然气的来源天然气（natural gas ）又称油田气、石油气、石油伴生气。

石油、煤和天然气的综合利用一、教材分析和建议在初中化学和必修化学2中，都介绍了石油、煤和天然气的有关知识，并且，在必修化学2中又介绍了较多的有机化合物知识。

在此基础上，根据课程标准的要求，本课题从化石能源综合利用的角度，进一步介绍了石油、煤和天然气的知识。

关于石油，教科书通过再现必修化学2的一幅“原油分馏及裂化的产品和用途示意图”来引入，并用“思考与交流”的形式，使学生能回忆思考并充分交流，在此基础上，介绍了石油炼制的方法。

石油的分馏和裂化，在必修化学2中有简单介绍，本课题又简单介绍了其方法依据的原理和过程，但并没有过多涉及实际的生产原理和过程。

关于天然气，学生已了解很多，本课题只是简单介绍了天然气作为有机化工基本原料的技术进步及应用前景。

关于煤，主要介绍了煤的干馏、煤的气化和液化。

煤的液化近年来在研究和应用领域比较重视并有了一定的发展，我国在这方面也有新的进展，教科书强调煤的综合利用对于我国解决能源问题、环境问题的特殊意义。

最后教科书还介绍了一碳化学的有关内容，使学生了解与传统的石油化工、煤化工和天然气化工发展不同的思路和趋势，帮助学生进一步体会和认识化学所特有的应用价值和魅力。

教学建议如下：1. 充分利用学生已有的相关知识，通过讨论、思考、交流认识石油、煤和天然气，教学中可利用教科书中的“学与问”和“思考与交流”，复习已学过的知识。

2. 配合课外活动，让学生通过查阅书籍、报刊、上网、调查访问等方式，收集有关石油、煤和天然气的有关信息，归纳整理或写出调查报告和小论文，在班上与同学交流。

教学重点：石油、煤和天然气综合利用的新进展。

二、问题交流【学与问1】天然气主要来自与石油伴生的油田中。

天然气的主要用途是作燃料和化工原料。

此问题由学生先交流，然后教师再进一步说明。

【学与问2】几种煤干馏的产品及主要成分：【学与问3】【思考与交流1】石油炼制的方法有分馏、裂化、裂解等。

可让学生根据教科书表216，进一步列举出他们身边见过或通过其他途径知道的石油化工产品的用途。

（人教版必修2）第四章《化学与自然资源的开发利用》教学设计第二解《资源综合利用环境保护》（第一课时煤、石油和天然气的综合利用）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】活动一、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。

【展示】【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】活动二、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【典例】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1：1D．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）__________________，__________________．【交流】（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．【回答】（1）B （2）核能、太阳能、生物能、风能等。

第二单元化学与资源的开发利用课题3 煤、石油和天然气的综合利用教学目的1.掌握煤、石油和天然气等综合利用中基本的化学原理。

2.通过调查讨论煤、石油和天然气等综合利用的最新进展。

3.了解我国基本化工的生产资源、基本化工产品的主要种类和发展概况。

教学重点、难点：煤、石油和天然气等综合利用中基本的化学原理。

探究建议：1.收集资料：海水、煤、石油和天然气等资源的综合利用。

2.绘制图表：石油化工或其他化工的主要原料、过程和产品3.讨论：资源的循环利用、能源的优化应用、环境的源头治理对可持续发展的意义。

4.调查当地固体废弃物（如粉煤灰）的回收和利用情况，讨论存在问题的解决途径。

课时划分：一课时教学过程：见PPT文件[课堂练习]1、下列叙述正确的是ADA、含有十八个以上碳原子的烷烃，经催化裂化可得到汽油。

B、裂化汽油可用来萃取溴水中的溴C、分馏和干馏都是物理变化D、煤焦油是混合物，可通过分馏使其主要成分进一步分离开来。

2、下列说法不正确的是CA、石油裂化是为了得到更多的汽油B、石油裂解是为了获得短链不饱和烃C、石油分馏可将各种烃分离开来D、石油减压分馏是得到汽油、煤油等3、下列实验中需要温度计，但温度计不需插入液体中的是BA、苯的硝化B、石油的分馏C、溶解度测定D、乙烯的制取4.下列说法中错误的是DA.石油中含有C5～C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油B.含C18以上烷烃的重油经过催化裂化可以得到汽油C.煤是由有机物和无机物组成的复杂混合物D.煤中含有苯和甲苯，可以通过分馏的方法将它们分离出来5.工业上大量获取乙烯、丙烯、丁二烯等采用的方法是CA.石油的热裂化B.石油的催化裂化C.石油的裂解D.石油的分馏6.下列物质中能用于萃取溴水中的溴的是ADA.直馏汽油B.裂化汽油C.酒精D.已烷7.一辆卡车在起动，刹车时排出黑烟，由此可推断这辆车所用的燃料是BA.汽油B.柴油C.酒精D.液化石油气8.在实验室进行下列实验时，必须在反应物中加入碎瓷片以防止暴沸的有ACA.制乙烯B.制溴苯C.蒸馏石油D.裂化石蜡9.某混合气体通过溴水(使其褪色)，再通过灼热的氧化铜(使其黑色变红色)，再通过无水CuSO4白色粉末(使其变蓝色)，再通过澄清石灰水(石灰水由澄清变浑再变清)，最后剩余气体在空气中点燃，火焰呈淡蓝色，这混合气体是BA.水煤气B.焦炉煤气C.石油液化气D.天然气10.煤和石油是宝贵的___________________，它们既是当今最主要的能源，又是十分重要的化工原料，可用于制造____________、____________、____________、____________、____________等等。

你想是如何的人，你就是如何的人；你想成为如何的人，你离这个目标就不会太远。

第二单元课题3石油、煤和天然气的综合利用教课目的：1、认识石油、煤和天然气关于现代工业生产及生活的重要性。

2、认识石油炼制产品分类与其含碳原子数的关系。

3、能够正确划分干馏、蒸馏和分馏，裂解和裂化的观点。

4、初步认识煤化工和天然气化工的发展——一碳化学。

教课要点：认识石油、煤和天然气关于现代工业生产及生活的重要性。

正确划分干馏、蒸馏和分馏，裂解和裂化的观点。

教课难点：正确划分干馏、蒸馏和分馏，裂解和裂化的观点。

教课器具：PPT课件课时安排： 1 课时教课过程[ 复习回首 ]烷烃乙烯碳的化学性质蒸馏[ 导言 ] 本课时谈一下石油、煤和天然气的综合利用[ 展现 ] 胶片原油分馏及裂化的产品和用途( 一 ) 石油和天然气1.石油的炼制和石油化工物理性质：黑褐色黏稠状物质，无固定熔沸点（烃类混淆物）分别方法：常压分馏、减压分馏分馏：把混淆物分红不一样沸点范围的蒸馏产物而分别的方法。

产品分类：石油气（ C4以下）、汽油（ C5-C11）、煤油（ C11-C16）、柴油（ C15-C18）、重油（ C20以上）[ 导入]经过分馏获取的汽油、煤油、柴油等轻质油仅占石油总产量的四分之一左右，如何更有效地利用资源？对重油的加工——裂化裂化：在必定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃分解为相对分子质量较小、沸点较低的烃的方法。

看人生峰高处，惟有劫难多正果。

11 / 3裂解：为获取化工原料，将石油分馏产物在比裂化更高的温度下进一步裂解（深度裂化），时长链烃断裂成乙烯、丙烯、丁烯等短链烃的方法。

方程式见胶片乙烯的产量是权衡一个国家石油化工发展水平的标记之一。

[思虑]联合已学有机知识，与同学沟通：以乙烯为原料能够生产哪些产品；领会乙烯作为石油化工基来源料的重要价值。

2.天然气的利用用途： a. 燃料；b.化工原料。

如制乙烯、甲醇和其余液体燃料。

课题3 石油、煤和天然气的综合利用一、设计理念高中化学课程标准中指出：化学在解决人类社会发展过程中面临的有关问题、提高人类的生活质量、促进人与自然和谐相处等方面发挥着重要作用，关注与化学有关的科学技术、社会经济生活和生态环境的协调发展，以促进学生在知识与技能、过程与方法、情感态度价值观等方面的全面发展。

具体表现为三种能力的考察：接受、吸收、整合化学信息的能力、分析问题和解决（解答）化学问题的能力依据此观念本课采用智慧课堂模式：学生在课前，观看老师事先录制的微课，完成第一时段的自主学习并在学习任务单上提出微课学习中存在的疑惑；教师再收集整理学生所提的问题，设计下一阶段的课堂教学（进行二次备课）。

课上围绕课前微课学习的问题，以问题为引导，教师带领课堂的主体学生进行多元互动，学生使用Pad在线完成教师发布的“当堂练习”，利用及时反馈的教学大数据实现针对性教学，如通过智慧课堂推送各种教学素材，引导培养学生接受、吸收、整合化学信息的能力、分析问题和解决（解答）化学问题的能力。

课后通过教育云平台，实现一对一指导与互动，实现真正地个性化学习。

二、教材分析关于石油，教科书通过再现必修化学2的一幅“原油分馏及裂化的产品和用途示意图”来引入，并用“思考与交流”的形式，使学生能回忆思考并充分交流，在此基础上，介绍了石油炼制的方法。

石油的分馏和裂化，在必修化学2中有简单介绍，本课题又简单介绍了其方法依据的原理和过程，但并没有过多涉及实际的生产原理和过程。

关于天然气，学生已了解很多，本课题只是简单介绍了天然气作为有机化工基本原料的技术进步及应用前景。

关于煤，主要介绍了煤的干馏、煤的气化和液化。

煤的液化近年来在研究和应用领域比较重视并有了一定的发展，我国在这方面也有新的进展，教科书强调煤的综合利用对于我国解决能源问题、环境问题的特殊意义。

最后教科书还介绍了一碳化学的有关内容，使学生了解与传统的石油化工、煤化工和天然气化工发展不同的思路和趋势，帮助学生进一步体会和认识化学所特有的应用价值和魅力。

《煤、石油、天然气的综合利用》教学设计一、教学目标知识与技能1．认识煤、石油、天然气是人类能源的主要来源。

能书写简单代表物燃烧的化学方程式。

2．了解煤的成分；知道通过煤的干馏可得到多种化工产品及其用途；知道煤的气化和液化可减少燃烧所造成的环境污染。

3．了解石油的成分；知道通过石油的分馏及裂化可得到多种化工产品及其用途。

4．通过书写乙烯聚合反应的化学方程式，了解聚合反应的原理。

能举例说明高分子材料在生活等领域中的应用。

过程与方法通过本节课和本节课前的预习准备，学会讨论、交流和合作学习。

情感、态度与价值观了解煤、天然气、石油在国民经济和人民生活中的重要作用，了解使用煤、天然气、石油所带来的环境问题，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。

二、教学重点煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用。

三、教学难点石油裂化的原理、加聚反应的原理。

四、教学方式启发、阅读、分组讨论与交流、归纳总结等。

五、教学过程2004年一次能源消费构成原油煤炭天然气水电核能全世界 36.8%27.2%23.7% 6.2% 6.1%中国 22.3%69.0% 2.5% 5.4%0.8%[引入]从表中可以看出，煤、石油、天然气是当今人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料，如乙烯和苯就是从石油和煤中提取出来的。

化石燃料是不可再生能源，其综合利用越来越受人们的重视。

[板书]一、煤、石油和天然气的综合利用[讲述]我国不仅煤资源、煤产量都名列世界前茅，同时也发现煤和使用煤最早的国家。

早在战国时的《山海经》已有煤的记载，西汉时期已经使用煤来炼铁，而英国人到了16世纪才会用煤炼铁。

当前，我国工业燃料动力的80%依靠煤，化工原料的65%是煤。

[阅读]新闻报道——蜂窝煤重出江湖。

[设问]煤是不是炭？有人说用煤可以制成布、橡胶等，这是怎么一回事？[板书]1．煤的综合利用[学生活动]阅读课本P86~87煤的综合利用内容。