必修2资源综合利用环境保护

必修2——资源综合利用环境保护课标要求：了解化石燃料综合利用的意义，以酸雨的防治和无磷洗涤剂的综合利用为例，体会化学对环境保护的意义。能说明合成新物质对人类生活的影响，讨论在化工生产中遵循“绿色化学”思想的重要性。通过简单实例了解常见高分子材料的合成反应，能举例说明高分子材料在生活等领域的应用。教材分析：教材内容共分两个部分，一是煤、石油和天然气等化石燃料的综合利用，主要介绍了如何从煤、石油和天然气中获得基本的化工原料，以及获得哪些化工燃料，介绍了煤的干馏、石油的分馏、催化裂化、裂解等，同时还介绍了如何利用煤、石油和天然气为原料合成一些高分子材料，主要介绍了聚乙烯的合成等。二是引入了绿色化学的概念，建立了原子经济性反应的概念，从化学角度强调了环境保护的方法、手段与意义。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。过程与方法1、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。2、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。教学重点：煤、石油、天然气的综合利用，特别是石油的利用。教学难点：石油裂化的原理、加聚反应的原理。教学用品：启发、阅读、分组讨论与交流、归纳总结等。教学过程：第1课时新课引入[思考与交流]1、列举你所了解的颇受关注的环境问题有哪些？2、煤与石油除了可以提取苯和乙烯以外，还可以得到哪些化工原料？[讲述]不难看出，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。引入课题：资源的综合利用环境保护新课进行[板书]一、煤、石油和天然气的综合利用[板书]1、煤的综合利用[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。[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？[学生活动]阅读课本P86~87煤的综合利用内容。[展示实物]煤的标本。[讨论与思考]⑴请用你知道的事实说明煤的成分，组成元素有哪些？⑵煤的干馏属于化学变化还是物理变化？有哪些主要产品？⑶为什么要进行煤的气化和液化？[交流与表达]⑴煤是古代植物转变来的，黑黑的、可以燃烧。主要含有碳元素，还含有氢、氧、氮、硫等元素。⑵煤主要含碳元素，但不是只含有碳，所以煤不是炭。（引导学生明确碳≠炭）⑶煤的气化与液化是提高煤的利用率的重要手段。[讲述]在很长一段时间里，煤只是作为一种燃料为人们所利用。直到18世纪末，德国、英国利用煤的干馏制取煤气，接着又从煤炼焦的副产品中回收煤焦油，人们才认识到煤除了可以用做燃料外，还是重要的化工原料。[板书]煤的干馏。[思考与讨论]1、煤的干馏与煤的直接燃烧有什么区别？2、煤的干馏有哪些产品？各有哪些用途？[交流与表达]煤——火力发电的原料焦炭——作还原剂，用于冶炼金属出炉煤气：煤焦油、粗氨水、焦炉气、粗苯等[讲述]煤燃烧时不仅产生我们所需的能量，同时还会生成大量的二氧化硫、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等污染物。为了减少煤燃烧时对环境造成的污染，人们一方面采取措施，改进燃煤技术、改善燃煤质量和排烟设备；另一方面，设法把煤转化成清洁的燃料。煤的气化和液化就是使煤变成清洁能源的有效途径，同时煤的燃烧效率等也能够得到提高。[学生活动]写出煤的气化过程的主要反应方程式。[联系实际]当少量水洒在烧得通红的煤上时，火不但没有熄灭，反而烧得更旺，这就是煤的气化。[过渡]从2004年能源消费的情况看，我国的煤炭消费量比重明显偏高，天然气与核能比重明显偏低，与世界平均水平相差甚远。天然气是优质清洁能源和化工原料，开发利用天然气对改善我国能源结构、保护生态环境具有十分重要的意义。[板书]2、天然气的综合利用[思考与讨论]城市居民用气，最先发展的是管道煤气，以后产生液化气作为补充，天然气则是近年发展起来的气体燃料。为什么要使用气体燃料呢？[交流与表达]1、气体燃料与空气混合充分，容易完全燃烧，与固体燃料相比有较高的利用率。2、气体燃料便于运输，使用方便（易点燃，易熄灭），且清洁卫生。[讲述]天然气是一种高效、清洁的燃料。随着我国“西气东输”管线的全面贯通，越来越多的地区将使用天然气。此外，天然气更是一种重要的化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇以及合成分子内含两个或多个碳原子的其他有机化合物。[讲述]石油被称为“工业的血液”，炼制石油可以得到许多有机化合物。石油的分馏、催化裂化、裂解等都是炼制加工石油的重要手段。[板书]3、石油的综合利用[展示]原油样品。[讲述]未经加工的石油叫原油，是一种棕黑色粘稠液体。[设问]石油是纯净物还是混合物？用什么事实可以证明？[归纳]石油是混合物。它主要是由多种的碳氢化合物组成。[思考与交流]举例说明生活中你最熟悉的石油产品，简述它的用途？[学生回答]⑴汽油，用于汽车、摩托车的燃料；⑵煤油用作飞机燃料、煤油炉燃料；⑶柴油可用作发动机的燃料；⑷沥青用来铺路，石蜡用作化工原料。[设问]刚才所说的汽油、煤油、柴油是通过什么方法得到的？[学生回答]通过石油的分馏可得到汽油、煤油和柴油等。[讨论与思考]⑴什么叫分馏？有几种分馏的方法，其原理有什么不同？⑵石油的常压与减压分馏分别有哪些产品？[交流与表达]⑴常压分馏的主要产品：轻质油（汽油、煤油、柴油等）和重油（含碳原子较多）⑵减压分馏的主要产品：以重油为原料，燃料油、石腊、润滑油、沥青等[追问]如何才能将过剩的重油变成轻质油？试从化学键与能量关系分析。[讨论与交流]⑴什么是裂化？裂化与裂解有什么区别？⑵催化裂化和裂解的目的是什么？⑶写出十六烷裂化、裂解的化学方程式，分析其化学键的断裂与形成过程。[讲述]总之，煤、天然气和石油的综合利用意义非常大，我们熟悉的塑料、合成橡胶、合成纤维这三大合成材料，都是以煤、天然气和石油为原料生产的。[板书]二、以煤、石油、天然气为原料生产合成材料[讲述]在生产和生活中得到广泛应用的三大合成材料主要是以石油、煤、天然气为原料合成的，聚乙烯塑料及其产品就是典型的代表。[观看图片]第93页生活中广泛使用的合成材料产品[学生活动]写出乙烯合成聚乙烯的化学方程式。[总结]化石燃料的使用既给予了人们方便，推动了人类的文明，同时也造成了环境的污染。我们应辨证地认识发展生产和治理环境的关系。教学延伸1、阅读资料卡片关于聚酯纤维的合成，引出缩聚反应。2、例举聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、合成橡胶的合成化学方程式。教学巩固[小结]1、煤的综合利用2、石油的综合利用3、合成有机高分子材料[作业布置]第97页第1、2、4、5题第2课时新课引入[练习]写出有关化学方程式1、从煤到合成氨；2、从天然气到甲醇。[思考与讨论]1、我们经常使用的一次性塑料快餐盒是什么材料做成的，为什么被称为白色污染？2、我们身边有哪些再生合成材料产品？我们需要注意什么？3、最近太湖、巢湖发生的蓝藻事件，引发的原因是什么？4、二氧化碳是一种重要的温室气体，为什么只有在现代二氧化碳排放才成为现实问题？[讲述]这些问题都涉及到一个中心议题——环境保护问题、绿色化学问题。新课进行[板书]二、环境保护与绿色化学[回忆]1、环境问题主要包括哪些问题？2、你了解哪些环境问题？3、环境问题产生的根源在哪里？4、如何解决好自然环境问题？[交流与表达]1、环境问题，主要包括：一是由于人类不合理地开发和利用自然资源而造成的生态环境破坏问题；二是工农业生产和人类生活所造成的环境污染问题。2、常见的环境问题⑴酸雨（硫氧化物、氮氧化物的排放）⑵O3层破坏（氯氟烃化合物、氮氧化物等）⑶光化学烟雾（氮氧化物所引起）⑷温室效应（二氧化碳、甲烷等）⑸水华与赤潮现象（绿藻、蓝藻、红藻）3、环境问题产生的根源⑴化石燃料的燃烧和工业生产过程产生的废气及其携带的颗粒物；⑵工业生产及生活污水的任意排入，尤其是含氮、磷的污水的排放问题；⑶废渣等固体废弃物的排放。4、解决环境问题的排放的措施与手段⑴减少排放，如西方八国首脑会议的中心议题，降低温室气体的排放，到2050年减少50%；⑵利用化学方法进行处理，如处理氮氧化物的尾气等；⑶回收、循环、再生利用等。[思考与讨论]最有的环境保护方法是什么方法？[表达]利用化学原理，从源头减少损失废物，消除工业生产对环境的污染。[阅读与思考]1、什么是原子经济性反应？2、什么是绿色化学？以环氧乙烷生产过程为例说明原子经济型反应。方案一：氯代乙醇法方案二：乙烯氧化法教学延伸1、从原子经济性反应角度，从乙烯合成甲醇。2、从原子经济性反应的角度，计算氨氧化制硝酸所得硝酸的纯度。（77.8%）教学巩固[小结]⑴两大环境问题；⑵原子经济性反应原理。[作业布置]第97页，第3、6题。