高中化学-4.2《资源综合利用-环境保护》教案-新人教版必修2

用心爱心专心1第四章与自然资源的开发利用第2节资源综合利用环境保护（第1课时）知识与技能1、知道化石燃料是重要的自然资源。2、了解化石燃料燃烧对环境的影响，懂得选择对环境污染较小的燃料。3、认识化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。过程与方法1、课前学生对学习内容进行社会调查和查阅相关资料。2、课堂中，通过观看放录像，了解化石燃料的存在和利用。3、自主学习，培养学生自学能力。4、通过设计对化石燃料燃烧产物成分分析的定性定量实验，使学生学会解决物质（气体）检验的一般方法。情感态度与价值观1、培养学生对社会的关注意识；2、知道学好化学等科学知识，为保护环境，解决能源危机作出贡献。教学重点化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义。教学难点化石燃料的综合利用教具准备多媒体、投影仪、焦炭、氨水、苯、甲苯课时安排1课时教学过程【资料卡片】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%【引入课题】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。这节课我们要学习探讨如何实现化石燃料的综合利用，提高利用率减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，一.煤、石油、天然气的综合利用：从煤、石油、天然气获得基本化工原料。用心爱心专心21.煤的综合利用：(1)煤的成分：煤是又有机物和少量的无机物组成的复杂混合物。其组成以碳元素为主，还含有H、O、N、S等元素。(2)煤的综合利用途径：通过煤的干馏、煤的气化和液化获得洁净的燃料和多种化工原料。，①煤的干馏：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程叫做没得干馏，也叫煤的焦化。气体：焦炉气：H2、CH4、C2H4、CO（燃料、化工原料）粗氨水：氨、铵盐（化肥）液体粗苯：苯、甲苯、二甲苯（炸药、染料、合成材料）煤干馏的主要产品酚类、奈（染料、农药、合成材料）煤焦油沥青（筑路材料、制碳素电极）固体：焦炭（冶金、合成氨造气、电石、燃料）②煤的气化：将煤转化为可燃性气体过程。（主要反应是碳和水蒸气反应生成水煤气等）主要反应：C(s)＋H2O(g)CO(g)＋H2(g)水煤气直接液化：煤+H2液体燃料③煤的液化间接液化：煤H2＋CO甲醇（CH3OH）2.天然气的综合利用（1）气体燃料的优点：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。气体燃料便于管道运输，使用方便（易点燃，易熄灭），且清洁卫生。（2）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。2007年7月4日前，北京将完成全部煤气置换天然气，成为全国第一个全部使用清洁能源的大型城市。广州市也将在2010年全部完成天然气的置换。一个“天更蓝、水更清、树更绿、花更艳”，生活更美好的天然气时代即将到来。（3）天然气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。3.石油的综合利用：石油炼制后的产品绝大多数用作燃料使用，不到10%的石油转化为化工原料。I.石油的成分：石油是由多种碳氢化合物（烷烃、环烷烃及少量的芳香烃）组成的混合物。（没有固定的沸点）原油：未经加工的石油叫原油，是一种棕黑色粘稠液体，不能直接使用。高温催化剂用心爱心专心3Ⅱ.石油的炼制（1）石油的分馏（物理加工过程）：A.石油分馏的原理：利用各种烃的沸点不同，将石油不断的加热----汽化----冷凝---液化，把石油分离成不同沸点范围的蒸馏产物（叫做馏分，仍然是混合物）的过程叫做石油的分餾。B.实验室蒸馏石油的装置（如下图）：①仪器名称：①温度计；②蒸馏烧瓶；⑥③冷凝器；③④接收器。②④图中：⑤是冷水进口；⑥是热水出口。⑤装置②中要加碎瓷片，以防止暴沸。石油气液化石油气。C.石油分馏主要产品汽油、煤油、柴油、重油等。第2页（共13页）（2）石油的裂化（化学加工过程）：在一定条件下，将相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小的烃的过程。主要目的：提高轻质油（汽油、煤油、柴油）的产量，同时得到石油裂化气。原料：石油分馏产品（重油）反应：以十六烷的催化裂化反应为例：C16H34C8H18＋C8H16十六烷辛烷辛烯C8H18C4H10＋C4H8辛烷丁烷丁烯C4H10CH4＋C3H6丁烷甲烷丙烯加热、加压催化剂加热、加压催化剂加热、加压催化剂用心爱心专心4C4H10C2H6＋C2H4丁烷乙烷乙烯裂化气（含乙烯、丙烯、甲烷等）;主要产品：重油汽油、煤油、柴油分馏所得汽油（直镏汽油）：烷烃汽油：C5～C11的烃的混合物裂化所得汽油：烷烃和不饱和烃（具有烯烃的性质）（3）石油的裂解（深度裂化—化学加工过程）：采用比催化裂化更高的温度，使碳碳键断裂的更彻底，。主要目的得到气态的不饱和烃。原料：汽油主要目的：制得石油裂解气，进行三大合成。主要产品：汽油石油裂解气（含乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯）（4）石油的催化重整：石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构的重新调整，使链状烃转化为环状烃（如苯或甲苯等）加热、加压催化剂催化裂化高温裂解用心爱心专心5图4—6原油的分馏及裂化的产品和用途示意图煤气（主）：CO、H2清洁燃料天然气（主）：CH4压缩天然气（主）：甲醇（CNG）液化石油气（主）：烃类（丙烷）(LPG)第4页（共13页）二、以煤、石油、天然气为原料生成合成材料1.三大合成材料（合成有机高分子）用心爱心专心6（1）合成塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯。①塑料的主要成分：合成树脂+添加剂（增塑剂、防老化剂等）热塑性塑料：可以反复加工，多次使用（聚乙烯聚氯乙烯等）②塑料的性能热固性塑料：一次加工成型，受热不软化（酚醛塑料）（2）合成纤维植物纤维：棉花、木材、亚麻（成分：纤维素）天然纤维动物纤维：羊毛、蚕丝（成分：蛋白质）纤维人造纤维：人造棉、人造丝、人造毛（成分：纤维素）化学纤维合成纤维：六大纶（涤纶、锦纶、腈纶、丙纶、维纶、氯纶）（是利用石油、天然气、煤和农副产品为原料制成的）（3）合成橡胶：顺丁橡胶、氯丁橡胶、丁苯橡胶、硅橡胶等。2.合成有机高分子的反应：聚合反应：在一定条件下，由小分子（单体）合成高分子（分子量巨大的化合物）的反应。聚合反应加成聚合（加聚反应）：由单体生成高分子的反应。缩合聚合（缩聚反应）：由单体生成高分子的同时还有小分子生成，（1）加聚反应：①由乙烯制聚乙烯：nCH2===CH2[CH2－CH2]乙烯聚乙烯单体：CH2===CH2链节：－CH2－CH2－高聚物：[CH2－CH2]聚合度：n第5页（共13页）②由丙烯制聚丙烯：nCH2===CH－GH3[CH2－CH]③由甲基丙烯酸甲酯制聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）：nnnCH3用心爱心专心7nCH2===CH－COOCH3[CH2－CH]（2）缩聚反应：制涤纶、尼龙（锦纶）、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂nHO－C－－－G－OH+nHO－CH2－CH2－OH（对苯二甲酸）（乙二醇）[C－－－G－O－CH2－CH2－O]+（2n－1）H2O聚酯纤维（涤纶）三、塑料制品的回收和利用1.白色污染：聚乙烯等固体废旧塑料很难以降解，随意丢弃引起土壤和水体的污染。2.治理措施：（1）使用、加强。（2）开发的新型塑料：淀粉塑料、乳酸塑料、水溶塑料、光解塑料等。【图4-9】塑料制品的回收和利用第6页（共13页）【随堂练习】1.下列说法正确的是----------------------------------------------------------（C）CH3CH3COOCH3nOOOOn用心爱心专心8A．煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大矿物燃料，是取之不尽的B．煤是由无机物和有机物所组成的复杂的混合物，主要含有碳和氢两种元素C．石油主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素D．煤和石油都是由古代植物遗体埋在地层下或在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。2.从地下开采出的最主要的三种矿物燃料中，呈气态的燃料是_天然气_，主要成分的化学式为CH4；呈液态的燃料是石油_，主要含碳_和_氢_元素；呈固态的燃料是_煤，主要含碳元素。3.下列变化是化学变化的是---------------------------------------------------（BD）A．石油蒸馏B．煤干馏C．干冰升华D．煤燃烧4.下列说法错误的是----------------------------------------------------------(D)A、石油中含有C5一C11的烷烃，可以通过石油的分馏得到汽油B、用C18以上的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的混合物D、煤中含有苯和甲苯，可以先用干馏后用分馏的方法把它们分离出来3．下列说法中正确的是-------------------------------------------------------(B)A、将煤加强热使它分解的过程叫干馏B、煤经过干馏,可生产出焦炭、煤焦油、粗氨水、焦炉气等C、石油经过减压分馏,可以得到更多的汽油D石油通过裂化,可以获得汽油、煤油、润滑油、凡士林和石蜡等4．石油催化裂化的目的是-----------------------------------------------------(AD)A、把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃B、把直链烃转化为芳香烃C、除去含碳杂质D、提高汽油的质量和产量用心爱心专心95．有效地利用现有能源和开发新能源已受到各国的普遍重视。（1）可用改进汽油组成的办法来改善汽油的燃烧性能。例如，加入CH30C(CH3)3来生产“无铅汽油”。CH30C(CH3)。分子中必存在的原子间连接形式有③(填写编号)①②③④（2）天然气的燃烧产物无毒、热值高，而且管道输送方便，将成为我国西部开发的重点项目之一。天然气常和石油伴生，其主要的成分是甲烷。能说明它是正四面体而非正方形平面结构的理由是②(填写编号)。①其一氯取代物不存在同分异构体②其二氯取代物不存在同分异构体③它是非极性分子④它的键长和键角都相等（3）1980年我国首次制得一辆燃烧氢气的汽车，乘员12人，以50km/h行驶了40km。为了有效开展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济的制氢方法是③(填写编号)。①电解水②锌和稀硫酸反应③光解海水其次，制得纯氢气后还需要解决的问题是氢气的输送和贮存(写出其中一个)。6.分别写出由氯乙烯、苯乙烯合成高分子的反应：第四章与自然资源的开发利用用心爱心专心10第二节资源综合利用环境保护（第2课时）知识与技能1．了解一些燃料燃烧对环境有不良影响，应选择使用不污染环境或对环境污染小的燃料．2．了解在化石燃料中，天然气是比较清洁的燃料．3．应使用和开发化石燃料以外的清洁燃料，综合利用资源和开发新能源具有重要意义．过程与方法1、课前学生对学习内容进行社会调查和查阅相关资料。2、课堂中，通过观看放录像，了解化石燃料对环境的不良影响。3、自主学习，培养学生自学能力。4、通过活动探究，通过化石燃料对环境的影响和新能源的开发，培养学生归纳能力、比较能力。情感态度与价值观重视实验和讨论，借此来培养善于合作、勤于思考、严谨求实、勇于创新实践的科学精神，同时通过燃料对环境的影响的学习来树立保护环境的意识，体会化学与社会发展的关系．教学重点了解一些燃料燃烧对环境有不良影响，应选择使用不污染环境或对环境污染小的燃料．充分认识保护环境的重要意义。教学难点开发使用不污染环境或对环境污染小的燃料教具准备多媒体课件课时安排1课时教学过程[新课导入]一、环境保护与绿色化学1.环境保护：（1）环境问题：指不合理的开发和利用自然资源而造成的资源短缺、环境污染和生态破坏。（2）环境污染：包括大气污染、水污染、土壤污染、食品污染和噪声污染等。污