高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用精品教案

这是一份高中化学人教版 (2019)必修 第二册第一节 自然资源的开发利用精品教案，共18页。教案主要包含了课后巩固等内容，欢迎下载使用。
第三课时 煤、石油和天然气的综合利用
课题： 8.1.3 煤、石油和天然气的综合利用
课时
1
授课年级
高一
课标要求
通过煤、石油及石油化工实例,能从化学的角度分析从资源到产品的转化途径，对资源的开发利用和能源的使用方案进行评价，了解化学在生产中的具体应用，认识化学工业在国民经济发展中的重要地位。
教材
分析
本节是人教版（1019版）必修第二册第八章第一节《自然资源的开发利用》的内容，主要包括金属矿物的开发利用、海水资源的开发利用及煤、石油和天然气的综合利用三部分内容。同时，第八章是必修教科书的最后一章，主要着眼于培养学生的科学态度与社会责任。
化学研究和应用的一个重要的目标是开发和利用自然界中的物质资源和能源资源，为人类生存和社会发展提供必要的物质和能源基础，同时，应该注意到必须同自然环境相互协调,走可持续发展的道路，这是贯穿本章始终的重要核心观念。本节教学的重点在于揭示和说明化学在金属矿物、海水资源和化石燃料开发利用中的作用，突出了两个主题，一是化学为开发利用自然资源提供了科学依据:二是保护资源和保护环境对化学的应用和发展提出新的要求。能较深刻地理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系，认识化学对社会发展的重大贡献。
教材以金属矿物、海水和化石燃料等为例，学习了解利用化学变化实现物质间的转化，以及这些转化过程和产物在我们日常生活和社会发展中的重要作用。从科学、技术和社会相互作用背景的角度，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协调发展中可能会遇到的问题，并培养做出科学决策的意识和能力；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，主要包括无机物之间的转化（在固态和溶液状态下，金属及其化合物、非金属及其化合物的反应）、有机物之间的转化（裂解反应、聚合反应）。
本节教学内容重点是金属冶炼原理；海水提溴的工艺流程、原理和分离提纯方法。难点是金属活动性与金属冶炼方法的关系；物质提取的一般思路和方法。因此本节内容设计分三个课时，第一课时“金属矿物的开发利用”第二课时“海水资源的开发利用”第三课时“煤、石油和天然气的综合利用”。
本课时为第三课时“煤、石油和天然气的综合利用”。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，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需求时代发展的需要，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主要问题。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。
基于日常生活经验，学生对煤气、天然气和多种燃料油等化石燃料作为能源形式的利用比较熟悉，但对其提炼原理和生产过程并不了解，对化石燃料作为重要化工生产原料也了解不多限于课时和学生的知识基础，这里只能使学生形成一些粗略的认识，主要包括化石燃料的化学成分，石油化工、煤化工生产的一般原理和过程，应用广泛的石油化工、煤化工产品及其生产工艺的发展趋势等。例如，以化石燃料为原料，通过化学反应获得塑料、合成纤维和合成橡胶等有机合成高分子以及各种精细化学品，由此体会石油化工、煤化工给人类带来的诸多好处(如教材图8-7“石油化工产品的应用及投入产出示意图”)，了解化学在物质生产领域创造的重要价值提高学习化学和化工的兴趣。同时，引导学生积极面对诸如目前多数石油产品仍作为燃料使用和合成材料废弃物带来的环境污染等现实问题，思考提高化石燃料综合利用率、开发生物质资源等绿色、可持续发展的新途径。由于前面有关于甲烷的学习，本节中只是简单介绍了它的用途,没有展开讲述。“资料卡片”中介绍了可燃冰的相关资料,供有兴趣的同学阅读。
教学目标
1.通过阅读教材，运用分析、推理的方法，结合图片信息，认识煤的干馏、气化、液化原理和主要产品及用途，了解煤的综合利用对可持续发展的重要性。
2.通过讨论交流、图示分析，了解石油的分馏和裂化产品的用途及石油化工产品的应用及投产与产出，认识合理开发和利用化石能源的重要性和必要性。
3.通过联系实际，问题探究，能举例说明重要资源和能源的主要类型、成分和作用，对资源的开发利用和能源的使用方案进行评价，认识合成高分子材料的重要性及石油化工废弃物带来的环境影响。
教学重、难点
重点：煤的干馏、气化、液化及石油的分馏、裂化、裂解
难点：煤的气化与液化原理及石油的裂化与裂解目的
核心素养
宏观辨识与微观探析:通过宏观上认识自然资源—煤、石油、天然气的综合利用，能从化学微观角度分析、探究化石燃料综合利用的的原理和方法，运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响，
科学探究与创新意识：通过对“煤制油”工艺原理的认识，掌握并创新化石能源综合利用方法，提高思维的深度和广度，认识环境保护和资源合理开发的重要性，形成可持续发展意识和绿色化学观念。
科学态度与社会责任：通过认识煤、石油和天然气的综合利用，关注与化学有关的社会热点问题，并能做出正确的价值判断，并能积极参与有关化学问题的社会决策。深刻理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系，赞赏化学对社会发展的重大贡献。
学情分析
学生在初中已经学习过化石燃料的利用相关知识，知道合理利用与开发化石能源的重要性及对环境的一些影响。同时，基于生活经验，学生对煤气、天然气和多种燃料油等化石燃料也比较熟悉，但对其提炼原理和生产过程并不了解，对化石燃料作为重要化工生产原料认识也不够深入，对化石能源的综合利用原理的理解可能存在一定困难。
教学过程
教学环节
教学活动
设计意图
环节一、
情景导入
生活情境
【回顾1】什么是化石燃料？
【学生】煤、石油和天然气都是古代 动植物遗骸 经过一系列复杂变化而成的，它们是人们生活中经常使用的主要燃料，因此人们常称它们为化石 燃料，是不可再生资源。
【回顾2】化石燃料燃烧时有何特点？
【学生1】煤燃烧时会排放出 NO2、 SO2 等气体和一些烟尘，它们都是大气的污染物。
【学生2】天然气的主要成分是 CH4，燃烧的现象 产生淡蓝色火焰，化学方程式CH4+2O2 eq \(=====,\s\up7(点燃))CO2+2H2O。
【学生3】用石油作燃料，直接燃烧的是石油的加工产品——汽油、煤油、柴油等，它们燃烧时会排放出 CO 、 氮的氧化物 、含 铅 化合物、未燃烧的 碳氢 化合物和烟尘等，它们都是大气的污染物。
【教师】评价、肯定。
【预习1】化石燃料的组成成分有何特点？
【学生1】煤是由 有机物 和少量 无机物 组成的复杂混合物,其组成以碳元素为主,还含有少量的氢、氧、氮、硫 等元素。
【学生2】天然气的主要成分是 甲烷 ,是一种清洁的 化石燃料。
【学生3】石油主要是由多种碳氢化合物组成的混合物，还含有硫元素等。石油的成分按其结构又分为烷烃、环烷烃和芳香烃,一般石油中不含有烯烃。
【预习2】化石燃料综合利用的主要方法有哪些？
【学生1】煤的加工方法有干馏、气化、液化等。煤的干馏产品有出炉煤气和焦炭,其中出炉煤气 包括焦炉气、粗氨水、粗苯、煤焦油等；气化产品是可燃性气体；液化先生成一氧化碳和氢气 ,再在催化剂作用下合成甲醇等
【学生2】天然气在生活中可作为燃料,化工生产中可用于合成氨和生产甲醇等。
【学生3】石油中.石油的加工方法有分馏、裂化、裂解、重整等,产品主要有乙烯、丙烯、甲烷、环状烃等。
【教师】评价、肯定。
【导入】近年来，每年中国从俄罗斯进口原油超过1200万吨，大约占到了中国石油进口总量的10%。随着中国经济的快速向前发展，所需要的能源消耗也越来越多，因此中国必须要正确制定能源战略，积极与多个国家进行能源合作。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。（图片见PPT）

回顾旧知（化石燃料），预习新知（化石燃料的综合利用），创设现代生活中能源现状真实情境，初步认识化石燃料综合利用的重要性。激发学习兴趣和探究的欲望。
环节二、
氧化煤、天然气的综合利用
活动一、煤的组成及综合利用
【过渡】迄今为止，煤、石油和天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们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，减少化石燃料燃烧所造成的环境污染，是人类面临的重大挑战。
【问题1】阅读教材P102页第一、二自然段内容，思考煤的组成和结构有何特点？对煤进行综合利用有何意义？
【学生1】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（图见PPT）。
【学生2】煤根据组成成分中含碳量不同，由高到低可以将煤分为无烟煤、烟煤、褐煤、泥煤等。煤直接燃烧会产生大量的煤灰、煤渣、废气，污染环境、燃烧效率低等。
= 3 \* GB3 \* MERGEFORMAT ③煤综合利用的意义一是减少煤燃烧产生的大量SO2、NOx、碳的氧化物和粉尘等污染物的排放；二是提高煤燃烧的效率—煤的气化、液化都是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也有很大的提高；三是生产基本化工原料—通过煤的干馏，获得大量的基本化工原料。
【教师】评价、讲解：目前世界上多数国家利用的能量(如热能、电能等)主要来自化石燃料的燃烧。例如：在我国，很大一部分电能是由煤燃烧产生的热能转化而来的。
【问题2】阅读教材P102页低二、三自然段，结合表8-1，思考煤的综合利用有哪些主要途径？各途径的原理及特点分别是什么？
【学生】实现煤的综合利用的主要途径是干馏、气化和液化，目的是获得清洁的燃料和多种化工原料。
【教师】评价、投影、设凝：是什么是煤的干馏？主要产品有哪些？
【学生1】煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,工业上也叫煤的焦化。【学生2】完成表格内容，展示交流：
煤的干馏产品
主要成分及名称
主要用途
气态
焦炉气、粗氨水、粗苯
燃料、化肥、炸药、医药、农药、合成材料
液态
煤焦油：苯、甲苯、二甲苯、酚类、萘、沥青
炸药、医药、农药、合成材料、染料、筑路材料、制碳素电极
固态
碳
冶金、合成氨造气、电石、燃料
【教师】评价、追问：什么是煤的气化和液化？原理分别是什么？
【学生1】煤的气化是指将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应的方程式为C + H2O（g） eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温)) CO + H2。
【学生2】煤的液化是指将煤直接或间接转化为甲醇等液体燃料的过程。直接液化为煤与氢气作用生成液体燃料 ；间接液化为煤先转化为一氧化碳和氢气,再在催化剂作用下合成甲醇CO + 2H2eq \(=====,\s\up11(催化剂),\s\d4(△))CH3OH等。
【教师】评价、强调：煤的干馏、气化、液化均属于化学变化。煤的液化产品为煤油、汽油、柴油等。
【对应训练1】国内能源供应紧张形势日益加剧，煤的涨价导致部分地区电荒，煤在国民经济中的重要地位由此可见一斑。下列关于煤的说法正确的是( )
A．煤属于有机化合物
B．在物质变化类型上，煤的干馏包含了物理变化和化学变化
C．煤中含有大量的苯、甲苯等芳香烃，煤是芳香烃的主要来源
D．煤转化为水煤气再燃烧放出的热量不会增加，因此煤的气化并无意义
【答案】B
【解析】煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物。苯和甲苯是煤中的某些干馏产物中的主要成分，并不是煤本身含有的，是煤干馏过程中发生化学反应生成的。煤气化后变成清洁高效的燃料，再燃烧可提高其利用率，意义重大。
【对应训练2】有关煤的叙述中正确的是（ ）
A．煤在空气中加强热可得焦炭，煤焦油，粗苯，粗氨水和焦炉气
B．煤是由有机物和少量无机物组成的复杂的混合物，内含煤焦油等成分
C．煤的气化主要反应是C(s)+H2O(g) ===CO(g)+H2(g)
D．推广使用煤液化和气化技术，可减少二氧化碳等温室气体的排放
【答案】C
【解析】A. 将煤在隔绝空气时加强热，使它发生发生分解反应，可得焦炭，煤焦油，粗苯，粗氨水和焦炉气，选项A错误；B. 煤是由多种有机物和无机物组成的复杂的混合物，煤干馏后得到的煤焦油，原物质中不含煤焦油，选项B错误；C. 煤的气化主要是使煤与水蒸气在高温下发生反应，C(s)+H2O(g) === CO(g) + H2(g)，产生氢气和CO气体，选项C正确；D. 推广使用煤液化和气化技术，可减少二氧化硫等有害气体的排放，选项D错误。故合理选项是C。
从微观上认识煤的组成，为学习探究煤的综合利用提供理论依据。
认识煤的综合利用主要途径，理解干馏、气化、液化的概念及原理，培养宏观辨识与微观探析的化学核心素养。
检测与评价，发现问题，及时调控课堂，提高教学的针对性和实效性。
活动二、天然气的组成及综合利用
【过渡】天然气的主要成分是甲烷，天然气除了作为清洁能源外，还是重要的化工原料。
【问题1】阅读教材P102页最后自然段，思考为什么说天然气是一种新型的清洁能源？
【学生】天然气的主要成分是甲烷，能成为21世纪新型清洁能源是因为它的燃烧更充分且燃烧产物是水和二氧化碳不会污染环境。
【教师】评价、追问：天然气在化工生成方面还有哪些重要用途？
【学生】天然气是重要的化工原料，主要用于合成氨及生产甲醇等。
【教师】评价、板书：CH4＋H2O 催化剂
CO ＋3H2、CO ＋2H2催化剂
CH3OH。
【问题2】阅读教材P103页“资料卡片”栏目，思考天然气水合物的组成、开发及应用有何特点？
【学生1】天然气水合物是天然气与水在高压、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CH4·nH2O,甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。
【学生2】天然气水合物的外观像冰，具有可燃性，故又被称为“可燃冰”，它被认为是21世纪的高效清洁能源。
【教师】评价、投影图片：。
【学生3】储量巨大的天然气水合物的分解和甲烷释放,可能会诱发海底地质灾害，加重温室效应。
【教师】评价、强调：目前,开发利用天然气水合物已经成为人们关注的重要领域,相关研究取得了多项进展。我国的天然气水合物开采技术处于世界先进水平。
【对应训练1】下列有关说法不正确的是（ ）
A．天然气、液化石油气和汽油的主要成分都是碳氢化合物
B．等物质的量的氯气与甲烷在光照条件下反应能制得纯净的一氯甲烷
C．生产口罩的熔喷布以聚丙烯为主要原料，合成聚丙烯的原料主要来自石油的裂解
D．煤焦油中可以获取苯、甲苯、二甲苯等有机化合物
【答案】B
【解析】A项，天然气、液化石油气和汽油都是烃，主要成分都是碳氢化合物，正确；B项，在光照条件下，等物质的量的氯气与甲烷发生取代反应，会生成CH3Cl、CH2Cl2、CHCl3、CCl4，HCl，不能够制得纯净的一氯甲烷，错误；C项，聚丙烯的原料为丙烯，主要来自石油的裂解，正确；D项，煤通过干馏得到的煤焦油中含有苯、甲苯、二甲苯等有机化合物，通过分馏可以获取苯、甲苯、二甲苯等有机化合物，正确。
【对应训练2】天然气的主要成分CH4是一种会产生温室效应的气体，等物质的量的CH4和CO2产生的温室效应，前者大。下列是有关天然气的几种叙述，其中正确的是( )
①天然气与煤、柴油相比是较清洁的能源；②等质量的CH4和CO2产生的温室效应也是前者大；③燃烧天然气也是形成酸雨的原因之一；④CH4作为化工原料可用于合成氨、生产甲醇。
A．①②③ B．①②④ C．③④ D．②③
【答案】B
【解析】①天然气与煤、柴油相比，氢元素的质量分数高，氢燃烧产物无污染，是相对清洁的能源；②CH4的摩尔质量为16 g·ml－1，CO2的摩尔质量为44 g·ml－1，则等质量时，CH4产生的温室效应大于CO2；③天然气燃烧不产生硫、氮的氧化物，不会形成酸雨；由CH4的用途知④正确。
认识天然气的综合利用，拓宽知识视野。
认识可燃冰的形成、存在及开发前景，培养科学探究与社会责任的化学核心素养。
检测与评价，发现问题，及时调控课堂，提高教学的针对性和实效性。
环节三、
石油的综合利用及合成材料
活
活活动一、石油的组成及综合利用
【过渡】石油作为当今世界一种重要的化石能源之一，与我们日常生产、生活密切相关，下面我们来认识石油的综合利用。
【问题1】阅读教材P103页第二、三自然段，思考石油的组成有何特点？
【学生1】石油是由古代动植物遗体经过非常复杂的变化而形成的一种化石能源。
【学生2】石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，含有C、H、S等元素，成分主要为各种烷烃、环烷烃和芳香烃（还有水分、盐分等杂质）。
【学生3】石油是一种黑褐色的粘稠状物质，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定的熔、沸点，只能在一定温度范围内熔化或汽化。
【教师】评价、强调：石油从所含成分的状态看，大部分是液态烃，同时溶有气态烃和固态烃。
【问题2】阅读教材P103～104页内容，结合图8-6、图8-7，思考什么是石油的分馏、裂化、裂解和催化重整？
【学生】石油不可以直接用作燃料，石油需要经过炼制，才能分离出能驱动汽车、飞机等的汽油、煤油等。
【教师】评价、投影表格：石油的综合利用途径
【学生】填写表格内容，展示交流：
加工方法
定义
主要原料
主要产品或原理
常压分馏
通过加热和冷凝方法，把石油分离成不同沸点范围内的产物的过程。
石油
汽油、煤油、柴油、重油
减压分馏
重油
柴油、润滑油、燃料油、沥青、石蜡
裂化
在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃的过程。
烷烃
碳原子数较多的烷烃、烯烃。
催化剂
加热、加压
C16H34 C8H18＋C8H16
裂解
采用比裂化更高的温度，使石油分馏产品中长链的烃分裂成乙烯、丙烯等小分子的过程。即深度裂化。
烷烃
乙烯、丙烯、甲烷
催化剂
加热、加压
C8H18 C4H10＋C4H8
催化剂
加热、加压
C4H10 CH4＋C3H6
催化剂
加热、加压
C4H10 C2H6＋C2H4
催化重整
在加热和催化剂的作用下，使链状烃发生结构的重新调整而转化为环状烃的过程。
链状烃
环状烃（苯、甲苯等芳香烃）
【教师】评价、强调： = 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①减压可以降低物质的沸点，石油的减压蒸馏可以在较低温度下，使重油、柴油等常压蒸馏产品继续分离，可得到燃料油、润滑油、石蜡等石油产品。
【教师】设凝、投影表格：分馏、裂化和裂解比较
【学生】填写表格内容，展示交流：
方法
原理
原料
目的
分馏
常压
利用加热和冷凝，把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物
原油
得到不同沸点范围的蒸馏产品
减压
重油
裂化
热裂化
在一定条件下，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
重油
提高轻质油（特别是汽油）的产量
催化裂化
裂解(深度裂化)
在高温下，把长链分子的烃断裂为各种短链的气态烃和液态烃
含直链烷烃的石油分馏产品
获得短链不饱和烃
【教师】评价、追问并投影：化学上的“三馏——干馏、蒸馏、分馏”有何异同？
【学生】填写表格内容，展示交流：
干馏
蒸馏
分馏
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不同进行分离
与蒸馏原理相同
产物
产物为混合物
产物为单一组分的纯净物
产物为沸点不同的各组分组成的混合物
反应类型
化学变化
物理变化
物理变化
【教师】评价、讲解（投影）：化学“七气”比较
名称
来源
主要成分
用途
高炉煤气
炼铁高炉
CO2、CO等
燃料
水煤气
水煤气炉
CO、H2等
燃料、化工原料
炼厂气
石油炼制厂
低级烷烃
燃料、化工原料
油田气
油田
低级烷烃
燃料、化工原料
天然气
天然气田、油田
CH4
燃料、化工原料
裂解气
裂解炉
低级烷烃和烯烃
石油化工原料
焦炉气
炼焦炉
H2、CH4、C2H4等
燃料、化工原料
【对应训练1】下列关于石油及石油炼制的叙述中，错误的是（ ）
A．通过石油的催化裂化和裂解可以得到较多的轻质油和气态稀烃
B．含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到煤油和柴油
C．裂化汽油不能用于萃取溴水，催化重整可得芳香烃
D．石油分馏是物理变化，分馏得到的各馏分仍是多种烃的混合物
【答案】B
【解析】A.石油的催化裂化的目的是获得轻质油，提高轻质油特别是汽油的产量和质量；而裂解的目的是获得气态短链不饱和烃，提高烯烃特别是乙烯的产量，选项A正确；B. 煤油和柴油是石油的常压分馏产物，含C20以上烷烃的重油经减压分馏可以得到润滑油、石蜡油等，选项B错误；C. 裂化汽油中含烯烃，能和溴发生加成反应，所以不能用于萃取溴水中的溴，催化重整可得芳香烃，选项C正确；D. 石油分馏得到的馏分仍然是多种物质的混合物，没有固定的熔沸点，选项D正确；故合理选项是B。
【对应训练2】下列说法正确的是（ ）
A．裂化汽油和直馏汽油都可以与溴水反应使其褪色
B．煤通过干馏可获得焦炉气、煤焦油、焦炭等
C．石油通过分馏得到的汽油是纯净物
D．煤通过气化、液化这样的物理变化可获得洁净的燃料
【答案】B
【解析】A项，裂化汽油中含烯烃，可以与溴水反应使其褪色，但直馏汽油不含碳碳不饱和键，不能使溴水发生加成反应而使其褪色，错误；B项，将煤隔绝空气加强热使其分解的过程为煤的干馏，故煤的干馏是化学变化，能得到焦炉气、煤焦油和焦炭等，正确；C项，石油的各种馏分均是一个温度段内分馏的产物，故仍然是混合物，错误；D项，煤的气化是用煤生产水煤气，煤的液化是用煤来生产甲醇，故均为化学变化，错误。
从微观化学组成上认识石油的成分，为学习石油的综合利用提供理论依据。
联系石油的组成成分，理解石油的分馏、裂化、裂解、催化重整的概念本质。培养微观探析的化学核心素养。
通过对比分析，深度裂解相似概念的区别与联系，促进思维的拓展与提升。
检测与评价，发现问题，及时调控课堂，提高教学的针对性和实效性。
活
活
活动二、化石燃料与合成高分子
【过渡】石油工业发展早期，炼油厂的废气如乙烯、丙烯等通常都是被烧掉。随着科技的进步，现在这些曾经的废气物可用于合成聚乙烯、聚丙烯等合成高分子材料。
【问题1】阅读教材P105页第一自然段内容，思考以煤、石油和天然气为原料可以生产哪些合成材料？
【学生】以石油、煤和天然气为原料生产可以生产三大合成材料：塑料、合成橡胶、合成纤维。
【教师】评价、板书：乙烯制聚乙烯：nCH2===CH2eq \(――→,\s\up7(催化剂))
丙烯制聚丙烯：
【教师】强调：目前，多数石油产品仍作为燃料使用，只有一部分转化为化工、纺织、建材、医药、日用化学品等行业的基本原料。（图片见教材）
【问题2】合成高分子化合物的常见反应类型及特点是什么？
【学生】合成高分子化合物有加聚反应和缩聚反应两种反应类型。
【教师】板书：加聚反应：由相对分子质量小的化合物通过加成反应相互结合成相对分子质量很大的高分子化合物的反应。
缩聚反应：由相对分子质量小的化合物通过缩合反应结合成相对分子质量很大的高分子化合物，同时有小分子(如H2O等)生成的反应。如：
【教师】设问：缩聚反应的条件及特点分别是什么呢？
【学生1】缩聚反应的单体至少含有两个官能团（如—NH2、—OH、—COOH）。
【学生2】缩聚反应除了生成高分子外还生成小分子。
【学生3】由一种单体进行缩聚所得的小分子为（n-1）ml.由两种单体缩聚生成的小分子为（2n-1）ml。
【学生4】书写缩聚物结构式时，要在方括号外侧写出链节两端的原子或原子团.
【教师】评价、强调：聚合物（特别是加成聚合物）很难降解，这些合成材料的大量生产和使用，急剧增加的废弃物给人类社会造成巨大的环境压力，例如塑料制品会形成“白色污染”等。
【问题3】结合教材P105页“科学·技术·社会”栏目思考生物质资源的概念及特点分别是什么？
【学生1】定义：指来源于植物及其加工产品贮存的能量，生物质资源是一种理想的可再生资源。
【学生2】特点：可再生性；低污染性 ；广泛的分布性。
【学生3】来源：生物质资源主要是农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等。
【教师】评价、讲解：生物质资源有三种利用方式：
一是直接燃烧：（C6H10O5)n +6n O26n CO2 +5n H2O（注：用纤维素（C6H10O5）n代表植物枝叶的主要成分）。
二是生物化学转换：制沼气、制乙醇等。
三是热化学转换：生物质通过复杂的化学反应转变为可燃性气体。
【教师】强调：生物质直接燃烧的缺点是燃烧过程的生物质能的净转化效率只在20－40％之间。
【对应练习1】《后汉书·郡国志》中记载：“石出泉水……其水有肥，燃之极明，不可食，县人谓之石漆。”《酉阳杂俎》一书：“高奴县石脂水，水腻，浮上如漆，采以膏车及燃灯极明。”下列说法正确的是（ ）
A．上述材料所说“石漆”“石脂水”是石油，在工业上通过石油分馏得到苯和甲烷等
B．塑料聚乙烯（PE）的单体可以由石油裂解得到
C．聚乙烯可以使溴水褪色
D．三大合成材料分别是合金、合成橡胶和合成纤维
【答案】B
【解析】A、苯通过煤的干馏获得，故A错误；B、乙烯是通过石油的裂解获得，故B正确；C、聚乙烯中没有不饱和键，不可以使溴水褪色，故C错误；D、三大合成材料是合成纤维、合成橡胶、塑料，故D错误；故选B。
【对应练习2】煤、石油、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，我们熟悉的塑料、合成纤维和合成橡胶都主要是以石油、煤和天然气为原料生产的。下列说法中不正确的是（ ）
A．石油在加热和催化剂的作用下，可以通过结构重整，生成苯、甲苯、苯甲酸等芳香烃
B．煤干馏的产品有出炉煤气、煤焦油和焦炭
C．石油的分馏是物理变化，煤的气化和液化均是化学变化
D．天然气是一种清洁的化石燃料，作为化工原料它主要用于合成氨和甲醇
【答案】A
【解析】A．烃的催化重整可以使链状结构转化为环状结构，石油中含有链状烃，它们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，但不能生成苯甲酸，故A错误；B．煤干馏是隔绝空气加强热发生反应，产品主要为出炉煤气、煤焦油和焦炭，故B正确；C．石油分馏是利用馏分的沸点不同来分离的方法，是物理变化；煤的气化、液化有新物质生成是化学变化，故C正确；D．天然气广泛用于民用及商业燃气灶具、热水器，天然气也可用作化工原料，以天然气为原料的一次加工产品主要有合成氨、甲醇、炭黑等近20个品种，故D正确；故选：A。
认识化石燃料与合成高分子化合物的关系，丰富化石燃料综合利用的途径。
复习巩固聚合反应的概念及特点。
认识生物质资源，增强合理开发利用资源，保护环境的意识，培养科学态度与社会责任的化学核心素养。
检测与评价，发现问题，及时调控课堂，提高教学的针对性和实效性。
环节四、课后巩固
作业设计
1.人类生产生活离不开能源，下列关于能源的描述正确的是（ ）
A．天然气是可再生能源
B．电能、氢能是二次能源
C．煤、石油、水能是人类使用最广泛的传统能源
D．为满足人类需要，可以无限制的开采化石燃料
【答案】B
【解析】A．人类使用最广泛的能源：煤、石油、天然气，天然气是化石能源，不可再生能源，故A错误；B．二次能源是由一次能源经过加工转化以后得到的能源产品，电能、氢能是二次能源，故B正确；C．煤、石油是人类使用最广泛的传统能源，水能不是人类使用最广泛的传统能源，故C错误；D．化石能源是不可再生能源，不可以无限制的开采化石燃料，故D错误；故答案为：B。
2.下列转化不属于煤、石油、天然气的综合利用的是（ ）
A．将煤制成蜂窝煤作燃料
B．天然气作化工原料可用于合成氨
C．将煤转化为CO和H2，然后在催化剂的作用下合成甲醇
D．将石油分馏获得汽油、柴油等
【答案】A
【解析】A．将煤制成蜂窝煤作燃料，只改变煤制品的形状，没有改变煤的组成，仍属于原煤的直接使用，A符合题意；B．天然气作化工原料时，将其与水反应制成水煤气，再分离出氢气，最后可用于合成氨，属于天然气的合利用，B不符合题意；C．将煤与水蒸气反应转化为CO和H2，然后在催化剂的作用下CO、H2合成甲醇，属于煤的综合利用，C不符合题意；D．将石油进行分馏，从而获得汽油、柴油等，可提高石油的使用效率，属于石油的综合利用，D不符合题意；故选A。
3.石油是一种重要的化石燃料，通过石油的炼制，我们可以获得多种有机化合物，下列关于石油及其炼制的说法中错误的是（ ）
A．石油是混合物
B．石油的分馏是物理变化
C．石油分馏得到的馏分是纯净物
D．通过裂解可以提高乙烯等短链烃的产量
【答案】C
【解析】A．石油是多种烃组成的混合物，A正确；B．根据石油中各种成分的沸点不同，将石油蒸馏得到不同的产品的过程称为石油的分馏，石油的分馏为物理变化，B正确；C．石油分馏得到的馏分如汽油、柴油、石蜡油等依然是混合物，C错误；D．在一定条件下，将石油中长链烃转化为短链烃(如乙烯、丙烯等)的过程称为石油的裂解，因此通过裂解可以提高乙烯等短链烃的产量，D正确；选C。
4．化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，是不可再生资源。下列关于化石燃料的说法不正确的是（ ）
A．甲烷是天然气的主要成分，它是一种高效而洁净的燃料
B．石油的分馏是化学变化
C．石油通过催化裂化过程可获得汽油、煤油等轻质油
D．煤的气化是把煤转化为可燃性气体的过程，该过程属于化学变化
【答案】B
【解析】A项，天然气的主要成分是甲烷，燃烧生成二氧化碳和水并放出大量的热，无污染，故是高效、洁净的能源，正确；B项，石油的分馏是物理变化，错误；C项，石油裂化的目的是为了提高轻质液体燃料(汽油，煤油，柴油等)的产量，特别是提高汽油的产量和质量，正确；D项，煤的气化是指煤与水蒸气高温下反应生成一氧化碳和氢气，一氧化碳和氢都是可燃性气体，该过程为化学变化，正确。
5.化学与生产和生活密切相关，下列说法正确的是（ ）
A．味精俗名谷氨酸钠，是一种常见的增味剂，最早发现于海带中。
B．煤经过气化和液化等物理变化可转化为清洁燃料
C．聚氯乙烯塑料袋可用于包装食品
D．葵花籽油、人造奶油、牛油均属于高级脂肪酸高级酯
【答案】A
【解析】A． 味精俗名谷氨酸钠，是一种常见的增味剂，最早发现于海带中，故A正确；B． 煤的气化和液化过程中有新物质生成，属于化学变化，故B错误；C． 聚氯乙烯塑料在较高温度分解产生氯化氢，对人体有害，不可用于包装食品，故C错误；D． 葵花籽油、人造奶油、牛油均属于高级脂肪酸甘油酯，故D错误；故选A。
6．加热聚丙烯废塑料可以得到炭、氢气、甲烷、乙烯、丙烯、苯和甲苯。用如图所示装置探究废塑料的再利用。下列叙述中不正确的是（ ）
A.聚丙烯的链节是—CH2—CH2—CH2—
B.装置乙的试管中可收集到芳香烃
C.装置丙中的试剂可吸收烯烃以制取卤代烃
D.最后收集的气体可作燃料
【答案】A
【解析】A.聚丙烯的链节是—CH2—CH（CH3）—，故A错误；B.加热聚丙烯废塑料可以得到芳香烃苯和甲苯，苯和甲苯的沸点较高，故B正确；C.烯烃可以与溴单质发生加成反应生成卤代烃，故C正确；D.最后收集的气体为氢气和甲烷，可作燃料，故D正确。
7．下列与有机物结构、性质相关的叙述不正确的是（ ）
A．苯与溴水、酸性高锰酸钾溶液不反应，说明苯分子中碳碳原子间只存在单键
B．石油裂解气可以使溴水褪色，也可以使高锰酸钾溶液褪色
C．甲烷和氯气反应生成一氯甲烷与苯和硝酸反应生成硝基苯的反应类型相同
D．苯不能使溴水因发生化学反应褪色
【答案】A
【解析】A．苯与溴水、酸性高锰酸钾溶液不反应，说明苯分子中不存在碳碳双键，故A错误； B．石油裂解气中含有烯烃，所以可以使溴水褪色，也可以使高锰酸钾溶液褪色，故B正确；C．甲烷和氯气反应生成一氯甲烷为取代反应，苯和硝酸反应生成硝基苯也为取代反应，所以反应类型相同，故C正确；D．苯结构中没有碳碳双键，所以不能使溴水因发生化学反应褪色，故D正确；故答案为A。
8.石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，石油精炼可以获得多种化工原料。
请根据上图回答下列问题：
（1）由原油获得汽油，分离的方法是___________。
（2）石油裂化是为了得到更多的汽油，例如：C16H34→C8H18＋C8H16，裂化汽油可以使溴的四氯化碳溶液褪色，其原因是_____________________________________________________。
（3）石油中某些有机物在加热和催化剂条件下可由链状烃变为环状烃。已知在一定条件下某链状烃转化为环状烃C6H6，研究人员推测其可能或，为验证其结构，取少量该有机物，加入少量酸性高锰酸钾溶液，振荡，静置。若结构为______________，则现象为_________________________；若结构为____________，则现象为_____________________________。
（4）乙烯的产量可以用来衡量一个国家的石油化工发展水平，乙烯在一定条件下生成聚乙烯塑料的化学方程式：__________________________。
【答案】（1）分馏 （2）裂化汽油中含有烯烃等不饱和烃，能与Br2发生加成反应，从而使溴的四氯化碳溶液褪色 （3） 酸性高锰酸钾溶液不褪色 酸性高锰酸钾溶液褪色 （4）nCH2＝CH2eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(催化剂),\s\d 4(———→))),\s\d 6())。
【解析】石油的原油中含有多种液态烃，它们的沸点不同，分离沸点不同的烃得到汽油的方法为分馏，分馏得到重油裂解产生不饱和烯烃中含有乙烯、丙烯等，它们在一定条件下发生加聚反应产生聚乙烯、聚丙烯。
（1）原油是多种烷烃、环烷烃的混合物，它们的沸点不同，由原油通过分馏方法可获得石油气、汽油，重油等多种馏分，故该分离的方法名称是分馏；
（2）石油裂化是为了得到更多的汽油，裂化汽油可以使溴的四氰化碳溶液褪色，这是由于裂化汽油中含有烯烃等不饱和烃，能与Br2发生加成反应，从而使溴的四氯化碳溶液褪色；
（3）石油中某些有机物在加热和催化剂条件下可由链状烃变为环状烃，已知在一定条件下某链状烃转化为环状烃C6H6，若C6H6结构为，该物质具有特殊的稳定性，不能使酸性KMnO4溶液褪色，若分子结构为，由于分子中含有不饱和的碳碳双键，会使酸性KMnO4溶液褪色，故结构若为，酸性KMnO4溶液不褪色，若为，酸性KMnO4溶液褪色；
（4）乙烯能发生加聚反应生成聚乙烯，反应的化学方程式为：nCH2＝CH2eq \(\s\up 4(eq \(\s\up 2(催化剂),\s\d 4(———→))),\s\d 6())。
及时巩固、消化所学，促进掌握必备知识，评价教学效果，为后期优化教学方案提供依据，培养分析问题和解决问题等关键能力。
课堂总结
板书
设计
第一节 自然资源的开发利用
第三课时 煤、石油和天然气的综合利用
一、煤、天然气的综合利用
1、煤的组成及综合利用
（1）煤的组成：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。
（2）煤的综合利用主要途径
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①干馏：将煤隔绝空气加强热使之分解的过程,工业上也叫煤的焦化。
= 2 \* GB3 \* MERGEFORMAT ②气化：将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应的方程式为C + H2O（g） eq \(\(\s\up6(_____),\s\up4(_____)),\s\up6(高温)) CO + H2。
③液化：将煤直接或间接转化为甲醇等液体燃料的过程。直接液化为煤与氢气作用生成液体燃料 ；间接液化为煤先转化为一氧化碳和氢气,再在催化剂作用下合成甲醇CO + 2H2eq \(=====,\s\up11(催化剂),\s\d4(△))CH3OH等。
2、天然气的综合利用
（1）组成：主要成分甲烷，一种清洁的化石燃料。
（2）综合利用主要途径：化工原料，主要用于合成氨和生产甲醇。
二、石油的综合利用及合成材料
1、石油的组成及综合利用
（1）组成：多种碳氢化合物组成的混合物，成分主要为各种烷烃、环烷烃和芳香烃。
（2）综合利用主要途径
= 1 \* GB3 \* MERGEFORMAT ①分馏：通过加热和冷凝方法，把石油分离成不同沸点范围内的产物的过程。
②裂化：在一定条件下，把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量小、沸点低的烃的过程。
③裂解：采用比裂化更高的温度，使石油分馏产品中长链的烃分裂成乙烯、丙烯等小分子的过程。即深度裂化。
= 4 \* GB3 \* MERGEFORMAT ④催化重整：在加热和催化剂的作用下，使链状烃发生结构的重新调整而转化为环状烃的过程。
教学
反思
本课时“煤、石油和天然气的综合利用”内容不是很多,要求不高。主要是在教师的引导下，联系生产、生活实际，通过阅读教材、讨论交流，认识化石能源不可再生,且直接利用不仅利用率低，还容易造成环境污染，以此让学生明白化石能源综合利用的重要性。课堂上要让学生清楚地知道煤、石油、天然气综合利用的基本原理,了解工业生产的目的及煤、石油和天然气不仅仅是燃料,还是重要的化工原料,同时要了解石油化工带来的环境问题。最后让学生形成从自然界提取物质的一般思路和方法的结构化认识，逐渐建立起解决较为复杂的真实化学问题的思维框架，培养科学态度和社会责任的化学核心素养。