1、第二节 化学与资源综合利用、环境保护 教学目标: （一）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。 （二）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。 （三）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
2、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。 教学方法： 启发、阅读、分组讨论与交流、归纳总结等。 教学过程： 第一课时 煤、石油和天然起的综合利用 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
3、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。 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 P9596 煤的综合利用内容。 讨论与交流 （1）请用你知道的事实说明煤的成分。 （2）煤的干
4、馏属于化学变化还是物理变化？有哪些主要产品？ （3）为什么要进行煤的气化和液化？ 提问 煤主要含有哪些元素？ 学生回答 1 煤是古代植物转变来的，黑黑的、可以燃烧，主要含碳元素。 学生回答 2 烧煤时可以闻到 SO2气味，说明煤中含有硫元素。 学生回答 3 烧煤时烟囱有水珠，煤中有氢元素。 学生回答 4 烧煤后会留下煤灰，应该是煤中的无机物造成的。 归纳 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） 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
5、燃料外，还是重要的化工原料。 *：视频演示 煤的干馏。 设问 煤和煤干馏的主要产品的用途呢？ 学生回答 煤火力发电的原料、焦炭作还原剂，用于冶炼金属、煤焦油分 离出苯、二甲苯等有机物、焦炉煤气用作燃料 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。 煤的气化和液化（阅读 P96） 学生活动 写出煤的气化过程的主要反应方程式。（
6、P96） 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。 小结 煤的综合利用 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 设问 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？ 学生回答 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。 学生回答 2
7、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 讲述 未经加工的石油叫原油，是一种棕黑色粘稠液体。 归纳 石油是混合物。它主要是由多种的碳氢化合物组成。 设问 谁能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
8、 1 汽油，用于汽车、摩托车的燃料。 学生回答 2 煤油用作飞机燃料、煤油炉燃料。 设问 刚才所说的汽油或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和柴油等。 讨论与交流 （1）什么叫分馏？ （2）分馏的设备：分馏塔 （3）主要产品：轻质油（汽油、煤油、柴油等）和重油（含碳原子较多） （4）产品特点：轻质油少（社会需要量大）、重油多（社会需要量小） 追问 如何才能将过剩的重油变成轻质油？ 讨论与交流 （1）什么是裂化？裂化与裂解有什么区别？ （2）催化裂化的目的：提高汽油的产量。 （3）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。 （4）联想石蜡油分解实
9、验，了解裂解的目的：获得乙烯、丙烯、甲烷等重要的化工原料。 学生活动 阅读课本图 4-6 原油的分馏及裂化的产品和用途示意图。 小结 石油的综合利用 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。 讲述 由三大合成材料制得产品，在生产和生活中得到广泛的应用，聚乙烯塑料及其产 品就是典型的代表。 学生活动 写出乙烯合成聚乙烯的化学方程式。 讲述 高分子化合物及其特征。 高分子化合物- 聚合反应：- 包括： 单体- 链节- 聚合度- 设问 前面学过的基本营养物质中，有哪些是高分子化合物？ 学生回答 淀粉、纤
10、维素和蛋白质。（强调油脂不属于高分子化合物。） 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。化石燃料是不可再生的资源，寻找新 的能源是有待解决的问题。 第二课时 环境保护与绿色化学 前言：通常所说的环境问题，主要是指由于人类不合理的开发和利用自然资源而造成的生 态环 境破坏，以及工农业生产和人类生活所造成的环境污染。 板书 一、环境污染的分类 1按环境要素分：大气污染、水污染、土壤污染； 2按人类活动分：工业污染、农业污染、生活污染； 3按造成污染的性质、来源分：化学污染、生物污染、物理污染（噪声、放射性、热、电
11、磁波等） 、固体废物污染、能源污染 二、化学在环境保护上的应用主要有以下几个方面： 1对环境情况进行监测：对污染物的存在形态、含量进行分析和鉴定。 2治理三废：对生产过程中产生的废气、废水和废渣进行处理，减少环境污染，实现资源 的回收利用。 3寻找源头治理环境污染的生产工艺，实施清洁生产绿色化学 例题 1绿色化学对于化学反应提出了“原子经济性” （原子节约）的新概念及要求。理 想的原子经济性反应是原料分子中的原子全部转变成所需产物，不产生副产物，实现零排 放。下列几种生产乙苯的方法中，原子经济性最好的是（反应均在一定条件下进行）：（ ） A C 2H5Cl HCl B C 2H5OH H 2O
12、 C CH 2CH 2 D HBr； H 2 思考与交流 1、某工厂利用铜屑制硝酸铜。你认为可以用哪些方法？哪种最好？ 例题 2为了降低硫氧化物造成的污染，一种方法是在含硫燃料（如煤）中加入生石灰， 这种方法称作“钙基固硫” 采用这种方法“固硫”的反应为（ ） A.2CaO+2S=2CaS+O2 B.S+O2=SO2 C.CaO+SO2=CaSO3 D.2CaSO3+O2=2CaSO4 课外阅读： 1大气污染 对大气造成污染的污染物有：SO2、NO、NO2、H2S、CxHy、粒子状污染物、氟化物（F） 、 铅及其化合物（Pb） 、挥发性有机物和放射性元素等。 大气污染对人体健康的危害大致可分为
13、急性中毒、慢性中毒和致畸致癌作用等三种 治理：调整资源结构，开发新能源（太阳能、氢能、风能、地热等） ，减少使用煤、 石油、天然气等化石燃料（或对燃料进行脱硫使用） ，减少工业废气排放，对废气进行回收 净化再利用等。大力植树造林严禁乱砍滥伐。政府部门合理规划、制定标准、加强监测。 2水体污染 水污染的来源： 水体污染主要来自工业废水、农业用水、生活污水。 3固体废弃物污染及其治理 （1）固体废弃物污染 固体废弃物是指人类在生产和生活中丢弃的固体和泥状物，如采矿业的废石、尾矿、 煤矸石；工业生产中的高炉渣、钢渣；农业生产中的秸秆、人畜粪便；核工业及某些医疗 单位的放射性废料；城市垃圾等等。 （2
14、）处理固体废弃物的方法： 目前世界上生活垃圾处理主要是卫生填埋、堆肥和回收利用三种方式。 绿色化学与清洁生产 绿色化学的核心是要利用化学原理从源头消除污染。绿色化学是指化学反应和过程以 “原子经济性”为基本原则，即在获取新物质的化学反应中充分利用参与反应的每个原料 原子，实现“零排放” 。不仅充分利用资源，而且不产生污染；并采用无毒、无害的溶剂、 助剂和催化剂，生产有利于环境保护、社区安全和人身健康的环境友好产品。绿色化学化 工的目标是寻找充分利用原材料和能源，且在各个环节都洁净和元污染的反应途径和工艺。 对生产过程来说，绿色化学包括：节约原材料和能源，淘汰有毒原材料，在生产过程排放 废物之前减降废物的数量和毒性；对产品来说，绿色化学旨在减少从原料的加工到产品的 最终处置的全周期的不利影响。
