資源綜合利用-環(huán)境保護(hù)教學(xué)設(shè)計(jì)

1、第2節(jié)資源綜合利用 環(huán)境保護(hù)（第1課時(shí)）知識(shí)與技能1、知道化石燃料是重要的自然資源。 2、了解化石燃料燃燒對(duì)環(huán)境的影響，懂得選擇對(duì)環(huán)境污染較小的燃料。3、認(rèn)識(shí)化石燃料綜合利用和開(kāi)發(fā)新能源的重要意義。過(guò)程與方法 1、課前學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行社會(huì)調(diào)查和查閱相關(guān)資料。 2、課堂中，通過(guò)觀看放錄像，了解化石燃料的存在和利用。3、自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力。4、通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)化石燃料燃燒產(chǎn)物成分分析的定性定量實(shí)驗(yàn)，使學(xué)生學(xué)會(huì)解決物質(zhì)（氣體）檢驗(yàn)的一般方法。情感態(tài)度與價(jià)值觀1、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)社會(huì)的關(guān)注意識(shí)； 2、知道學(xué)好化學(xué)等科學(xué)知識(shí)，為保護(hù)環(huán)境，解決能源危機(jī)作出貢獻(xiàn)。教學(xué)重點(diǎn)化石燃料綜合利用和開(kāi)發(fā)新能源的重要意義

2、。教學(xué)難點(diǎn)化石燃料的綜合利用教學(xué)過(guò)程一. 煤、石油、天然氣的綜合利用：從煤、石油、天然氣獲得基本化工原料。1. 煤的綜合利用：(1)煤的成分：煤是又有機(jī)物和少量的無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜混合物。其組成以碳元素為主，還含有H、O、N、S 等元素。(2)煤的綜合利用途徑：通過(guò)煤的干餾、煤的氣化和液化獲得潔凈的燃料和多種化工原料。， 煤的干餾：將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱使之分解的過(guò)程叫做沒(méi)得干餾，也叫煤的焦化。 氣體：焦?fàn)t氣：H2、CH4、C2H4、CO （燃料、化工原料） 粗氨水 ：氨、銨鹽 （化肥） 液體 粗 苯 ：苯、甲苯、二甲苯 （炸藥、染料、合成材料）煤干餾的主要產(chǎn)品 酚類(lèi)、奈 （染料、農(nóng)藥、合成材料）

3、煤焦油 瀝青 （筑路材料、制碳素電極） 固體 ：焦炭 （冶金、合成氨造氣、電石、燃料） 煤的氣化：將煤轉(zhuǎn)化為可燃性氣體 過(guò)程。（主要反應(yīng)是碳和水蒸氣反應(yīng)生成水煤氣等）高溫 主要反應(yīng)： C(s) H2O(g) CO(g) H2(g) 水煤氣 直接液化：煤 + H2 液體燃料催化劑煤的液化 間接液化：煤 H2 CO 甲醇（CH3OH）2.天然氣的綜合利用（1）氣體燃料的優(yōu)點(diǎn)：氣體燃料與空氣混合充分，容易完全燃燒，與固體燃料相比有較高的利用率。氣體燃料便于管道運(yùn)輸，使用方便（易點(diǎn)燃，易熄滅），且清潔衛(wèi)生。（2）天然氣是一種高效、清潔的燃料：隨著我國(guó)“西氣東輸”管線的全面貫通，越來(lái)越多的地區(qū)將使用天然

4、氣。2007年7月4日前，北京將完成全部煤氣置換天然氣，成為全國(guó)第一個(gè)全部使用清潔能源的大型城市。廣州市也將在2010年全部完成天然氣的置換。一個(gè)“天更藍(lán)、水更清、樹(shù)更綠、花更艷”，生活更美好的天然氣時(shí)代即將到來(lái)。（3）天然氣是一種重要的化工原料，主要用于合成氨和生產(chǎn)甲醇以及合成分子內(nèi)含兩個(gè)或多個(gè)碳原子的其他有機(jī)化合物。3.石油的綜合利用：石油煉制后的產(chǎn)品絕大多數(shù)用作燃料使用，不到10%的石油轉(zhuǎn)化為化工原料。 I.石油的成分：石油是由多種碳?xì)浠衔铮ㄍ闊N、環(huán)烷烴及少量的芳香烴）組成的混合物。（沒(méi)有固定的沸點(diǎn)） 原油： 未經(jīng)加工的石油叫原油，是一種棕黑色粘稠液體，不能直接使用。.石油的煉制（1）

5、石油的分餾（物理加工過(guò)程）： A.石油分餾的原理：利用各種烴的沸點(diǎn)不同，將石油不斷的加熱-汽化-冷凝-液化，把石油分離成不同 沸點(diǎn)范圍 的蒸餾產(chǎn)物（叫做餾分，仍然是混合物）的過(guò)程叫做石油的分餾。B.實(shí)驗(yàn)室蒸餾石油的裝置（如下圖）： 儀器名稱(chēng)： 溫度計(jì) ； 蒸餾燒瓶 ； 冷凝器 ； 接收器 。 圖中：是 冷 水進(jìn)口； 是 熱 水出口。 裝置中要加 碎瓷片 ，以防止 暴沸 。 石油氣 液化石油氣。C.石油分餾主要產(chǎn)品 汽油、煤油、柴油、重油 等。（2）石油的裂化（化學(xué)加工過(guò)程）：在一定條件下，將相對(duì)分子質(zhì)量較 大、沸點(diǎn)較高 的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量較小 的烴的過(guò)程。 主要目的：提高輕質(zhì)油（汽油、煤油

6、、柴油）的產(chǎn)量，同時(shí)得到石油裂化氣。 原 料：石油分餾產(chǎn)品（重油） 反 應(yīng)：以十六烷的催化裂化反應(yīng)為例：加熱、加壓催化劑 C16H34 C8H18 C8H16 十六烷 辛烷 辛烯加熱、加壓催化劑 C8H18 C4H10 C4H8 辛烷 丁烷 丁烯加熱、加壓催化劑 C4H10 CH4 C3H6 丁烷 甲烷 丙烯加熱、加壓催化劑 C4H10 C2H6 C2H4 丁烷 乙烷 乙烯催化裂化 裂化氣 （含乙烯、丙烯、甲烷等） ;主要產(chǎn)品：重油 汽油、煤油、柴油 分餾所得汽油（直鎦汽油）：烷烴 汽油：C5C11的烴的混合物裂化所得汽油：烷烴和不飽和烴（具有烯烴的性質(zhì)）（3）石油的裂解（深度裂化化學(xué)加工過(guò)程

7、）：采用比催化裂化更高的溫度，使碳碳鍵斷裂的更徹底，。主要目的得到氣態(tài)的不飽和烴。 原 料：汽油主要目的：制得石油裂解氣，進(jìn)行三大合成。高溫裂解 主要產(chǎn)品： 汽油 石油裂解氣（含乙烯、丙烯、丁烯、丁二烯） （4）石油的催化重整：石油在加熱和催化劑的作用下，可以通過(guò)結(jié)構(gòu)的重新調(diào)整，使鏈狀烴轉(zhuǎn)化為環(huán)狀烴（如苯或甲苯等） 煤 氣（主） ：CO 、H2 清潔燃料 天 然 氣（主） ：CH4 壓縮天然氣（主） ：甲醇 （CNG） 液化石油氣（主） ：烴類(lèi)（丙烷）(LPG)二、以煤、石油、天然氣為原料生成合成材料1. 三大合成材料（合成有機(jī)高分子） （1）合成塑料：聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲

8、基丙烯酸甲酯。 塑料的主要成分：合成樹(shù)脂+添加劑（增塑劑、防老化劑等） 熱塑性塑料：可以反復(fù)加工，多次使用（聚乙烯聚氯乙烯等）塑料的性能 熱固性塑料：一次加工成型，受熱不軟化（酚醛塑料） （2）合成纖維 植物纖維 ：棉花、木材、亞麻（成分：纖維素）天然纖維 動(dòng)物纖維 ：羊毛、蠶絲（成分：蛋白質(zhì)）纖維 人造纖維：人造棉、人造絲、人造毛（成分：纖維素）化學(xué)纖維 合成纖維：六大綸（滌綸、錦綸、腈綸、丙綸、維綸、氯綸） （是利用石油、天然氣、煤和農(nóng)副產(chǎn)品為原料制成的）（3）合成橡膠： 順丁橡膠、氯丁橡膠、丁苯橡膠、硅橡膠等。2.合成有機(jī)高分子的反應(yīng)： 聚合反應(yīng)：在一定條件下，由小分子（單體）合成高分子

9、（分子量巨大的化合物）的反應(yīng)。 聚合反應(yīng) 加成聚合（加聚反應(yīng)）：由單體生成高分子的反應(yīng)。 縮合聚合（縮聚反應(yīng)）：由單體生成高分子的同時(shí)還有小分子生成，CH3（1）加聚反應(yīng)：n由乙烯制聚乙烯：n CH2=CH2 CH2CH2 乙烯 聚乙烯 單 體： CH2=CH2 鏈 節(jié)： CH2CH2n 高聚物： CH2CH2 聚合度： n 第5頁(yè)（共13頁(yè)）n由丙烯制聚丙烯：n CH2=CHGH3 CH2CH 由甲基丙烯酸甲酯制聚甲基丙烯酸甲酯（有機(jī)玻璃）：CH3CH3 nn CH2=CHCOOCH3 CH2CH COOCH3 （2）縮聚反應(yīng)：制滌綸、尼龍（錦綸）、醇酸樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、酚醛樹(shù)脂 O O n

10、HOC GOH + n HOCH2CH2OH （對(duì)苯二甲酸） （乙二醇） O On C GO CH2CH2O + （2n1）H2O 聚酯纖維（滌綸） 三、塑料制品的回收和利用 1.白色污染：聚乙烯等固體廢舊塑料很難以降解，隨意丟棄引起土壤和水體的污染?！倦S堂練習(xí)】1.下列說(shuō)法正確的是-（ C ） A煤、石油、天然氣是當(dāng)今世界上最重要的三大礦物燃料，是取之不盡的B煤是由無(wú)機(jī)物和有機(jī)物所組成的復(fù)雜的混合物，主要含有碳和氫兩種元素C石油主要含有碳和氫兩種元素，同時(shí)還含有少量的硫、氧、氮等元素D煤和石油都是由古代植物遺體埋在地層下或在地殼中經(jīng)過(guò)一系列非常復(fù)雜的變化而形成的。2.從地下開(kāi)采出的最主要的三

11、種礦物燃料中，呈氣態(tài)的燃料是_天然氣_，主要成分的化學(xué)式為 CH4 ；呈液態(tài)的燃料是石油_，主要含碳_和_氫_元素；呈固態(tài)的燃料是_煤 ，主要含碳元素。3.下列變化是化學(xué)變化的是-雙選-（ BD）A石油蒸餾 B煤干餾 C干冰升華 D煤燃燒4.下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是-( D )A、石油中含有C5一C11的烷烴，可以通過(guò)石油的分餾得到汽油B、用C18以上的烷烴的重油經(jīng)過(guò)催化裂化可以得到汽油C、煤是由有機(jī)物和無(wú)機(jī)物組成的復(fù)雜的混合物D、煤中含有苯和甲苯，可以先用干餾后用分餾的方法把它們分離出來(lái)3下列說(shuō)法中正確的是-( B )A、將煤加強(qiáng)熱使它分解的過(guò)程叫干餾B、煤經(jīng)過(guò)干餾, 可生產(chǎn)出焦炭、煤焦油、粗氨水、

12、焦?fàn)t氣等C、石油經(jīng)過(guò)減壓分餾, 可以得到更多的汽油D石油通過(guò)裂化, 可以獲得汽油、煤油、潤(rùn)滑油、凡士林和石蠟等4石油催化裂化的目的是-( AD )A、把相對(duì)分子質(zhì)量大、沸點(diǎn)高的烴斷裂為相對(duì)分子質(zhì)量小、沸點(diǎn)低的烴B、把直鏈烴轉(zhuǎn)化為芳香烴 C、除去含碳雜質(zhì) D、提高汽油的質(zhì)量和產(chǎn)量第二節(jié)資源綜合利用 環(huán)境保護(hù)（第2課時(shí)）知識(shí)與技能1了解一些燃料燃燒對(duì)環(huán)境有不良影響，應(yīng)選擇使用不污染環(huán)境或?qū)Νh(huán)境污染小的燃料2了解在化石燃料中，天然氣是比較清潔的燃料3應(yīng)使用和開(kāi)發(fā)化石燃料以外的清潔燃料，綜合利用資源和開(kāi)發(fā)新能源具有重要意義過(guò)程與方法 1、課前學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行社會(huì)調(diào)查和查閱相關(guān)資料。 2、課堂中，通過(guò)

13、觀看放錄像，了解化石燃料對(duì)環(huán)境的不良影響。3、自主學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生自學(xué)能力。4、通過(guò)活動(dòng)探究，通過(guò)化石燃料對(duì)環(huán)境的影響和新能源的開(kāi)發(fā)，培養(yǎng)學(xué)生歸納能力、比較能力。情感態(tài)度與價(jià)值觀重視實(shí)驗(yàn)和討論，借此來(lái)培養(yǎng)善于合作、勤于思考、嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)、勇于創(chuàng)新實(shí)踐的科學(xué)精神，同時(shí)通過(guò)燃料對(duì)環(huán)境的影響的學(xué)習(xí)來(lái)樹(shù)立保護(hù)環(huán)境的意識(shí)，體會(huì)化學(xué)與社會(huì)發(fā)展的關(guān)系教學(xué)重點(diǎn)了解一些燃料燃燒對(duì)環(huán)境有不良影響，應(yīng)選擇使用不污染環(huán)境或?qū)Νh(huán)境污染小的燃料充分認(rèn)識(shí)保護(hù)環(huán)境的重要意義。教學(xué)難點(diǎn)開(kāi)發(fā)使用不污染環(huán)境或?qū)Νh(huán)境污染小的燃料教學(xué)過(guò)程 新課導(dǎo)入一、環(huán)境保護(hù)與綠色化學(xué)1.環(huán)境保護(hù)：（1）環(huán)境問(wèn)題：指不合理的開(kāi)發(fā)和利用自然資源而造成的資源短

14、缺、環(huán)境污染和生態(tài)破壞。（2）環(huán)境污染：包括大氣污染、水污染、土壤污染、食品污染和噪聲污染等。 污 染 源：主要來(lái)自化石燃料燃燒和工業(yè)生產(chǎn)的“三廢”（廢氣、廢水、廢渣）的排放。（3）環(huán)境問(wèn)題的八大公害：酸雨：pH 小于 5.6 的雨水叫做酸雨。 主要成因：化石燃料燃燒排放到大氣中的SO2 NOX 。 防 治：改變能源結(jié)構(gòu)，硫酸廠的尾氣經(jīng)過(guò)處理后再排放。溫室效應(yīng)：大氣中的 CO2 含量增多引起地表面溫度升高 。 主要成因：含碳燃料燃燒產(chǎn)生的CO2 排放到大氣中。 防 治：改變能源結(jié)構(gòu)，植樹(shù)造林。臭氧空洞：大氣平流層中的臭氧層被破壞引起“臭氧空洞”。 主要成因：氟氯烴（氟里昂）、 NO2、NO 在

15、破壞臭氧層中起催化劑作用。 防 治：逐步減少、禁止使用氟氯烴。 白色污染：一些塑料制品廢棄物對(duì)環(huán)境的污染。 主要成因： 聚乙烯 等固體廢舊塑料隨意丟棄引起土壤及水的污染。 治 理：減少使用加強(qiáng)回收塑料制品開(kāi)發(fā)可降解塑料（淀粉塑料、水溶性塑料、光解塑料）光化學(xué)煙霧：空氣中的 NO2 在紫外線照射下，發(fā)生一系列的 光化學(xué) 反應(yīng)產(chǎn)生一種有毒的煙霧。 主要成因：NO2主要來(lái)自石油產(chǎn)品和煤的燃燒產(chǎn)物、汽車(chē)尾氣及硝酸廠的廢氣 治 理：硝酸廠的廢氣經(jīng)回收處理后再排放 加強(qiáng)對(duì)汽車(chē)尾氣的治理（汽車(chē)排氣管上安裝轉(zhuǎn)化器）赤潮（水華）：水體的富營(yíng)養(yǎng)化污染（水中的藻類(lèi)超常繁殖，覆蓋在水表面） 主要成因：使用含 磷 洗衣

16、粉的污水的排放。不合理的使用化肥。 治 理：禁止生產(chǎn)使用含 磷 洗衣粉。城市大氣的鉛污染：含鉛化合物對(duì)大氣的污染。 主要成因：使用含 鉛 汽油（汽油中加入抗爆震劑四乙基鉛）的汽車(chē)排放的尾氣。 治 理：禁止使用含鉛汽油。環(huán)境的新公害：廢舊電池對(duì) 水 及 土壤 的污染。 主要成因：廢舊電池中含有酸、堿、重金屬鹽（Pb2+ 、Hg2、Ni2+、cd2+） 等污染物，廢舊電池的隨意丟棄引起的污染。 治 理：設(shè)立廢舊電池回收站。2.綠色化學(xué)：綠色化學(xué)的核心就是利用化學(xué)原理從源頭上減少和消除工業(yè)生產(chǎn)對(duì)環(huán)境的污染。 原子經(jīng)濟(jì)：按照綠色化學(xué)的原則，最理想的“原子經(jīng)濟(jì)”就是反應(yīng)物的原子全部轉(zhuǎn)化為期望的最終產(chǎn)物。

17、這時(shí)原子的利用率為100% 。（1）開(kāi)發(fā)綠色反應(yīng)，提高原子利用率 原子經(jīng)濟(jì)性可用原子利用率來(lái)衡量，其定義可表示為： 期望產(chǎn)物的總質(zhì)量 生成物的總質(zhì)量原子利用率 = × 100%（2）經(jīng)濟(jì)性的反應(yīng)有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：是最大限度地利用了原料；是最大限度地減少了廢物的排放。以乙烯為原料生產(chǎn)環(huán)氧乙烷為例：【方法一】經(jīng)典方法氯代乙醇法，包括以下兩步反應(yīng)： CH2=CH2 Cl2 H2O ClCH2CH2OH HCl O ClCH2CH2OH + Cl2 +Ca(OH)2 H2C CH2 CaCl2 2H2O總反應(yīng)可表示為： OCH2=CH2 Cl2 + Ca(OH)2 H2C CH2 CaCl2 H2O【方法二】現(xiàn)代石油化工：采用銀作催化劑，可以實(shí)現(xiàn)一步完成： O Ag 2CH2=CH2 O2 2H2C CH2（1）試計(jì)算兩種生產(chǎn)工藝的原子利用率各是多少？ m (C2H4O) m (C2H4O)m(CaCl2)m(H2O) 【方法一】原子利用率= × 100% = 25.43%【方法二】原子利用率= 100%（2）舉出其他原子利用率為100%的化學(xué)反