2022年人教版必修二第四章第二节《化学与资源综合利用环境保护》word教案

1、第四章与自然资源的开发利用第 2 节资源综合利用 学问与技能 1、知道化石燃料是重要的自然资源；环境爱护（第 1 课时）2、明白化石燃料燃烧对环境的影响,懂得挑选对环境污染较小的燃料；3、熟悉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、课前同学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,明白化石燃料的存在和利用；3、自主学习,培育同学自学才能；4、通过设计对化石燃料燃烧产物成分分析的定性定量试验,使同学学会解决物质（气体）检验的 一般方法；情感态度与价值观1、培育同学对社会的关留意识；2、知道学好化学等科学学问,为爱护环境,解决能源危机作出奉献；教学重点 化石

2、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 教具预备 多媒体、投影仪、焦炭、氨水、苯、甲苯课时支配1 课时 教学过程【资料卡片】2022 年一次能源消费构成全世界原油煤炭自然气水电核能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、自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；化石燃料是不行再生能源,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,提高利用率削减化石燃料燃烧所造成的环境污染,

3、一. 煤、石油、自然气的综合利用：1. 煤的综合利用：从煤、石油、自然气获得基本化工原料；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,仍含有 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干净的燃料和多种化工原 料；,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、CH 4、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

4、、合成氨造气、电石、燃料）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：Cs H 2Og 高温COg H2g 水煤气煤的液化直接液化：煤+ H 2 液体燃料催化剂甲醇（ CH 3OH ）间接液化：煤H 2 CO 2.自然气的综合利用（1）气体燃料的优点：气体燃料与空气混合充分,简单完全燃烧, 与固体燃料相比有较高的利用率； 气体燃料便于管道运输,且清洁卫生；使用便利 （易点燃, 易熄灭） ,（2）自然气是一种高效、清洁的燃料：随着我国 “西气东输 ”管线的全面贯穿,越来越多的地区将使用自然气；2022 年 7 月 4 日前,北京将完成全部煤气置换自然气

5、,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2022 年全部完成自然气的置换；一个“ 天更蓝、 水更清、 树更绿、 花更艳”,生活更美好的自然气时代即将到来；（3）自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；.石油的炼制（1）石油的分馏 （物理加工过程） ：A.石油分馏的

6、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,把石油分别成不同 沸点范畴 的蒸馏产物（叫做馏分,仍旧是混合物）的过程叫做石油的分餾；B.试验室蒸馏石油的装置（如下图）：仪器名称：温度计；蒸馏烧瓶；冷凝器；接收器；图中：是冷水进口；是热水出口；装置中要加碎瓷片,以石油气防止暴沸 ；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） ：在肯定条件下, 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 反料： 石油分馏

7、产品（重油）应： 以十六烷的催化裂化反应为例： C16H34 催化剂C8H18 C 8H16 加热、加压十六烷辛烷辛烯 C催化剂 8H18 C 加热、加压辛烷4H10 C 4H8丁烷丁烯催化剂 C4H10 CH 加热、加压丁烷4 C 3H6甲烷丙烯C4H10催化剂C2H6C2H4加热、加压丁烷乙烷乙烯催化裂化裂化气（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： C5C11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）：采纳比催化裂化更高的温度,使碳碳键 断裂的更完全,；主要目的得到气态的不饱和

8、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：汽油高温裂解石油裂解气（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）图 46 原油的分馏及裂化的产品和用途示意图清洁燃料煤气（主）：CO 、H 2天然气（主）：CH 4压缩自然气（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、自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）（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；塑料的主要成

9、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）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）自然纤维动物纤维：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、自然气、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： 在肯定条件下, 由小分子 （单体） 合成高分子 （分子量庞大的化合物）的反应；聚合反应

10、 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仍有小分子生成,（1）加聚反应：n CH 2=CH 2 CH3n 由乙烯制聚乙烯：CH2CH2乙烯聚乙烯单体：CH 2=CH2 n 链节：CH 2CH2高聚物： CH 2CH 2聚合度：n 第 5 页（共 13 页）由丙烯制聚丙烯：n CH 2=CH GH 3 CH2CH n 由甲基丙烯酸甲酯制聚甲基丙烯酸甲酯（有机玻璃）：CH 3CH 3n CH2=CH COOCH 3 CH 2CH n COOCH 3（2）缩聚反应 ：制涤纶、尼龙（锦纶） 、醇酸树脂、环氧树脂、酚醛树脂O O GOH + n H

11、O CH2CH2OH n HO C（对苯二甲酸）O （乙二醇）O CGO CH 2CH 2O n + （ 2n1）H 2O 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,随便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. 以下说法正确选项-（ C ）A煤、石油、自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

12、两种元素,同时仍含有少量的硫、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特别复杂的变化而 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 _自然气 _,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. 以下变化是化学变化的是-（ BD）4.A石油蒸馏 B 煤干馏 C 干冰升华 D煤燃烧误的是下列说法错- 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

13、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别出来3以下说法中正确选项- 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5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方法来改善汽油的燃烧性能；例如,加入 CH 30CCH

14、 33 来生产 “ 无铅汽油” ； CH 30CCH 3；分子中必存在的原子间连接形式有 填写编号 （ 2）自然气的燃烧产物无毒、热值高,而且管道输送便利,将成为我国西部开发的重点项目之一；自然气常和石油伴生,其主要的成分是甲烷 正方形平面结构的理由是 填写编号 ；其一氯取代物不存在同分异构体 其二氯取代物不存在同分异构体 它是非极性分子 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；能说明它是正四周体而非12 人,以 50 km/h 行驶了 40km ；为了有效开展民用氢能源,第一必需制得廉价的氢气,以下可供开发又较经济的制氢方法是填写编号 ；电解水锌和稀硫酸

15、反应光解海水其次,制得纯氢气后仍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其次节资源综合利用 学问与技能环境爱护（第 2 课时）1明白一些燃料燃烧对环境有不良影响,应挑选使用不污染环境或对环境污染小的燃料2明白在化石燃料中,自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 、课前同学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,明白化石燃料对环境的不良影响；3、自主学习,培育同学自学才能；4、通过活动探究,通过化石燃料对环境的影响和

16、新能源的开发,培育同学归纳才能、比较才能；情感态度与价值观 重视试验和争论,借此来培育善于合作、勤于摸索、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爱护环境的意识,体会化学与社会进展的关系教学重点 明白一些燃料燃烧对环境有不良影响,应挑选使用不污染环境或对环境污染小的燃料充分认 识爱护环境的重要意义；教学难点 开发使用不污染环境或对环境污染小的燃料 教具预备 多媒体课件 课时支配 1 课时教学过程 新课导入 一、环境爱护与绿色化学 1.环境爱护：（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

17、染、土壤污染、食品污染和噪声污染等；污 染 源：主要来自化石燃料燃烧和工业生产的（3）环境问题的八大公害：酸雨 ：pH 小于 5.6 的雨水叫做酸雨；“ 三废” （废气、 废水、 废渣） 的排放；主要成因：化石燃料燃烧排放到大气中的 SO2 NO X ；防 治：转变能源结构,硫酸厂的尾气经过处理后再排放；温室效应 ：大气中的 CO2 含量增多引起地表面温度上升；主要成因：含碳燃料燃烧产生的 CO 2 排放到大气中；防 治：转变能源结构,植树造林；臭氧空洞 ：大气平流层中的臭氧层被破坏引起“ 臭氧空洞”；主要成因：氟氯烃（氟里昂）、 NO 2、NO 在破坏臭氧层中起催化剂作用；防 治：逐步削减、

18、禁止使用氟氯烃；白色污染 ：一些塑料制品废弃物对环境的污染；主要成因：聚乙烯 等固体废旧塑料随便丢弃引起土壤及水的污染；治 理：削减使用加强回收塑料制品开发可降解塑料（淀粉塑料、水溶性塑料、光解塑料）光化学烟雾：空气中的NO 2 在紫外线照耀下,发生一系列的光化学反应产生一种有毒的烟雾；主要成因： NO 2 主要来自石油产品和煤的燃烧产物、汽车尾气及硝酸厂的废气治 理：硝酸厂的废气经回收处理后再排放加强对汽车尾气的治理（汽车排气管上安装转化器）赤潮（水华） ：水体的富养分化污染（水中的藻类超常繁衍,掩盖在水表面）主要成因：使用含 磷 洗衣粉的污水的排放；不合理的使用化肥；治 理：禁止生产使用含

19、 磷 洗衣粉；城市大气的铅污染：含铅化合物对大气的污染；主要成因： 使用含 铅 汽油（汽油中加入抗爆震剂四乙基铅）的汽车排放的尾气；治 理：禁止使用含铅汽油；环境的新公害：废旧电池对 水 及 土壤 的污染；主要成因：废旧电池中含有酸、碱、重金属盐（Pb 2+ 、Hg 2、Ni 2+、cd2+） 等污染物,废旧电池的随便丢弃引起的污染；治 理：设立废旧电池回收站；2.绿色化学 ：绿色化学的核心就是利用化学原理从源头上削减和排除工业生产对环境的污染；原子经济 ：根据绿色化学的原就,最抱负的“ 原子经济” 就是反应物的原子全部转化为期望的最终产物；这时原子的利用率为 100% ；（1）开发绿色反应,

20、提高原子利用率原子经济性可用原子利用率来衡量,其定义可表示为：原子利用率= 期望产物的总质量100% 生成物的总质量（2）经济性的反应有两个显著优点：是最大限度地利用了原料；是最大限度地削减了废物的排放；以乙烯为原料生产环氧乙烷为例：【方法一】经典方法氯代乙醇法,包括以下两步反应： CH 2=CH 2 Cl 2 H 2O ClCH 2CH2OH HCl O ClCH 2CH 2OH + Cl 2 +CaOH 2H 2C CH2 CaCl 2 2H2O 总反应可表示为：O CH 2=CH2 Cl 2 + C a O H 2H 2C CH2 CaCl 2 H2O 【方法二】现代石油化工：采纳银作催

21、化剂,可以实现一步完成：O 2CH 2=CH 2O2Ag 2H 2C CH2 （1）试运算两种生产工艺的原子利用率各是多少？【方法一】原子利用率 = m C 2H4O 100% m C 2H4O mCaCl 2mH 2O = 25.43% 【方法二】原子利用率 = 100% （2）举出其他原子利用率为100%的化学反应类型的实际例子：例如：乙烯的水化反应制乙醇：CH2=CH 2 H 2O CH 3CH 2OH 反应中,原子利用率 = 100% （3）原子利用率与产率相同吗？答：不相同；期望产物的总质量100% 原子利用率= 生成物的总质量产率 = 产品的实际产量（质量）100% 产品的理论产量

22、（质量）二、化学与可连续进展：化学在资源开发、资源利用、环境监测、环境爱护和清洁生产等方面发挥着重要的作用；资源的开发和环境爱护关系到人类可连续进展；经济可连续进展 社会可连续进展 可连续进展 资源可连续进展 环境可连续进展 全球可连续进展【图 411】 大气环境和水环境监测【图 413】绿色化学示意图【课后作业】1.阅读下文请回答：20 世纪 90 岁月初,国际上提出了“预防污染 ”这一新概念；绿色化学是“ 预防污染 ”的根本手段, 它的目标是争论和查找能充分利用的无毒害原材料,最大限度地节省能源,在化工生产各环节都实现净化和无污染的反应途径；以下各项属于“ 绿色化学 ” 的是- （CD ）

23、A处理废弃物 B治理污染点 C削减有毒物D杜绝污染源2. 以下有关污染的表达,正确选项 BD ）- A酸雨主要是空气中的NO,经氧化与水反应生成HNO 3所形成B破坏臭氧层的主要物质是氟氯烃等物质C温室效应主要是因空气中 CO浓度增高造成的D发电厂排放大量的废热入河、海中,会使流径的水域溶氧量削减；3. 环境污染已成为人类社会面临的重大威逼,各种污染数不胜数；以下名词与环境污染无关的是- B 温室效应；赤潮；酸雨；光化学污染；臭氧空洞；潮汐；大脖子病；富养分化；A B C D4. 工、农业及城市生活污水中含磷；家用洗涤剂是污水中磷的一个重要来源 洗涤剂中含有磷酸钠；关于处理污水时要不要除去磷的

24、说法正确的是- C A磷是生物所需的养分元素,不必除去B含磷的污水是很好的肥料,不必除去C含磷污水排到自然水中引起藻类增殖,使水变质,必需除去D磷对人无毒,除去与否都无关紧要5. 当前我国环保急待解决的“白色污染”通常指的是- C A金属冶炼厂的白色烟尘 B石灰窑的白色粉尘C聚乙烯等塑料垃圾 D白色建筑废料6“ 不粘锅”是在金属锅内壁涂上一层聚四氟乙烯而制成的；以下有关聚四氟乙烯的表达正确的是-AC A. 在聚四氟乙烯中不含有碳碳双键B. 聚四氟乙烯在高温时易燃烧第 12 页共 13 页 C. 聚四氟乙烯分子的化学性质稳固,正常使用不发生化学反应D. 聚四氟乙烯分子内支链许多,且相互缠绕,不会污染食物7NO 和 CO 都是汽车尾气里的有害物质,它们能缓慢反应,生成氮气和二氧化碳；对此是反应,下列叙述正确的-（CD ）A 使用催化剂不转变反应速率 C上升温度能加快反应速率B转变温度对反应速率无影响 D使用催化剂能加快反应速率8绿色化学提倡化工生产应提高原子利用率；原子利用率表示目标产物的质量与生成物总 质 量 之 比 ； 在 下 列 制 备 环 氧 乙 烷 的 反