【教案】《煤、石油和天然气的综合利用》教学设计高一化学人教版（2019）必修第二册

《8.1.3煤、石油、天然气的综合利用》教学设计【学习目标】通过煤、天然气和石油的化学组成和综合利用途径的学习，学生能从化学的角度分析自然资源到产品的转化途径，认识化学方法在实现物质转化中的作用和贡献。通过化石能源在社会生产、生活中的重要应用学习，学生能感受到化学科学在生产、生活中的应用价值。通过介绍化石能源引发的环境问题，学生能启发思考开发清洁新能源的绿色、可持续发展的新途径。【教学重点、难点】1．教学重点：煤、石油、天然气的组成，综合利用途径和方法。2．教学难点：煤的干馏、石油的分馏、催化裂化、裂解。【学情分析】在小学六年级科学课上和初三化学中，学生已经学习了煤、石油、天然气等的有关知识，在此基础上，从资源和技术进步的角度，进一步介绍有关资源的开发和利用，帮助学生形成自然资源综合利用的观念，并对工业中的一些技术问题有所了解，从而认识化学对技术进步的促进作用。【教学资源】根据教学设计制作课件。学生通过自主预习制作化学小报。【教学技术】多媒体视频、图片展示。板书。【教学方法】对比法（煤的干馏、煤的气化、煤的液化从原理、主要反应、产品及主要用途上进行对比学习，干馏、分馏、蒸馏易混淆概念从原理、产物和反应类型上对比区分）。运用合理的分组讨论、探究、问题互动、小组比赛的方式讨论法（实现化石能源的可持续发展以小组讨论形式开展）。【教学过程】环节教师活动学生活动设计目的预习检测展示学生自主预习手工制作“化学小报”。提出的问题：1.为什么石油没有固定的熔沸点？2.石油的分馏与蒸馏什么关系？3.石油的裂化裂解的原理是什么？4.煤的气化、液化是物质三态（气、液、固）之间的变化吗？为什么？5.生活中汽车的所用燃料一般为裂化汽油，这种汽油和直馏汽油有何区别？如何鉴别？加深预习印象，培养学生自主学习能力。课堂引入提出预设问题;1.如何区分“三馏”（干馏、分馏、蒸馏）、“两裂”（裂化、裂解）？2.“六气”（高炉煤气、水煤气、天然气、石油气、焦炉气、裂解气）的主要成分、来源和用途是什么？认真思考。带着问题走进课堂，使课堂学习有目标性。播放视频，了解化石能源，引入综合利用。思考：煤石油天然气在我们生活中有哪些用途？使课堂具有代入感，提高学生兴趣。教师板书：“煤、石油、天然气的综合利用”举例说明化石能源的用途任务一：对比学习、小组讨论石油的成分和综合利用根据石油的成分，推测燃烧产生的污染，引入其综合利用。学习、思考。使学生具备“结构决定性质”的理念。播放多媒体视频：石油的炼制于利用。观看视频。使学生直观感受石油的炼制和利用。在学生分组讨论后，总结石油的四种综合利用途径：1.分馏：利用石油中各组分沸点不同进行分离产品：常压：石油气、汽油、煤油、柴油、重油减压：柴油、燃料油、石蜡、润滑油、沥青目的：获得汽油、煤油、柴油等轻质油2.裂化：在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂成碳原子较少的烃的过程。目的：提高轻质油特别是汽油的产量3.裂解：深度裂化。目的是获得短链不饱和烃乙烯、丙烯和甲烷等重要的化工原料。4.结构重整：石油在加热和催化剂的作用下，通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃的过程。分组讨论：课本104页图8-6。了解石油的分馏和裂化裂解及产品用途。思考：1.为什么石油没有固定的熔沸点？2.分馏、裂化、裂解、结构重整是物理变化还是化学变化？3.比较“裂化”、“裂解”思考：生活中汽车的所用燃料一般为裂化汽油，这种汽油和直馏汽油有何区别？如何鉴别？培养学生分组协作能力、自主学习能力、探究能力。教师总结使学生全面理解掌握石油的分馏、裂化、裂解和结构重整。任务二：了解石油的组成及其综合利用展示煤的图片，根据煤的物质组成和煤中有机物结构推测燃烧产生的污染，引入煤的综合利用。根据PPt内容总结使学生具备“结构决定性质”的理念总结煤的综合利用：煤的组成：有机物C元素—大量，H、O、N、S等元素—少量无机物煤的综合利用的主要途径：通过煤的干馏、气化、液化获得洁净的燃料和多种化工原料。煤的干馏定义：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，也叫煤的焦化。产物：出炉煤气、煤焦油、焦炭在一定条件下把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。高温高温C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)煤的液化直接液化：使煤与氢气作用生液体燃料间接液化：煤CO和H2甲醇注意：煤的干馏、气化、液化均为化学变化分组讨论：煤的干馏、气化、液化是物理变化还是化学变化。思考并抢答：1.为什么煤干馏要隔绝空气？2.为什么一不小心将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？学生总结比较“三馏”。培养学生分组合作能力、自主学习能力、探究和归纳总结能力。教师总结使学生更全面掌握和理解煤的干馏、气化和液化的概念。任务三：了解天然气的成分和综合利用天然气的组成是什么？日常生活中家庭燃气灶普遍使用天然气，那么天然气还有其他用途吗？学生阅读课本102页，回答天然气的组成和重要用途，工业上用于合成氨、生产甲醇等。阅读103页“天然气水合物”的有关介绍，总结“可燃冰的综合利用”。培养学生的阅读能力、理解能力、归纳总结能力。总结归纳，思想提升化石资源是我们主要的能源，也是基本化工原料来源，了解重要的社会用途；化石资源开采利用和环境问题息息相关，了解我国“碳达峰”、“碳中和”的方针，寻找新型能源，替代化石燃料。思考：针对党中央“碳达峰”“碳中和”的战略决策，结合化石能源的综合利用，说说你的看法。使学生关注社会热点，权衡化学成果在生产、生活应用的利弊，增强学生的社会责任感。习题：1.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2.下列关于化石燃料的加工说法正确的是（）A．石油裂化主要得到乙烯B．石油分馏是化学变化，可得到汽油、煤油C．煤干馏主要得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气D．煤制煤气是物理变化，是高效、清洁地利用煤的重要途径3.某种甲烷水合物晶体中，平均每46个水分子构成8个分子笼，每个分子笼可容纳1个甲烷分子或水分子。若这8个分子笼中有6个容纳的是甲烷分子，另外2个被水分子填充，请写出这种甲烷水合物晶体的平均组成。【课堂小结】石油的分馏、裂化、裂解和煤的干馏、气化、液化能得到基本的化工原料。【板书设计】8.1.3煤、石油、天然气的综合利用石油的综合利用1.分馏：利用石油中各组分沸点不同进行分离产品：常压：石油气、汽油、煤油、柴油、重油减压：柴油、燃料油、石蜡、润滑油、沥青目的：获得汽油、煤油、柴油等轻质油2.裂化：在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂成碳原子较少的烃的过程。目的：提高轻质油特别是汽油的产量3.裂解：深度裂化。目的是获得短链不饱和烃乙烯、丙烯和甲烷等重要的化工原料。4.结构重整：石油在加热和催化剂的作用下，通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃的过程。煤的综合利用1.煤的干馏定义：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程，也叫煤的焦化。产物：出炉煤气、煤焦油、焦炭2.煤的气化：在一定条件下把煤中的有机物转化为可燃性气体的过程。高温主要反应：C(s)+H2O(g)CO(g)+H2(g)高温3.煤的液化直接液化：使煤与氢气作用生液体燃料间接液化：煤CO和H2甲醇注意：煤的干馏、气化、液化均为化学变化天然气的综合利用“可燃冰”的开采的综合利用【作业布置】1.查资料，我国东汉时期，班固所著《汉书•地理志》中记载：“高奴有洧水可燃。”“洧水”指代的是什么物质？《山海经》中“石涅”指的是什么物质？魏晋之后称煤为“石墨”或“石炭”又指的是什么物质？用思维导图总结整理今天学习的内容，并作出“三馏”、“两裂”。“六气”（高炉煤气、水煤气、天然气、焦炉气、裂解气）的主要成分、来源和用途是什么？【教学反思】本节课主要以学习小组讨论的形式探究了三大化石能源的组成及其综合利用，总结反思一下亮点：课前要求学生自主预习，以手抄报的形式呈现出来，学生手抄报制作精细、美观，体现了学生极强的动手能力强和端正的学习态度。以学生预习提出的问题和教师预设问题为主线进行本节课内容的展开，课堂上学生的疑点得到了解答，提高的学生的兴趣。通过制作手抄报和回答问题的形式，给小组积分、评比、奖励得分第一名小组的办法，极大地提高了学生学习的积极性和主动性，同时也活跃了课堂气氛。最后，通过一个发散性问题，结合当前当中的“碳达峰”、“碳中和”的战略决策，结合本节课学习的三大化石能源的综合利用，让学生畅所欲言，说出自己的见解，让学生关注社会热点，培养了学生的学科核心素养，端正了学生的科学态度，增加了学