高中化学 第二单元 化学与资源开发利用 课题3 石油、煤和天然气的综合利用教案1 新人教版选修2

高中化学第二单元化学与资源开发利用课题3石油、煤和天然气的综合利用教案1新人教版选修2学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容本节课选自高中化学第二单元“化学与资源开发利用”中的课题3，标题为“石油、煤和天然气的综合利用”。教学内容主要包括以下三个方面：

1.石油的裂解和裂化：介绍石油加工过程中裂解和裂化的基本原理，以及提高汽油等轻质油产量和品质的方法。

2.煤的干馏和气化：阐述煤的干馏和气化的过程，探讨提高煤的综合利用效率的途径。

3.天然气的应用：分析天然气的组成、性质及在我国能源结构中的地位，探讨天然气的综合利用方法。

本节课将结合教材内容，引导学生了解化石燃料的综合利用过程，提高学生对能源资源开发利用的认识，培养学生的科学素养和环保意识。教学目标分析本节课的核心素养目标旨在培养学生以下几方面的能力：

1.科学探究：通过学习石油、煤和天然气的综合利用过程，使学生能够运用化学知识解释能源加工和转化的现象，培养其科学探究能力。

2.实践与创新：引导学生探讨提高化石燃料利用效率的方法，激发学生创新思维，培养其实践操作和解决问题的能力。

3.环境意识：使学生认识到能源开发与环境保护的重要性，树立绿色化学观念，提高环保意识。

4.科学态度：培养学生对能源问题的关注，使其能够客观、理性地看待能源开发与利用过程中的利与弊，形成科学态度。

5.合作交流：通过小组讨论、分享观点，培养学生团队合作精神，提高沟通与交流能力。

本节课的教学目标分析紧密结合教材内容，注重培养学生的核心素养，旨在提高学生在实际生活中运用化学知识解决问题的能力。教学难点与重点1.教学重点

（1）石油的裂解和裂化：掌握石油加工过程中裂解和裂化的基本原理，理解提高汽油等轻质油产量和品质的方法。

举例：讲解裂解和裂化反应的化学方程式，以及不同催化剂对反应产物的影响。

（2）煤的干馏和气化：了解煤的干馏和气化过程，明确提高煤的综合利用效率的途径。

举例：介绍煤的干馏产物及其应用，探讨气化过程中气态产物的组成和用途。

（3）天然气的应用：分析天然气的组成、性质，以及在我国能源结构中的地位，掌握天然气的综合利用方法。

举例：讲解天然气的成分，以及其在发电、供暖等领域的应用。

2.教学难点

（1）石油裂解和裂化反应机理的理解：学生对石油裂解和裂化反应的化学方程式及其反应机理的理解。

难点突破：通过图示、动画等形式，形象地展示反应过程，帮助学生理解反应机理。

（2）煤的干馏和气化过程中的能量转化：学生对煤的干馏和气化过程中能量转化的认识。

难点突破：结合实际案例，讲解煤的干馏和气化过程中能量的转化，提高学生的理解。

（3）天然气综合利用的实际应用：学生对天然气综合利用方法在实际生活中的应用。

难点突破：列举生活中常见的天然气应用实例，让学生感受化学知识在实际生活中的重要性。

（4）能源利用与环境保护的关系：学生对能源开发与环境保护之间关系的认识。

难点突破：通过实例分析，让学生认识到合理利用能源、保护环境的重要性，培养其绿色化学观念。教学方法与手段1.教学方法

（1）讲授法：针对石油、煤和天然气的综合利用的基本概念、原理和工艺流程，采用讲授法进行系统的知识传授，确保学生掌握核心知识。

举例：通过生动的语言和形象的比喻，讲解石油裂解和裂化、煤的干馏和气化等过程，使学生易于理解。

（2）讨论法：针对能源利用与环境保护等问题，组织学生进行小组讨论，激发学生的思考，培养其独立分析和解决问题的能力。

举例：让学生就天然气在我国能源结构中的应用和前景展开讨论，分享观点，互相启发。

（3）实验法：结合教材内容，设计相关实验，让学生亲自动手操作，提高实践能力，加深对理论知识的理解。

举例：组织学生进行煤的干馏实验，观察干馏产物的变化，巩固所学知识。

2.教学手段

（1）多媒体设备：利用多媒体设备，如投影仪、电脑等，展示与教学内容相关的图片、视频、动画等，直观地呈现复杂的化学过程，提高教学效果。

举例：播放石油裂解和裂化、煤的干馏和气化的动画，让学生更直观地理解这些过程。

（2）教学软件：运用教学软件，如化学实验模拟软件、能源利用案例分析软件等，为学生提供丰富的学习资源和实践操作机会。

举例：利用化学实验模拟软件，让学生在虚拟环境中进行实验操作，熟悉实验步骤，降低实验风险。

（3）网络资源：利用网络资源，如在线课程、学术文章等，拓展学生的知识面，培养学生的自主学习能力。

举例：推荐学生阅读有关能源利用与环境保护的学术文章，提高其对该问题的认识，激发其探索精神。教学流程1.导入新课（用时5分钟）

开场提问：“同学们，我们生活中离不开能源，那你们知道石油、煤和天然气是如何变成我们生活中必不可少的能源的吗？”通过这个问题，引导学生思考能源的来源和加工过程，为新课的学习做好铺垫。

2.新课讲授（用时15分钟）

（1）石油的裂解和裂化：讲解石油裂解和裂化的基本原理，以及提高汽油等轻质油产量和品质的方法。通过实际案例分析，让学生了解这一技术的应用。（用时5分钟）

（2）煤的干馏和气化：介绍煤的干馏和气化的过程，阐述提高煤的综合利用效率的途径。结合教材图片和实际工艺流程，使学生更好地理解这一知识点。（用时5分钟）

（3）天然气的应用：分析天然气的组成、性质及在我国能源结构中的地位，探讨天然气的综合利用方法。通过生活实例，让学生认识到天然气的重要性。（用时5分钟）

3.实践活动（用时10分钟）

（1）煤的干馏实验：让学生分组进行煤的干馏实验，观察干馏产物的变化，加深对煤的干馏过程的理解。（用时3分钟）

（2）石油裂解和裂化动画演示：播放石油裂解和裂化的动画，让学生直观地了解这一过程，巩固所学知识。（用时3分钟）

（3）天然气应用实例讨论：让学生举例说明天然气在生活中的应用，分享观点，互相学习。（用时4分钟）

4.学生小组讨论（用时10分钟）

（1）讨论石油裂解和裂化技术的优缺点，以及如何改进。引导学生从环保、经济效益等方面进行思考。（用时3分钟）

（2）探讨煤的干馏和气化过程中可能存在的问题，如环境污染、能源利用率等，并提出解决方案。（用时3分钟）

（3）针对天然气在我国能源结构中的应用和前景，让学生展开讨论，提出自己的看法和建议。（用时4分钟）

5.总结回顾（用时5分钟）

通过本节课的学习，学生了解了石油、煤和天然气的综合利用过程，认识到能源开发与环境保护的重要性。最后，教师进行课堂小结，强调本节课的重点内容，提醒学生注意难点，鼓励他们在课后继续探讨能源问题。

整个教学流程用时45分钟，各环节紧密结合，注重实践与讨论，旨在提高学生对能源综合利用的认识，培养学生的科学素养和环保意识。学生学习效果1.知识与技能：

（1）学生掌握了石油裂解和裂化、煤的干馏和气化、天然气的应用等核心知识，能够运用所学解释能源加工和转化的过程。

（2）学生能够列举出石油、煤和天然气的综合利用方法，了解不同能源的特点和应用领域。

（3）通过实践活动，学生提高了实验操作能力，学会了观察实验现象，分析实验结果。

2.过程与方法：

（1）学生通过小组讨论、分享观点，培养了解决问题的能力和团队合作精神。

（2）学生学会了运用现代化教学手段，如多媒体、网络资源等，获取和整理信息，提高了自主学习能力。

（3）学生能够运用化学知识，分析能源利用中的实际问题，提出合理的解决方案。

3.情感态度与价值观：

（1）学生认识到能源开发与环境保护的重要性，树立了绿色化学观念，增强了环保意识。

（2）学生对能源问题产生了浓厚的兴趣，积极参与课堂讨论，表现出探索精神和求知欲。

（3）学生通过学习能源综合利用的知识，增强了社会责任感，意识到自己在节能减排中的责任和使命。

4.创新与实践：

（1）学生在实践活动和小组讨论中，敢于提出新的观点和想法，培养了创新思维。

（2）学生将所学知识运用到实际生活中，解决了能源利用中的问题，提高了实践能力。

（3）学生针对能源利用与环境保护的问题，提出了具有前瞻性的建议和策略。教学反思在本节课的教学过程中，我发现学生们对石油、煤和天然气的综合利用表现出浓厚的兴趣。通过讲授法、讨论法和实验法等多种教学方法的运用，学生们不仅掌握了能源加工和转化的基本知识，还能够在小组讨论中提出有见地的观点，这让我感到很欣慰。

课堂上，我注意到学生们在煤的干馏实验环节，积极参与，观察实验现象，分析实验结果，这说明实践活动对提高学生的学习兴趣和实践能力非常有效。同时，我也发现有些学生在讨论石油裂解和裂化技术时，对环保问题的认识较为深刻，这反映出本节课的教学目标在情感态度与价值观方面得到了较好的落实。

然而，我也意识到在教学中存在的不足。比如，部分学生对能源利用与环境保护的关系理解不够深入，这可能是因为课堂时间有限，未能充分展开讨论。在今后的教学中，我需要更加关注这一点，引导学生从多角度思考能源问题，提高他们的环保意识。

此外，我发现有些学生在天然气应用方面的知识掌握不够扎实，可能是因为课堂讲授和实践活动相结合的程度不够。为了改善这一状况，我计划在下一节课中增加关于天然气应用的实际案例分析，让学生更好地理解天然气在能源结构中的地位和作用。

在教学方法上，我认为可以进一步尝试引入更多现代化教学手段，如虚拟现实技术，让学生在虚拟环境中亲身体验能源加工和转化过程，以提高他们的学习效果。同时，加强与学生的互动，鼓励他们提问和发表见解，激发他们的学习兴趣和主动性。重点题型整理1.解释石油裂解和裂化的区别，并分别给出一个实际应用例子。

答案：

石油裂解是将长链烃分解成短链烃的过程，主要目的是获得更多的轻质油和化工原料。例如，石油裂解可以用于生产乙烯、丙烯等化工原料。

石油裂化是在一定条件下，将重质油转化为轻质油的过程，以提高汽油等轻质油的产量。例如，炼油厂通过石油裂化工艺生产出符合环保标准的汽油。

2.描述煤的干馏过程中发生的化学反应，并说明干馏产物的应用。

答案：

煤的干馏过程中，煤在隔绝空气的条件下加热，发生热解反应，生成焦炭、煤焦油、焦炉气和粗氨水等产物。

-焦炭：用于炼铁、炼钢等行业。

-煤焦油：经过加工可得到各种芳香族化合物，用于合成树脂、染料等。

-焦炉气：可作为燃料或化工原料。

-粗氨水：用于生产化肥等。

3.分析天然气的主要成分，并解释为什么天然气被认为是清洁能源。

答案：

天然气的主要成分是甲烷（CH4），还包括少量的乙烷、丙烷、丁烷等。

天然气被认为是清洁能源，因为其燃烧产生的二氧化碳排放量较低，且几乎不产生硫、氮等有害气体和颗粒物。此外，天然气的热效率高，燃烧后产生的废物较少。

4.论述石油、煤和天然气的综合利用在环境保护方面的意义。

答案：

石油、煤和天然气的综合利用可以减少对单一能源的依赖，提高能源利用效率，从而降低能源开采和使用的环境影响。

-石油的综合利用可以减少对轻质油的依赖，降低环境污染。

-煤的干馏和气化可以减少直接燃烧煤炭产生的污染物排放，提高能源利用率。

-天然气的使用减少了煤炭和石油的使用，降低温室气体排放，有助于缓解全球气候变化。

5.设计一个简单的实验，证明煤的干馏过程中会产生气体。

答案：

实验材料：煤样、试管、酒精灯、铁架台、澄清石灰水、火柴。

实验步骤：

（1）将少量煤样放入试管中，注意不要装满。

（2）将试管固定在铁架台上，用酒精灯加热煤样。

（3）观察煤样加热过程中是否有气体产生，可用火柴点燃气体，观察火焰颜色。

（4）将产生的气体通入澄清石灰水中，观察石灰水是否变浑浊，从而判断气体中是否含有二氧化碳。

实验结果：煤样加热过程中产生气体，点燃后火焰呈蓝色，通入澄清石灰水后石灰水变浑浊，证明气体中含有二氧化碳。这说明煤的干馏过程中产生了气体。课堂小结，当堂检测本节课我们学习了石油、煤和天然气的综合利用，主要包括以下内容：

（1）石油的裂解和裂化：介绍了石油加工过程中裂解和裂化的基本原理，以及提高汽油等轻质油产量和品质的方法。

（2）煤的干馏和气化：阐述了煤的干馏和气化的过程，探讨了提高煤的综合利用效率的途径。

（3）天然气的应用：分析了天然气的组成、性质及在我国能源结构中的地位，探讨了天然气