2024-2025学年高中化学 第二单元 化学与资源开发利用 2.3 石油、煤和天然气的综合利用教学实录1 新人教版选修2

2024-2025学年高中化学第二单元化学与资源开发利用2.3石油、煤和天然气的综合利用教学实录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课程基本信息1.课程名称：2024-2025学年高中化学第二单元化学与资源开发利用2.3石油、煤和天然气的综合利用教学实录1

2.教学年级和班级：高中二年级

3.授课时间：2024年9月25日星期三下午第二节课

4.教学时数：1课时核心素养目标分析1.科学探究：通过实验探究石油、煤和天然气的性质，培养学生提出问题、设计实验、分析数据的能力。

2.科学态度与责任：引导学生认识资源开发利用的重要性，培养节约资源、保护环境的意识。

3.科学、技术、社会、环境（STEAM）：结合石油、煤和天然气的实际应用，让学生了解化学与社会的联系，培养学生的跨学科思维。

4.生命观念：通过学习资源的综合利用，让学生认识到化学在促进社会发展和人类福祉中的重要作用。重点难点及解决办法重点：

1.石油、煤和天然气的主要成分及其性质：通过实验和理论讲解，使学生掌握这三种化石燃料的化学组成和物理化学性质。

2.资源的综合利用方法：理解并阐述石油裂解、煤的气化、液化以及天然气的转化等过程。

难点：

1.石油裂解和煤的气化、液化过程中的化学原理：学生可能难以理解复杂的化学反应机制。

2.资源综合利用的经济性和环境影响：学生需要评估技术选择对环境和社会的影响。

解决办法：

1.通过实际操作实验，让学生直观感受化学反应过程，加深对原理的理解。

2.结合案例分析，让学生分析资源综合利用的经济效益和环境成本，培养批判性思维。

3.采用小组讨论和合作学习，鼓励学生提出问题，共同解决难题，提高解决问题的能力。教学方法与策略1.采用讲授法结合案例研究，系统讲解石油、煤和天然气的化学性质及综合利用技术。

2.通过实验演示和小组合作，让学生亲自操作和观察，加深对裂解、气化和液化过程的理解。

3.引入角色扮演活动，让学生模拟资源开发商和环保专家，讨论资源开发利用中的伦理问题。

4.使用多媒体课件展示相关图像和数据，帮助学生可视化复杂化学反应和工艺流程。

5.设计问题解决活动，让学生通过分析案例，提出解决方案，提升应用能力。教学过程【导入新课】

同学们，今天我们要探讨的是化学与资源开发利用的关系，重点来学习石油、煤和天然气的综合利用。你们可能对这些能源在日常生活和工业生产中的应用有所了解，但今天我们将深入到它们的化学性质和综合利用技术中去。

【新课讲授】

（一）石油的化学性质与综合利用

1.石油的主要成分：老师展示石油样品，引导学生观察其外观特征，并介绍石油的化学组成。

学生观察并回答：石油是一种粘稠液体，主要由各种烃类化合物组成。

2.石油的裂解：老师通过多媒体展示石油裂解的示意图，讲解裂解的原理和目的。

学生观看并提问：裂解是为了生产轻质油和化学品，提高资源利用率。

3.石油的综合利用实例：老师展示石油化工产品的图片，如塑料、合成纤维等。

学生讨论：这些产品在我们的生活中无处不在，体现了石油资源的重要性。

（二）煤的化学性质与综合利用

1.煤的组成与性质：老师展示煤的样品，讲解煤的化学组成和物理性质。

学生观察并回答：煤是一种固体燃料，主要由碳、氢、氧、硫等元素组成。

2.煤的气化与液化：老师通过实验演示，展示煤的气化和液化过程。

学生观察实验并讨论：气化是将煤转化为气体燃料，液化是将煤转化为液体燃料。

3.煤的综合利用实例：老师展示煤化工产品的图片，如焦炭、甲醇等。

学生讨论：这些产品在工业生产和生活中有广泛的应用。

（三）天然气的化学性质与综合利用

1.天然气的组成与性质：老师展示天然气样品，讲解天然气的化学组成和物理性质。

学生观察并回答：天然气是一种无色无味的气体，主要由甲烷组成。

2.天然气的转化与应用：老师讲解天然气转化为合成气、氢气等过程。

学生提问：这些转化过程有什么作用？

3.天然气的综合利用实例：老师展示天然气化工产品的图片，如液化石油气、化肥等。

学生讨论：天然气在农业、化工等领域有重要应用。

【课堂练习】

1.老师提出问题：如何提高石油、煤和天然气的利用率？

学生分组讨论，提出各自的见解。

2.老师展示一组数据，让学生分析数据，讨论资源开发利用的利弊。

学生分析数据并回答：合理开发利用资源，既能满足人类需求，又能保护环境。

【总结与反思】

1.老师引导学生回顾本节课所学内容，总结石油、煤和天然气的化学性质及综合利用技术。

学生回顾并回答：我们学习了这三种化石燃料的化学组成、性质和综合利用方法。

2.老师提问：通过本节课的学习，你们对化学与资源开发利用有什么新的认识？

学生回答：化学在资源开发利用中起着重要作用，我们要合理利用资源，保护环境。

【课后作业】

1.查阅资料，了解我国石油、煤和天然气的开发利用现状。

2.思考：如何提高资源利用率，减少环境污染？

【教学评价】

1.观察学生在课堂上的参与度，评价他们的学习兴趣和积极性。

2.通过课堂练习和作业，评价学生对本节课知识点的掌握程度。

3.结合学生的讨论和提问，评价他们的思维能力和解决问题的能力。教学资源拓展1.拓展资源：

-石油工业发展历史：介绍石油工业从发现到现代的发展历程，包括重要里程碑和关键人物。

-煤炭地质学：探讨煤炭的形成、分布和开采技术，以及煤炭地质学的基本原理。

-天然气勘探与开采技术：介绍天然气的勘探方法、开采技术以及天然气田的开发与管理。

-化工产品在生活中的应用：列举石油、煤和天然气化工产品在日常生活中的应用实例，如塑料、合成纤维、化肥等。

-环境保护与可持续发展：探讨资源开发利用对环境的影响，以及如何实现资源的可持续利用。

2.拓展建议：

-阅读相关书籍和文献，如《石油化学》、《煤炭地质学》、《天然气工程》等，以深入了解石油、煤和天然气的科学知识。

-观看科普视频和纪录片，如《石油的故事》、《地球脉动》等，通过视觉和听觉的体验，增强对资源开发利用的认识。

-参观石油、煤炭和天然气开采企业，实地了解资源开采和加工过程，增强对理论知识的应用能力。

-参与社区环保活动，了解资源开发利用与环境保护的关系，培养社会责任感和环保意识。

-开展小组研究项目，选择与石油、煤和天然气相关的课题，如“新能源的开发与利用”、“资源循环利用”等，通过实际操作和调研，提升综合素养。

-通过网络资源，如学术期刊、专业论坛等，关注石油、煤和天然气行业的发展动态，了解最新研究成果和技术进步。

-与专业人士交流，如地质学家、化工工程师等，了解他们在资源开发利用中的工作内容和挑战，激发学生对相关领域的兴趣。

-设计实验或模型，模拟石油、煤和天然气的裂解、气化、液化等过程，加深对化学反应和工艺流程的理解。

-分析实际案例，如某个大型油田的开发、煤炭清洁利用项目等，探讨资源开发利用中的经济、社会和环境问题。典型例题讲解【例题1】

已知某石油样品中，碳元素的质量分数为85%，氢元素的质量分数为15%，求该石油样品中碳元素和氢元素的质量比。

解答过程：

首先，根据题目信息，我们可以设石油样品的总质量为100克。那么，碳元素的质量为85克，氢元素的质量为15克。

碳元素和氢元素的质量比为：

碳元素质量:氢元素质量=85:15

简化这个比例，我们可以除以5，得到：

17:3

所以，该石油样品中碳元素和氢元素的质量比为17:3。

【例题2】

某石油经过裂解反应，生成了甲烷（CH4）和乙烯（C2H4）。若裂解反应中碳元素的质量守恒，求生成的甲烷和乙烯的物质的量之比。

解答过程：

假设生成的甲烷和乙烯的物质的量分别为xmol和ymol。

甲烷的分子量为16g/mol，乙烯的分子量为28g/mol。

根据碳元素质量守恒，我们可以列出方程：

16x+28y=总碳质量

由于题目没有给出总碳质量，我们可以假设反应物中碳的总质量为44g（这是一个假设值，用于演示计算过程）。

那么，方程变为：

16x+28y=44

解这个方程，我们得到：

x/y=28/16=7/4

所以，生成的甲烷和乙烯的物质的量之比为7:4。

【例题3】

煤的气化反应为：C（s）+H2O（g）→CO（g）+H2（g）。在一定条件下，1mol碳气化后，理论上可得到多少mol一氧化碳和氢气？

解答过程：

根据化学方程式，1mol碳气化后，理论上会生成1mol一氧化碳和1mol氢气。

所以，1mol碳气化后，理论上可得到1mol一氧化碳和1mol氢气。

【例题4】

某天然气的成分为甲烷（CH4）和乙烷（C2H6），若甲烷和乙烷的体积比为1:2，求该天然气中碳元素的质量分数。

解答过程：

甲烷的分子量为16g/mol，乙烷的分子量为30g/mol。

假设甲烷和乙烷的总体积为3体积单位（1+2），则甲烷的体积为1体积单位，乙烷的体积为2体积单位。

甲烷中碳元素的质量为1*16=16g，乙烷中碳元素的质量为2*30=60g。

总碳元素的质量为16+60=76g。

总气体质量为3*22=66g（假设天然气的平均分子量为22g/mol）。

碳元素的质量分数为：

(76/66)*100%≈114.77%

【例题5】

煤的液化过程中，1mol煤（主要成分为碳）转化为1mol甲醇（CH4O）。求该过程中碳元素的质量利用率为多少？

解答过程：

甲醇的分子量为32g/mol，其中碳元素的分子量为12g/mol。

1mol煤转化为1mol甲醇，碳元素的质量保持不变，即为12g。

碳元素的质量利用率为：

(12/32)*100%=37.5%

所以，该过程中碳元素的质量利用率为37.5%。课堂小结，当堂检测【课堂小结】

1.今日教学内容回顾：

-石油、煤和天然气的主要成分及性质。

-石油的裂解、煤的气化与液化过程。

-天然气的转化与应用。

-资源综合利用的重要性及挑战。

2.学生学习成果总结：

-学生能够识别石油、煤和天然气的主要成分。

-学生理解了裂解、气化、液化等资源转化过程。

-学生认识到资源综合利用对环境和社会的影响。

-学生培养了提出问题、分析问题、解决问题的能力。

3.课堂互动与讨论总结：

-学生积极参与讨论，对资源开发利用的利弊进行了深入思考。

-通过小组合作，学生学会了如何共同探讨问题，分享见解。

【当堂检测】

1.选择题（每题2分，共10分）

-以下哪种物质不是石油的主要成分？（）

A.烷烃B.环烷烃C.硫酸盐D.烯烃

-煤的气化反应中，以下哪个产物不是主要气体？（）

A.一氧化碳B.二氧化碳C.氢气D.硫磺

-下列哪项措施不属于减少天然气燃烧对环境影响的方法？（）

A.提高燃烧效率B.开发清洁能源C.减少使用量D.改进燃烧技术

-以下哪项不是资源综合利用的目标？（）

A.提高资源利用率B.降低成本C.保护环境D.促进经济增长

-以下哪种资源不属于化石燃料？（）

A.石油B.煤C.天然气D.水力

2.填空题（每题2分，共10分）

-石油的裂解