2024新教材高中化学 第八章 化学与可持续发展 第一节 第二课时 煤、石油和天然气的综合利用教学实录 新人教版第二册

2024新教材高中化学第八章化学与可持续发展第一节第二课时煤、石油和天然气的综合利用教学实录新人教版第二册学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容教材：新人教版第二册高中化学

章节：第八章化学与可持续发展

内容：本节课主要讲解煤、石油和天然气的综合利用。通过学习，学生将了解煤、石油和天然气的主要成分、性质及在能源、化工、交通等领域的应用，掌握其综合利用的方法和意义。具体内容包括：煤的气化、液化、干馏；石油的裂解、催化重整；天然气的分离、转化等。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的化学科学素养、环保意识和可持续发展观念。学生将通过学习煤、石油和天然气的综合利用，提升分析问题、解决问题的能力，增强对能源合理利用的认识，树立绿色化学和可持续发展的理念。同时，培养学生合作学习、创新思维和实践操作的能力。学习者分析1.学生已经掌握的知识：学生在之前的学习中已掌握化学基本概念、物质的性质和变化、化学反应原理等基础知识。对于能源、环境保护等相关内容也有初步的了解。

2.学生的学习兴趣、能力和学习风格：高中学生对化学学科普遍具有好奇心，对能源问题也有一定的关注。学生的学习能力较强，能够通过阅读、讨论和实验等方式获取知识。学习风格上，部分学生倾向于通过实验探究来学习，而另一部分学生则更偏向于理论学习和思考。

3.学生可能遇到的困难和挑战：在理解煤、石油和天然气的综合利用过程中，学生可能面临以下困难：一是对复杂化工过程的难以理解，二是对于能源利用与环境保护之间关系的不明确，三是对于可持续发展理念的认识不足。此外，学生可能对实验操作的安全性、准确性产生担忧，需要教师给予指导和帮助。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有本节课的新人教版第二册高中化学教材。

2.辅助材料：准备与煤、石油和天然气综合利用相关的图片、流程图、视频等多媒体资源，以便于学生直观理解。

3.实验器材：如果进行相关实验演示，确保实验器材如试管、燃烧匙、气体收集装置等的完整性和安全性。

4.教室布置：设置分组讨论区，以便于学生进行小组讨论；实验操作台应布置在方便学生观察和操作的位置。教学过程一、导入新课

（教师）

同学们，上一节课我们学习了能源的基本概念和分类，今天我们将继续探讨化学与可持续发展的话题，重点来学习煤、石油和天然气的综合利用。请大家回顾一下，我们已经了解了哪些能源类型？它们在我们的生活中有哪些应用？

（学生）

老师，我们学习了化石能源、可再生能源等。

（教师）

很好，那么今天我们就来深入探讨一下，这些化石能源是如何被综合利用的，以及它们在可持续发展中的重要性。

二、新课讲授

1.煤的综合利用

（教师）

首先，我们来看煤的综合利用。同学们，煤是我们国家重要的能源之一，它的综合利用有哪些途径呢？

（学生）

老师，煤可以通过气化、液化和干馏等方式进行综合利用。

（教师）

非常好。那么，我们先来了解一下煤的气化。煤的气化是将固体煤炭转化为可燃气体，如一氧化碳和氢气的过程。这个过程有什么意义呢？

（学生）

可以减少煤炭的直接燃烧，提高能源利用率。

（教师）

是的，气化后的煤气可以用作燃料或化工原料。接下来，我们通过一个简短的视频来具体了解煤的气化过程。

（教师播放视频）

（教师）

（学生）

老师，煤的液化是将煤炭转化为液体燃料的过程。

（教师）

正确。煤的液化可以提高燃烧效率，减少环境污染。接下来，我们通过小组讨论，探讨一下煤的干馏过程及其应用。

（学生分组讨论）

（教师）

同学们，哪一组愿意分享一下你们的讨论结果？

（学生）

老师，我们组认为，煤的干馏可以得到焦炭、煤焦油、煤气等产品，这些产品在化工、冶金等领域有广泛的应用。

（教师）

很好，你们的分析很到位。接下来，我们将通过实验演示，观察煤的干馏现象。

（教师进行实验演示）

2.石油的综合利用

（教师）

（学生）

老师，石油可以通过裂解和催化重整等方式进行综合利用。

（教师）

正确。我们先来了解一下石油的裂解。石油裂解是将重质石油分馏产品加热至一定温度，使其分解成轻质烃类的过程。这个过程有什么意义呢？

（学生）

老师，裂解可以得到乙烯、丙烯等轻质烃类，这些烃类是重要的化工原料。

（教师）

是的，裂解是石油化工的重要步骤。接下来，我们通过一个实验，观察石油裂解的现象。

（教师进行实验演示）

（教师）

（学生）

老师，催化重整是将石脑油等轻质烃类转化为高辛烷值汽油的过程。

（教师）

正确。催化重整可以提高汽油的辛烷值，改善汽油品质。接下来，我们将通过小组讨论，探讨一下石油的综合利用及其在可持续发展中的意义。

（学生分组讨论）

（教师）

同学们，哪一组愿意分享一下你们的讨论结果？

（学生）

老师，我们组认为，石油的综合利用可以减少对环境的污染，提高能源利用率，有助于实现可持续发展。

（教师）

很好，你们的分析很到位。接下来，我们将通过一个案例分析，了解石油综合利用在实际生产中的应用。

（教师进行案例分析）

3.天然气的综合利用

（教师）

最后，我们来学习天然气的综合利用。天然气是一种清洁能源，它的综合利用有哪些途径呢？

（学生）

老师，天然气可以通过分离和转化等方式进行综合利用。

（教师）

正确。我们先来了解一下天然气的分离。天然气分离是将天然气中的各种组分分离出来的过程。这个过程有什么意义呢？

（学生）

老师，天然气分离可以得到甲烷、乙烷等有用组分，这些组分可以分别用作燃料或化工原料。

（教师）

是的，天然气分离可以提高天然气的利用效率。接下来，我们通过一个实验，观察天然气分离的现象。

（教师进行实验演示）

（教师）

（学生）

老师，天然气的转化是将天然气中的甲烷等组分转化为其他化工产品的过程。

（教师）

正确。天然气转化可以拓宽天然气的应用领域。接下来，我们将通过小组讨论，探讨一下天然气的综合利用及其在可持续发展中的意义。

（学生分组讨论）

（教师）

同学们，哪一组愿意分享一下你们的讨论结果？

（学生）

老师，我们组认为，天然气的综合利用可以减少对环境的污染，提高能源利用率，有助于实现可持续发展。

（教师）

很好，你们的分析很到位。接下来，我们将通过一个案例分析，了解天然气综合利用在实际生产中的应用。

（教师进行案例分析）

三、课堂小结

（教师）

同学们，今天我们学习了煤、石油和天然气的综合利用。通过学习，我们了解到这些化石能源在可持续发展中的重要性，以及它们在不同领域的应用。希望大家能够将这些知识应用到实际生活中，关注能源问题，为可持续发展贡献自己的力量。

（学生）

老师，我们一定会努力学习，为可持续发展做出贡献。

四、布置作业

（教师）

1.阅读教材相关内容，总结煤、石油和天然气的综合利用方法及其在可持续发展中的意义。

2.查找资料，了解我国在能源领域的发展现状和未来规划。

3.思考如何在自己的生活中践行可持续发展理念。

（学生）

老师，我们会认真完成作业的。

五、课后反思

（教师）

今天的教学过程中，我发现同学们对煤、石油和天然气的综合利用有了更深入的了解。在实验演示和案例分析环节，同学们积极参与，提出了许多有价值的观点。在今后的教学中，我将继续关注学生的实际需求，努力提高教学质量。教学资源拓展1.拓展资源：

-煤炭气化技术：介绍煤气化技术的原理、工艺流程以及其在能源转换中的应用。

-石油裂解技术：探讨石油裂解技术的原理、催化剂的作用以及裂解产物的用途。

-天然气分离技术：讲解天然气分离技术的原理、分离方法以及分离后的产品应用。

-可再生能源与可持续发展：提供关于太阳能、风能、生物质能等可再生能源的信息，以及它们在可持续发展中的作用。

2.拓展建议：

-阅读相关书籍：《能源转换与利用》、《化学与可持续发展》等，深入了解能源技术的原理和应用。

-观看纪录片：推荐《能源革命》、《地球脉动》等纪录片，通过视觉方式感受能源的重要性和环境保护的紧迫性。

-参与实践活动：组织学生参观当地能源企业或实验室，实地了解能源技术的应用和研发过程。

-进行小组研究：让学生分组研究不同类型的能源，比较它们的优缺点，撰写研究报告。

-开展环保活动：鼓励学生参与校园或社区环保活动，如节能减排、垃圾分类等，将所学知识应用于实际生活中。

-利用网络资源：指导学生利用图书馆、在线数据库等资源，查找更多关于能源和可持续发展的资料。

-设计实验项目：设计简单的实验，让学生亲自动手，探索能源转换和利用的原理。

-分析案例研究：分析国内外关于能源利用和环境保护的案例，讨论其对可持续发展的启示。

-组织辩论赛：围绕能源利用和环境保护的话题，组织学生进行辩论，提高他们的思辨能力和表达能力。

-制作科普宣传册：让学生以小组为单位，制作关于能源利用和可持续发展的科普宣传册，向同学和老师介绍相关知识。课堂小结，当堂检测课堂小结：

同学们，今天我们学习了煤、石油和天然气的综合利用，这是一个非常重要的主题，它不仅关系到我们的日常生活，还关乎到国家的能源安全和可持续发展。以下是我们本节课的主要内容：

1.煤的综合利用：我们了解了煤的气化、液化和干馏等过程，以及这些过程如何将煤炭转化为更高效、更环保的能源形式。

2.石油的综合利用：我们学习了石油的裂解和催化重整技术，这些技术如何将石油转化为各种化工产品和高质量的汽油。

3.天然气的综合利用：我们探讨了天然气分离和转化的技术，以及这些技术如何提高天然气的利用效率和环境保护。

4.可再生能源与可持续发展：我们简要介绍了太阳能、风能、生物质能等可再生能源，以及它们在可持续发展中的作用。

现在，让我们来回顾一下今天学到的关键知识点：

-煤的气化、液化和干馏是提高煤炭利用效率的重要途径。

-石油的裂解和催化重整技术是石油化工的核心，对提高汽油质量和化工产品产量至关重要。

-天然气分离和转化技术能够有效利用天然气资源，减少浪费。

-可再生能源是未来能源发展的重要方向，对于实现可持续发展具有重要意义。

当堂检测：

为了检测同学们对今天所学内容的掌握情况，我们将进行以下几项检测：

1.单项选择题：

（1）下列哪种方法可以将煤炭转化为气体燃料？

A.干馏

B.液化

C.裂解

D.分离

（2）石油催化重整的主要目的是：

A.提高石油的燃烧效率

B.提高汽油的辛烷值

C.减少石油的用量

D.增加石油的产量

2.判断题：

（1）煤的气化过程会产生大量的二氧化碳，不利于环境保护。（）

（2）石油裂解得到的轻质烃类是重要的化工原料，广泛应用于塑料、合成纤维等领域。（）

3.简答题：

请简述天然气分离技术的基本原理及其在能源利用中的意义。

请同学们认真作答，下课后我会进行批改，并针对存在的问题进行讲解。希望大家能够通过今天的课堂学习，对能源的综合利用有更深入的理解，为未来的学习和生活打下坚实的基础。典型例题讲解1.例题：

煤的气化过程中，将1mol的煤炭（主要成分是碳）完全转化为CO和H2，求生成的CO和H2的物质的量。

解答：

根据化学反应方程式：C+H2O→CO+H2

1mol的碳可以生成1mol的CO和1mol的H2。

因此，生成的CO和H2的物质的量均为1mol。

2.例题：

石油裂解过程中，将1mol的C8H18裂解，最多可以得到多少mol的乙烯（C2H4）？

解答：

根据化学反应方程式：C8H18→4C2H4+4H2

1mol的C8H18可以裂解生成4mol的C2H4。

因此，最多可以得到4mol的乙烯。

3.例题：

天然气分离过程中，将1mol的天然气分离，可以得到多少mol的甲烷（CH4）？

解答：

天然气的主要成分是甲烷，假设天然气中甲烷的摩尔分数为0.9。

因此，1mol的天然气中甲烷的物质的量为1mol×0.9=0.9mol。

所以，可以得到0.9mol的甲烷。

4.例题：

在煤的干馏过程中，1mol的煤炭可以得到多少mol的焦炭？

解答：

根据化学反应方程式：C+H2O→CO+H2

1mol的碳可以生成1mol的焦炭。

因此，1mol的煤炭可以得到1mol的焦炭。

5.例题：

在石油催化重整过程中，1mol的苯（C6H6）可以生成多少mol的甲苯（C7H8）？

解答：

根据化学反应方程式：C6H6+H2→C7H8

1mol的苯可以生成1mol的甲苯。

因此，1mol的苯可以生成1mol的甲苯。内容逻辑关系①煤的综合利用

①.1煤的气化

-煤炭转化为可燃气体（CO和H2）的过程

-化学反应方程式：C+H2O→CO+H2

①.2煤的液化

-煤炭转化为液体燃料的过程

-提高燃烧效率，减少环境污染

①.3煤的干馏

-煤炭在无氧条件下加热分解的过程

-得到焦炭、煤焦油、煤气等产品

②石油的综合利用

②.1石油的裂解

-重质石油转化为轻质烃类（乙烯、丙烯等）的过程

-化学反应方程式：C8H18→4C2H4+4H2

②.2石油的催化重整

-提高汽油辛烷值的过程

-化学反应方程式：C6H6+H2→C7H8

③天然气的综合利用

③.1天然气分离

-将天然气中的甲烷等组分分离出来的过程

-得到甲烷、乙烷等有用组分

③.2天然气转化

-将天然气中的甲烷等组分转化为其他化工产品的过程

-拓宽天然气的应用领域

③可再生能源与可持续发展

③.1太阳能

-利用太阳辐射能转化为电能或热能

-清洁、可再生

③.2风能

-利用风力转化为电能

-清洁、可再生

③.3生物质能

-利用生物质转化为能源

-可再生、减少环境污染教学反思今天这节课，我们学习了煤、石油和天然气的综合利用，这是一个非常贴近实际生活的主题。在回顾这节课的教学过程时，我想分享一下我的几点反思。

首先，我觉得今天的教学效果还是不错的。通过视频、实验演示和案例分析，同学们对煤、石油和天然气的综合利用有了更直观、更深入的理解。他们能够清晰地认识到这些能源在现代社会中的重要性，以及它们在可持续发展中的作用。这一点让我感到非常欣慰。

然而，在教学中我也发现