2024-2025学年新教材高中化学 第八章 化学与可持续发展 1.3 煤、石油和天然气的综合利用教学实录 新人教版必修2

2024-2025学年新教材高中化学第八章化学与可持续发展1.3煤、石油和天然气的综合利用教学实录新人教版必修2课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容分析1.本节课的主要教学内容：本节课将围绕煤、石油和天然气的综合利用展开，具体包括这些能源的加工、转化和应用等方面，旨在让学生了解能源利用的效率和可持续性。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课的内容与课本第八章第一节“能源的分类与利用”相关，学生在之前的学习中已经掌握了能源的基本分类和基本特性，为本节课的学习打下了基础。二、核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学探究能力、环保意识和可持续发展观念。学生将通过实验和案例分析，学会从化学角度分析能源利用问题，提高解决问题的能力。同时，通过学习煤、石油和天然气的综合利用，增强学生的环保意识，认识到化学在促进可持续发展中的重要作用。三、教学难点与重点1.教学重点，

①煤、石油和天然气的化学组成及其在工业中的应用原理；

②不同能源的转化过程及其对环境的影响；

③通过实例分析，理解能源综合利用的必要性和技术途径。

2.教学难点，

①理解煤、石油和天然气在高温高压条件下的化学反应机制；

②评估不同能源利用方式的环境影响，包括温室气体排放和空气污染；

③综合运用化学知识，设计合理的能源综合利用方案，并考虑经济效益和社会效益。四、教学资源-软硬件资源：多媒体教学设备（投影仪、计算机）、实验室设备（试管、酒精灯、加热器等）。

-课程平台：学校内部网络教学平台。

-信息化资源：网络上的能源利用相关视频资料、在线化学实验演示、能源转换过程的数据图表。

-教学手段：PPT演示文稿、实验操作视频、小组讨论、案例分析。五、教学流程1.导入新课

详细内容：

-利用多媒体展示我国能源消耗现状和能源危机的图片，引导学生思考能源的重要性和可持续发展的必要性。

-提问：“同学们，你们知道我们生活中常用的能源有哪些？它们是如何被利用的？”

-引出本节课的主题：“煤、石油和天然气的综合利用”，并简要介绍本节课的学习目标和内容。

2.新课讲授

详细内容：

-①讲解煤、石油和天然气的化学组成及其在工业中的应用原理，结合实例说明这些能源在化工、交通、电力等领域的应用。

-②分析不同能源的转化过程及其对环境的影响，通过对比分析，让学生了解能源利用中的环保问题。

-③介绍能源综合利用的技术途径，如煤炭液化、石油化工、天然气发电等，并举例说明这些技术在实际中的应用。

3.实践活动

详细内容：

-①学生分组进行实验操作，观察煤、石油和天然气在不同条件下的反应现象，如燃烧、裂解等。

-②利用网络资源，查找相关能源利用的案例，如太阳能光伏发电、风能发电等，分析其优缺点。

-③设计一个能源综合利用方案，考虑经济效益、环境效益和社会效益，并进行小组讨论。

4.学生小组讨论

写3方面内容举例回答：

-①关于能源利用的环保问题，学生可以讨论如何减少温室气体排放、降低空气污染等。

-②关于能源综合利用的技术，学生可以探讨不同能源转换技术的优缺点，以及如何提高能源利用效率。

-③关于能源综合利用方案的设计，学生可以分析不同方案的经济效益、环境效益和社会效益，提出改进建议。

5.总结回顾

内容：

-回顾本节课的学习内容，强调煤、石油和天然气的综合利用在促进可持续发展中的重要性。

-总结本节课的教学重点和难点，如能源的化学组成、转化过程、环境影响等。

-鼓励学生在日常生活中关注能源利用问题，提高环保意识，为可持续发展贡献自己的力量。

用时：45分钟

教学流程具体安排如下：

1.导入新课（5分钟）

2.新课讲授（15分钟）

-讲解能源的化学组成及其应用（5分钟）

-分析能源转化过程及环境影响（5分钟）

-介绍能源综合利用的技术途径（5分钟）

3.实践活动（15分钟）

-学生实验操作（5分钟）

-查找能源利用案例（5分钟）

-设计能源综合利用方案（5分钟）

4.学生小组讨论（10分钟）

5.总结回顾（5分钟）六、学生学习效果学生学习效果主要体现在以下几个方面：

1.知识掌握：

-学生能够准确描述煤、石油和天然气的化学组成及其在工业中的应用。

-学生了解不同能源的转化过程，包括化学变化和物理变化，并能解释这些过程对环境的影响。

-学生掌握了能源综合利用的基本技术，如煤炭液化、石油化工、天然气发电等。

2.能力提升：

-学生通过实验操作，提高了观察、记录和分析实验现象的能力。

-学生在查找案例和设计方案的过程中，提升了信息检索、问题分析和解决实际问题的能力。

-学生在小组讨论中，学会了团队合作、沟通表达和批判性思维。

3.思维发展：

-学生能够从化学的角度思考能源利用问题，发展了科学思维和系统思维。

-学生通过对比分析，培养了逻辑推理和批判性思维的能力。

-学生在评估能源综合利用方案时，学会了权衡利弊，发展了决策能力。

4.环保意识：

-学生通过学习，增强了环保意识，认识到能源利用对环境的影响。

-学生了解到减少温室气体排放和空气污染的重要性，并愿意为可持续发展做出贡献。

-学生能够提出减少能源浪费和污染的具体措施，如提高能源利用效率、推广清洁能源等。

5.情感态度：

-学生对化学学科产生了更深的兴趣，认识到化学在解决能源问题和环境保护中的重要作用。

-学生对可持续发展有了更深刻的理解，形成了积极的社会责任感。

-学生在实践活动中，培养了积极的学习态度和面对挑战的勇气。七、典型例题讲解1.例题：

煤炭经过干馏可以得到焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉煤气等产物。已知100g煤完全干馏后得到焦炭20g，求煤中碳元素的质量分数。

解答：

焦炭的主要成分是碳，所以焦炭的质量即为碳的质量。因此，煤中碳元素的质量分数为：

碳元素质量分数=(焦炭质量/煤的总质量)×100%

=(20g/100g)×100%

=20%

2.例题：

某炼油厂从石油中分馏出汽油、煤油、柴油和重油等。已知汽油的沸点范围是30-200℃，煤油的沸点范围是150-300℃，柴油的沸点范围是250-350℃，重油的沸点范围是350℃以上。请分析这些产品的沸点范围与它们在生活中的应用有何关系。

解答：

汽油的沸点较低，适用于作为发动机燃料，因为它容易挥发，燃烧效率高。煤油的沸点适中，常用于照明和取暖。柴油的沸点较高，适合作为重型机械的燃料。重油的沸点最高，主要用于船舶燃料和发电。

3.例题：

天然气的主要成分是甲烷（CH4），其燃烧反应为：CH4+2O2→CO2+2H2O。若100L天然气完全燃烧，计算生成的二氧化碳和水的质量。

解答：

根据化学方程式，1mol甲烷燃烧生成1mol二氧化碳和2mol水。甲烷的摩尔质量为16g/mol，二氧化碳的摩尔质量为44g/mol，水的摩尔质量为18g/mol。

100L天然气的质量可以通过理想气体状态方程计算得出，假设在标准状况下（0℃，1atm），1mol气体的体积为22.4L。

天然气的摩尔数=100L/22.4L/mol≈4.46mol

生成的二氧化碳质量=4.46mol×44g/mol≈197.84g

生成的水质量=4.46mol×2×18g/mol≈160.56g

4.例题：

石油裂解是一种重要的化学过程，可以将重油转化为轻质油。已知某重油中含有10%的碳原子数为18的烃类化合物，若100g该重油经过裂解，求裂解后生成的轻质油中碳原子数为12的烃类的最大质量。

解答：

重油中碳原子数为18的烃类化合物的质量=100g×10%=10g

碳原子数为18的烃类化合物的分子式为C18H38，摩尔质量为（18×12+38×1）g/mol=222g/mol

10g重油中碳原子数为18的烃类化合物的摩尔数=10g/222g/mol≈0.045mol

裂解后生成的轻质油中碳原子数为12的烃类化合物的最大质量取决于裂解反应的效率，假设100%的碳原子数为18的烃类化合物都被裂解为碳原子数为12的烃类。

碳原子数为12的烃类化合物的分子式为C12H26，摩尔质量为（12×12+26×1）g/mol=170g/mol

生成的轻质油中碳原子数为12的烃类的最大质量=0.045mol×170g/mol≈7.65g

5.例题：

煤炭液化是将固体煤炭转化为液体燃料的过程。已知煤炭液化过程中，每吨煤炭可以产生约0.6吨的液体燃料。若某煤矿每年生产煤炭100万吨，求该煤矿每年可以生产的液体燃料总量。

解答：

每吨煤炭可以产生的液体燃料量=0.6吨

某煤矿每年生产的煤炭总量=100万吨

该煤矿每年可以生产的液体燃料总量=100万吨×0.6吨/吨=60万吨八、教学反思今天这节课，我主要围绕煤、石油和天然气的综合利用来展开教学。我觉得整体上，课堂氛围比较活跃，学生们参与度也较高，但是也有一些地方我觉得可以改进。

首先，我觉得在导入新课的时候，我可能可以做得更加生动一些。我用了图片和数据来展示能源消耗的现状，但是感觉学生们对于这些信息的反应并不是很热烈。或许我可以在导入时加入一些与学生们生活息息相关的小故事或者案例，比如讲述一个因为能源短缺而影响日常生活的事件，这样可能更能吸引他们的注意力。

其次，新课讲授部分，我尝试通过实验和案例分析来帮助学生理解。我发现，实验部分学生们表现得非常积极，但是在分析案例时，有些学生显得有些迷茫。这可能是因为案例的分析需要一定的逻辑思维和化学知识背景。我应该在课前准备一些更贴近学生生活经验的案例，同时，在课堂上也要更加耐心地引导学生，帮助他们逐步建立起分析问题的思路。

在实践活动环节，我安排了学生分组进行实验操作和方案设计。这个环节我觉得效果不错，学生们在实验中表现出了很高的动手能力，但是在方案设计时，我发现有些小组的设计过于理想化，没有考虑到实际操作的可行性。我应该在活动前给学生一些指导，比如如何评估方案的经济性和环境效益。

在学生小组讨论环节，我注意到学生们在回答问题时，对于一些复杂的问题往往只能给出表面的答案，缺乏深入的分析。这可能是因为他们对相关知识的掌握还不够扎实。我应该在课后加强学生的知识巩固，比如通过布置一些相关的练习题，或者组织一些知识竞赛，来提高他们的知识水平。

总的来说，这节课让我意识到，在今后的教学中，我需要更加注重以下几点：

1.导入新课时，要力求生动有趣，贴近学生生活，激发他们的学习兴趣。

2.在新课讲授和实践活动环节，要注重培养学生的逻辑思维和分析能力，引导他们深入思考。

3.加强学生的知识巩固，通过多种方式提高他们的知识水平和应用能力。

4.在总结回顾环节，要引导学生进行反思，鼓励他们提出自己的见解。

我相信，通过不断的反思和改进，我的教学水平会不断提高，学生们也能在课堂上获得更好的学习体验。教学评价与反馈1.课堂表现：

学生们在课堂上的参与度较高，对于煤、石油和天然气的综合利用这一主题表现出浓厚的兴趣。在讲解过程中，学生们积极提问，对于一些复杂的化学概念，如裂解反应的机理，他们能够通过实验和案例分析来理解。整体来看，学生的注意力集中，课堂互动良好。

2.小组讨论成果展示：

在小组讨论环节，学生们能够围绕能源综合利用的主题，提出自己的观点和设计方案。每个小组都展示了他们的研究成果，包括能源转换技术的优缺点分析、环保措施的建议等。讨论过程中，学生们能够互相补充，共同进步，展现了良好的团队合作精神。

3.随堂测试：

通过随堂测试，我发现学生们对于煤、石油和天然气的化学组成和应用有了较好的掌握。测试中，大部分学生能够正确回答关于能源转化过程中的化学方程式、反应类型等问题。然而，也有部分学生在评估能源利用的环境影响时，对一些细节问题掌握不够。

4.学生自评与互评：

学生们对自己的学习效果进行了自评，同时也对同伴的表现进行了互评。在自评中，学生们认识到自己在知识掌握和技能运用方面的不足，并表示在今后的学习中会更加努力。在互评中，学生们能够客观地指出同伴的优点和需要改进的地方，体现了良好的学习态度。

5.教师评价与反馈：

针对课堂表现，教师评价与反馈如下：

-针对课堂参与度：学生们在课堂上的积极性和互动性值得肯定，但部分学生在讨论时声音较小，需要更加自信地表达自己的观点。

-针对知识掌握：学生们对于煤、石油和天然气的化学组成和应用有了较好的理解，但在一些细节问题上还需加强。

-针对