高中化学必修二4.2资源综合利用环境保护教案2

《资源综合利用环境保护》教案教学目标知识与技能1.使学生了解金属冶炼的一般原理，使学生理解金属单质的活泼性与选择冶炼方法之间的联系。2．开发利用金属矿物和海水资源，常识性介绍金属的回收和利用，了解化学与资源综合利用。3.培养学生的环境意识和资源观念。过程与方法1．自主学习，自主归纳冶炼金属的方法，金属的回收和资源保护的有关知识。开发利用金属矿物和海水资源，了解化学与资源综合利用。加强环境意识。2．通过典型例题的分析、学习，掌握分析问题、解决问题的方法。3．探究与活动，通过复习，了解探究过程的意义和方法，培养从形象思维到抽象思维的能力。情感、态度与价值观1．通过复习，进一步培养学生爱国主义情感。通过介绍金属回收的重要意义，树立资源保护意识和环保理念。2．树立正确的人生观、价值观：热爱科学、热爱社会、关注生活。通过搜集资料。培养学生搜集信息能力和自学能力。教学重、难点教学重点归纳能力、比较能力的培养。教学难点培养举一反三的能力，培养发散思维、创新思维的能力。教学方法引导法课时1课时教学过程教师活动学生活动设计意图2007年一次能源消费构成[板书]一、煤、石油和天然气的综合利用[讲述]我国不仅煤资源、煤产量都名列世界前茅，同时也发现煤和使用煤最早的国家。早在战国时的《山海经》已有煤的记载，西汉时期已经使用煤来炼铁，而英国人到了16世纪才会用煤炼铁。当前，我国工业燃料动力的80%依靠煤，化工原料的65%是煤。现在我们首先学习有关煤的综合利用的相关知识[板书]1、煤的综合利用[讲述]煤是由有机物和无机物所组成的复杂的混合物，主要含有碳元素，此外还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质。[板书]（1）煤成分：复杂的混合物；含有：碳、氢、氮、硫、氧等元素。煤的综合利用主要是通过煤的干馏、煤的液化和汽化获得洁净的燃料和化工原料。[板书]（2）煤的综合利用：干馏、液化和汽化煤的干馏是把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。在煤干馏的过程中，可以生成焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气等。其中焦炭是冶金工业的重要原料；煤焦油中含有各种烃的同系物和酚类，是重要的化工原料，焦炉气中含有甲烷、乙烯、一氧化碳等气体燃料，是重要的燃料；粗氨水可以生产化肥。这样，煤就可以得到综合利用。看表格看书P95煤的综合利用内容让学生了解，煤、石油、天然气是当今人类使用的主要能源，同时也是重要的化工原料，如乙烯和苯就是从石油和煤中提取出来的。化石燃料是不可再生能源，其综合利用越来越受人们的重视。教师活动学生活动设计意图[板书]煤的干馏：把煤隔绝空气加强热使它分解的过程。产品：焦炭、煤焦油、粗氨水和焦炉气。煤干馏的主要产品和用途[讲解]煤的汽化原理：有机物转化为可燃气体。[板书]煤的汽化：C（s）+H2O（g）

CO（g）+H2（g）[讲解]煤的液化原理：直接液化、间接液化。[过渡]提问天然气主要成分？[板书]2、天然气[讲述]天然气的主要用途：化石燃料、化工原料。[板书]（1）化石燃料（2）化工原料：合成氨、生产甲醇、合成多个碳原子的有机化合物。阅读]资料卡片甲烷水合物[例题］最近，新华社的一条消息中披露：我国南海海底发现巨大的“可燃冰”带，能源总量估计相当于中国石油总量的一半；而我国东海“可燃冰”的蕴藏量也很可观……“可燃冰”的主要成分是一水合甲烷晶体（CH4·H2O）．请结合初中化学知识回答下列问题：（1）下列说法中正确的是（填序号）___________．A．CH4·H2O晶体中水是溶剂B．CH4·H2O的组成元素有3种C．CH4·H2O中CH4和H2O的质量比为1：1D．可燃冰能燃烧，说明水具有可燃性（2）可燃冰的发现为我国在新世纪使用高效新能源开辟了广阔的前景．你认为能开发利用

的新能源还有（至少填写二种）___________，_______________．看课本P95表格4－2讨论回答课本P96“资料卡片”做练习了解煤干馏的主要产品和用途复习提问知道“甲烷水合物、可燃冰”巩固知识点、学以致用教师活动学生活动设计意图[讲解]（1）溶剂是能够溶解其他物质的物质，溶剂与溶质间没有固定的组成，而CH4·H2O的组成固定故A不正确．CH4中含C、H二元素，H2O中含H、O二元素，故CH4·H2O由C、H、O三元素，组成B正确．CH4·H2O分子中CH4与H2O的物质的量之比为1：1，而其式量不等则C不正确．CH4·H2O可燃是由于分解产生CH4的原因，故D不正确．（2）新能源是指以新技术为基础，系统开发利用的能源包括太阳能、生物能、风能、地热能、氢能源等．[复习]初中有关石油的知识。[讲述]

石油主要是由各种烷烃、环烷烃和环烷烃所组成的混合物。石油的大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有少量的气态烃和固态烃。石油主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素。石油的化学成分随产地不同而不同。[板书]3、石油（1）石油的成分：碳氢化合物混合物；元素碳、硫、氧、氮等。[讲解]石油的炼制：原油成分复杂，还含有水和氯化钙、氯化镁等盐类。原油必须先经过脱水、脱盐等处理过程，才能进行炼制。经过脱水、脱盐的石油主要是烃类的混合物，因此没有固定的沸点。给石油加热时，低沸点的烃先气化，经过冷凝先分离出来。随着温度升高，较高沸点的烃再气化，经过冷凝也分离出来。这样继续加热和冷凝，就可以把石油分成不同沸点范围的蒸馏产物。这种方法叫做石油的分馏。工业上分馏石油是在分馏塔中进行。石油通过分馏的方法获得汽油、煤油和柴油等轻质液体燃料。但产量不高，仅占石油总质量的25％左右。为了提高轻质液体燃料的产量，特别是提高汽油的产量，在石油工业上采用了裂化的方法。裂化就是在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。[板书]（2）石油的炼制：分馏利用原油中各成分沸点不同，将复杂的混合物分离成较简单更有用的混合物的过程。裂化在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。回忆、讨论看课本P96复习所学知识认识石油的组成教师活动学生活动设计意图[板书]规律：生成等量的烷烃与烯烃，目的：提高汽油的产量。[讲解]在石油化工生产过程里，常用石油分馏产品（包括石油气）作原料，采用比裂化更高的温度（700～800℃，有时甚至高达1000℃[板书]裂解：使具有长链分子的烃断裂成各种短链的气态烃和少量液态烃，以提供有机化工原料。重整：在加热和催化剂作用下，链状烃转化为环状烃。[讲解]三大合成材料与煤、石油、天然气的关系，聚乙烯塑料的合成及应用。图46原油的分馏及裂化产品用途示意图看课本P96图4－6了解原油的分馏及裂化的产品和用途教师活动学生活动设计意图[讲述]总之，煤、天然气和石油的综合利用意义非常大，我们熟悉的塑料、合成橡胶、合成纤维这三大合成材料，都是以煤、天然气和石油为原料生产的。[板书]4、以煤、石油和天然气为原料生产合成材料[展示]三大合成材料的样品、生活中常见的合成材料图片。[讲述]由三大合成材料制得产品，在生产和生活中得到广泛的应用，聚乙烯塑料及其产品就是典型的代表。[展示图片]用聚乙烯制成的产品[讲解]聚乙烯的生成原理：在适当温度、压强和有催化剂存在的情况下，乙烯双键里的一个键会断裂，分子里的碳原子能互相结合成为很长的链。CH2=CH2+CH2=CH2+CH2=CH2+……→CH2CH2+CH2CH2+CH2CH2+……→CH2CH2CH2CH2CH2CH2……[学生活动]写出乙烯合成聚乙烯的化学方程式。[动画演示]乙烯的聚合反应。加聚反应：像乙烯那样由相对分子质量小的化合物分子（乙烯）互相结合成相对分子质量大的高分子（聚乙烯）的反应，称为加成聚合反应，简称加聚反应。

[讲述]高分子化合物及其特征。乙烯为单体，重复结构单元－CH2－CH2－称为链节，n为聚合度－表示高分子化合物中所含链节的数目。[设问]前面学过的基本营养物质中，有哪些是高分子化合物？淀粉、纤维素和蛋白质。（强调油脂不属于高分子化合物。）[学生汇报]一些常见的高分子化合物及其用途。学生书写方程式讨论讨论回答尝试加聚方程式的书写复习巩固所学知识教师活动学生活动设计意图[讲述]聚乙烯及聚丙烯与白色污染关系，提醒同学们爱护环境，不乱丢塑料垃圾。图48塑料制品的回收与利用[思考与交流]1、回收利用废旧合成材料的途径？2、通过必要的数据论证限制生产使用聚苯乙烯快餐盒的意义。[阅读]科学视野———壁虎的脚与胶粘剂壁虎能在光滑的墙壁上行走自如，甚至能贴在天花板上。这表明，壁虎的“脚”底与物体表面之间必定存在很强的特殊黏着力，但这种力量究竟从何而来呢？科学家对壁虎进行了研究，发现它的每只“脚”底部长着大约50万根极细的刚毛，而每根刚毛末端又有约400～1000根更细的分支。这种精细结构使得刚毛与物体表面分子间的距离非常近，从而产生“范德瓦尔斯力”。据计算，一只大壁虎的4只“脚”产生的总作用力压强相当于10个大气压。而这种力的产生靠的是分子间的范德华力人们从壁虎脚的附着力得到的启示今后有可能派上用场，如用于研制爬墙机器人，或研制世界上第一种乾性粘合剂。[总结]化石燃料的使用既给予了人们方便，推动了人类的文明，同时也造成了环境的污染。我们应辨证地认识发展生产和治理环境的关系。化石燃料是不可再生的资源，寻找新的能源是有待解决的问题。思考讨论阅读课本P100“科学视野”做作业聚乙烯及聚丙烯与白色污染关系，提醒同学们爱护环境，不乱丢塑料垃圾。了解“壁虎的脚与胶黏剂”通过作业进行巩固【例题剖析】【例1】已知在PH为4～5的环境中，Cu2＋、Fe2+几乎不水解，而Fe3＋几乎完全水解。工业上制CuCl2是将浓盐酸用蒸气加热到800A．加入纯Cu将Fe2＋还原为FeB．向溶液中通入H2S使Fe2＋沉淀C．向溶液中通入Cl2，再通入NH3，调节PH为4～5D．向溶液中通入Cl2，再加入纯净的CuO粉末调节PH为4～5【教师精讲】：由于氧化铜中含有少量氧化亚铁，因此，跟热的浓盐酸混合后，除生成CuCl2外，FeO也溶解生成FeCl2，要除去的杂质离子Fe2＋，由于此时CuCl2几乎不水解，因此Fe2＋也几乎不水解。方法A.B由于反应不进行，因此都不可行；方法C在通入氨气时，溶液中会产生NH4＋离子，也不可取；D方法是将Fe2＋离子先氧化成Fe3＋离子，由于溶液酸性较强，Fe3＋离子几乎不水解，再通过加入CuO的方法将剩余盐酸反应掉，使溶液酸性减弱到PH为4～5，便可以达到沉淀Fe(OH)3的目的。答案：D三、石油和煤的炼制师：【实物投影】：石油的组成石油主要含碳和氢两种元素(两种元素的总含量平均为97％～98％，也有达99％)，同时还含有少量的硫、氧、氮等。石油的成分由烷烃、环烷烃和芳香烃组成，石油大部分是液态烃，同时在液态烃里溶有气态烃和固态烃。3．石油的炼制及加工分馏(1)概念：①分馏：指的是根据石油中各种烃的沸点不同进行分离的方法。②常压分馏：通常压强下进行的分馏，得到汽油、煤油、重油等。③减压分馏：降低分馏塔内压强的办法，能使重油的沸点随压强降低而降低，从而使其中的物质分离开来。师：想一想：减压分馏的原理和目的是什么？生：学生思考,讨论，总结，归纳(2)方法裂化(1)概念①裂化：是在一定条件下，把分子量大、沸点高的烃断裂为分子量小、沸点低的烃的过程。②热裂化：在加热作用下进行的裂化，热裂化温度过高会发生结焦现象。③催化裂化：在催化作用下进行的裂化，催化裂化可提高汽油的产量和质量。师：举例重油石蜡等较大的烃分子，在500℃左右和一定的压强下，被裂化而转变为分子量较小的烃：C16H34C8H18＋C8H辛烷辛烯有些裂化产物还会继续分解，生成饱和的和不饱和的气态烃，例如：C18H18C4H10＋C4H8C4H10CH4＋C3H6辛烷丁烷丁烯甲烷丙烯C4H10C2H4＋C2H6丁烷乙烯乙烷重整：重整就是把直链烃的分子结构“重新调整”，以转化为芳香烃或具有支链的烷烃异构体。重整是在有催化剂的参加下加热来进行的。重整的目的是获取苯、甲苯和二甲苯，并提高汽油品质。师：【实物投影】：1．煤的种类煤的种类含C的质量分数无烟煤95％烟煤70～80％褐煤50～70％泥煤50～60％2．煤的元素组成：C、H、N、S等煤的成分：多种有机物和无机物所组成的复杂混合物煤的干馏工业炼焦：分为高温干馏和低温干馏高温干馏：把煤粉隔绝空气加热到1000℃以上使煤发生复杂变化。煤的干馏产品及用途师：想一想：石油的分馏和煤的干馏有什么不同？生：学生思考,讨论，总结，归纳师（总结）：刚才几位同学的归纳总结，充分展示了各自的才华。体现了大家对教材的理解和掌握，当然，他们各有千秋。下面就请大家对以上几种方式方法进行简单地评论。生1：第一位同学归纳比较全面、细致生2、第2位同学有些不完整生3：……师（微笑）：无论以哪种形式归纳、总结，都要注意以下几点：(1)要注意基础知识(2)要抓重点(3)突出难点(4)便于掌握、理解【例题剖析】【例2】（2003年，上海春季高考）近年来，上海兴建了许多大型的公共绿地，人均绿地面积的大小由“一张报到一张床再到一间房”。上海的环境得到显著改善，体现了2010年世博会“城市，让生活更美好”的主题。不久前，在市区最大的开放式公共绿地——黄兴公园举行了礼花汇演，造型各异的七彩礼花在夜色中腾空而起，交相辉映，蔚为壮观。礼花弹的药筒内装有火药、铝镁粉末和金属盐类等。礼花弹点燃后迅速升上高空，所需的动力是由其中的燃烧产生的。礼花弹中的在高温下产生绚丽多彩的火焰，在化学实验中称为。生：第1个空是“火药”，第2个空是“化学物质”，第3个空是“焰色反应”。【教师精讲】这是一道理论练习实际的习题，分析时要从中找出化学原理，用化学原理解决实际问题，这也是解这一类问题的基本方法。答案：火药金属盐类焰色四、环境保护你知道当今世界的三大环境问题是什么吗？导致形成这三个环境问题的根源是什么？由于人们对工业高度发达的负面影响预料不够，预防不利，导致了全球的三大危机是。请回忆、思考、讨论，现实生活中的哪些现象属于环境污染（或环境污染造成的）？师: