8.1.3 煤、石油和天然气的综合利用（教学设计）高一化学同步高效课堂（人教版2019必修第二册）

8.1.3煤、石油和天然气的综合利用（教学设计）高一化学同步高效课堂（人教版2019必修第二册）教学内容分析1.本节课的主要教学内容：本节课主要讲解煤、石油和天然气的综合利用，包括其化学性质和工业应用。

2.教学内容与学生已有知识的联系：本节课与课本中“有机物的性质与用途”章节内容紧密相关，学生需要回顾有机物的结构、性质和反应特点，以及有机物在工业生产中的应用。核心素养目标培养学生科学探究精神，提高学生分析问题、解决问题的能力；增强学生环境保护意识，认识到资源利用的可持续性；提升学生化学实验操作技能，学会安全、规范地进行化学实验；加强学生化学与社会发展的联系，认识到化学在国民经济和环境保护中的重要作用。重点难点及解决办法重点：

1.煤、石油和天然气的主要化学性质及其在工业中的应用。

2.综合利用过程中涉及的化学反应原理。

难点：

1.理解煤、石油和天然气在综合利用过程中的化学变化。

2.掌握不同综合利用方法中化学反应的平衡与控制。

解决办法与突破策略：

1.通过实验演示和实例分析，帮助学生直观理解化学变化过程。

2.结合图表和模型，讲解反应原理，强化学生的空间想象能力。

3.设计分组讨论，让学生探究不同综合利用方法的影响因素，培养分析问题能力。

4.引导学生进行对比学习，理解不同反应原理在实际应用中的区别和联系。

5.利用课后习题和案例分析，巩固学生对重点难点的理解和应用。教学资源1.软硬件资源：多媒体教学设备（投影仪、电脑）、实验室设备（试管、烧杯、酒精灯等）。

2.课程平台：学校内部教学平台、化学教学资源库。

3.信息化资源：在线化学实验视频、相关化学原理动画、工业生产流程图。

4.教学手段：实物展示、实验演示、小组讨论、案例分析。教学过程1.导入（约5分钟）

-激发兴趣：通过提问“生活中有哪些能源与我们息息相关？”引发学生思考，引导学生关注能源问题。

-回顾旧知：简要回顾有机化学中关于烃类化合物的知识，如甲烷、乙烯等，以及它们的基本性质和用途。

2.新课呈现（约20分钟）

-讲解新知：

a.介绍煤、石油和天然气的基本性质，包括它们的组成、结构以及物理和化学性质。

b.详细讲解煤、石油和天然气的综合利用方法，如炼焦、裂化、催化重整等。

-举例说明：

a.以炼焦为例，解释煤在高温下干馏的过程和产物。

b.以裂化为例，说明石油在高温、高压和催化剂作用下裂解成小分子的过程。

-互动探究：

a.学生分组讨论，分析不同综合利用方法的特点和优缺点。

b.学生设计实验方案，探讨如何提高石油裂化产物的质量。

3.巩固练习（约15分钟）

-学生活动：

a.学生根据所学知识，完成教材中的相关习题，如计算石油裂化产物的比例。

b.学生分组进行实验，观察实验现象，记录实验数据，分析实验结果。

-教师指导：

a.教师巡视学生实验，解答学生提出的问题，指导学生正确操作实验设备。

b.教师针对学生的习题解答，点评并纠正错误，强调解题思路和方法。

4.课堂小结（约5分钟）

-教师总结本节课的主要内容，强调重点知识点。

-学生回顾本节课所学，分享学习心得。

5.课后作业（约10分钟）

-布置课后习题，要求学生独立完成。

-布置拓展阅读，鼓励学生查阅资料，了解煤、石油和天然气在环境保护中的作用。

6.课堂反思（约5分钟）

-教师引导学生反思本节课的学习过程，总结学习方法和收获。

-学生分享自己的学习体会，提出改进建议。教师随笔Xx教学资源拓展1.拓展资源：

-煤炭化学工业的发展历程：介绍煤炭从最初的开采到现代煤炭化学工业的发展，包括煤化工产品的种类和应用。

-石油化工的全球分布：探讨全球石油资源的分布情况，以及不同国家和地区的石油化工产业发展现状。

-天然气化工技术：介绍天然气在化工领域的应用，如合成氨、甲醇、合成橡胶等。

-环保型化工产品的研发：探讨如何通过技术创新，研发出环保型化工产品，减少对环境的影响。

2.拓展建议：

-学生可以阅读相关的科普书籍或期刊，了解煤、石油和天然气在化工领域的应用和发展趋势。

-鼓励学生参加化学实验活动，通过实际操作加深对煤、石油和天然气综合利用过程的理解。

-组织学生参观当地的化工企业，了解现代煤化工、石油化工和天然气化工的生产流程和设备。

-建议学生关注国内外化学工业的最新研究成果，如新型催化剂、环保型化工产品等。

-鼓励学生参与化学竞赛或科研项目，将所学知识应用于实际问题解决中。

-学生可以通过网络资源，如学术数据库、专业论坛等，了解化学工业的国际动态和前沿技术。

-建议学生进行小组合作，共同研究煤、石油和天然气综合利用过程中的环境保护问题，提出解决方案。

-学生可以撰写相关的科普文章或报告，向公众普及化学工业知识，提高公众对化学工业的认识。

-鼓励学生关注化学工业对就业市场的影响，了解化学相关专业的发展前景和就业方向。教师随笔板书设计①煤、石油和天然气的化学性质

-煤：主要成分、物理性质、化学性质

-石油：组成、分类、化学性质

-天然气：主要成分、物理性质、化学性质

②煤的综合利用

-炼焦：高温干馏、焦炭、煤焦油、煤气

-煤的气化：将煤转化为水煤气

-煤的液化：将煤转化为液体燃料

③石油的裂化

-裂化过程：高温、高压、催化剂

-裂化产物：轻质油、汽油、柴油

④天然气的利用

-天然气的催化重整：生产苯、甲苯等芳烃

-天然气合成氨：用于生产氮肥

-天然气制氧：用于医疗、工业等领域

⑤化学反应方程式

-煤焦油中主要产物的化学反应式

-水煤气生成的化学反应式

-天然气催化重整的化学反应式

⑥环境保护与可持续发展

-煤、石油和天然气综合利用中的废气处理

-废水回收与处理

-减少有害物质排放，保护环境典型例题讲解1.例题：某炼焦厂炼焦时，每生产1吨焦炭同时得到0.5吨煤焦油和0.2吨煤气。已知煤焦油中苯的质量分数为30%，求生产1吨焦炭时苯的质量。

解答：生产1吨焦炭时，煤焦油的质量为0.5吨。苯的质量为0.5吨×30%=0.15吨。因此，生产1吨焦炭时苯的质量为0.15吨。

2.例题：石油裂化过程中，1摩尔乙烯(C2H4)和1摩尔丙烯(C3H6)完全反应生成1摩尔丙烯。求反应前后的化学计量数。

解答：反应前化学计量数为乙烯和丙烯的摩尔数之和，即1+1=2摩尔。反应后化学计量数为丙烯的摩尔数，即1摩尔。因此，反应前后的化学计量数之比为2:1。

3.例题：天然气催化重整过程中，1摩尔甲烷(CH4)和1摩尔水蒸气(H2O)反应生成1摩尔苯(C6H6)。求反应前后的化学计量数。

解答：反应前化学计量数为甲烷和水蒸气的摩尔数之和，即1+1=2摩尔。反应后化学计量数为苯的摩尔数，即1摩尔。因此，反应前后的化学计量数之比为2:1。

4.例题：某炼油厂进行石油裂化，已知裂化前石油中乙烯(C2H4)的摩尔分数为0.1，裂化后乙烯的摩尔分数为0.2。求裂化过程中乙烯的摩尔数变化。

解答：假设裂化前石油的总体积为V，则乙烯的摩尔数为0.1V。裂化后乙烯的摩尔数为0.2V。乙烯的摩尔数变化为0.2V-0.1V=0.1V。

5.例题：某炼焦厂炼焦时，每生产1吨焦炭同时得到0.5吨煤焦油和0.2吨煤气。已知煤焦油中苯的质量分数为30%，求生产1吨焦炭时苯的质量。

解答：生产1吨焦炭时，煤焦油的质量为0.5吨。苯的质量为0.5吨×30%=0.15吨。因此，生产1吨焦炭时苯的质量为0.15吨。作业布置与反馈作业布置：

1.完成教材中的课后习题，特别是与煤、石油和天然气综合利用相关的计算题和简答题。

2.设计一个实验方案，探讨如何提高石油裂化产物的质量，并简要说明实验原理和预期结果。

3.撰写一篇短文，介绍煤、石油和天然气在现代社会中的重要性，以及它们对环境的影响。

作业反馈：

1.在作业提交后，教师将对学生的作业进行批改，确保每位学生的作业都得到及时的反馈。

2.对于计算题，教师将检查学生的计算过程是否正确，结果是否准确，并指出任何计算错误或误解。

3.对于实验方案，教师将评估学生的实验设计是否合理，实验步骤是否清晰，并给出改进建议。

4.对于短文，教师将评价学生的论述是否清晰，论据是否充分，并指出语言表达和逻辑结构上的问题。

5.教师将针对作业中的普遍问题进行集体讲解，帮助学生理解和掌握相关知识点。

6.对于个别学生的作业，教师将提供个性化的反馈，指出学生的优点和需要改进的地方，并给出具体的改进建议。

7.教师将鼓励学生通过课堂讨论或课后咨询的方式解决作业中的疑问，以提高学生的学习效果。反思改进措施反思改进措施（一）教学特色创新

1.案例教学：在讲解煤、石油和天然气的综合利用时，可以引入实际案例，让学生了解这些资源在现代工业和社会生活中的具体应用，提高学生的学习兴趣和实际应用能力。

2.多媒体辅助教学：利用多媒体资源，如动画、视频等，展示煤、石油和天然气的化学变化过程，帮助学生更好地理解复杂的化学反应原理。

反思改进措施（二）存在主要问题

1.学生对化学原理的理解不够深入：部分学生对化学反应的机理和过程理解不够，需要通过更直观的教学方法来加强。

2.课堂互动不足：课堂上的讨论和互动较少，学生的参与度不高，需要增加学生的主动性和积极性。

3.作业反馈不够及时：有时候作