2024-2025學(xué)年高中化學(xué) 第二單元 化學(xué)與資源開發(fā)利用 2.3 石油、煤和天然氣的綜合利用教學(xué)實錄1 新人教版選修2VIP

2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第二單元化學(xué)與資源開發(fā)利用2.3石油、煤和天然氣的綜合利用教學(xué)實錄1新人教版選修2學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點教具課程基本信息1.課程名稱：2024-2025學(xué)年高中化學(xué)第二單元化學(xué)與資源開發(fā)利用2.3石油、煤和天然氣的綜合利用教學(xué)實錄1

2.教學(xué)年級和班級：高中二年級

3.授課時間：2024年9月25日星期三下午第二節(jié)課

4.教學(xué)時數(shù)：1課時核心素養(yǎng)目標(biāo)分析1.科學(xué)探究：通過實驗探究石油、煤和天然氣的性質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生提出問題、設(shè)計實驗、分析數(shù)據(jù)的能力。

2.科學(xué)態(tài)度與責(zé)任：引導(dǎo)學(xué)生認識資源開發(fā)利用的重要性，培養(yǎng)節(jié)約資源、保護環(huán)境的意識。

3.科學(xué)、技術(shù)、社會、環(huán)境（STEAM）：結(jié)合石油、煤和天然氣的實際應(yīng)用，讓學(xué)生了解化學(xué)與社會的聯(lián)系，培養(yǎng)學(xué)生的跨學(xué)科思維。

4.生命觀念：通過學(xué)習(xí)資源的綜合利用，讓學(xué)生認識到化學(xué)在促進社會發(fā)展和人類福祉中的重要作用。重點難點及解決辦法重點：

1.石油、煤和天然氣的主要成分及其性質(zhì)：通過實驗和理論講解，使學(xué)生掌握這三種化石燃料的化學(xué)組成和物理化學(xué)性質(zhì)。

2.資源的綜合利用方法：理解并闡述石油裂解、煤的氣化、液化以及天然氣的轉(zhuǎn)化等過程。

難點：

1.石油裂解和煤的氣化、液化過程中的化學(xué)原理：學(xué)生可能難以理解復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)機制。

2.資源綜合利用的經(jīng)濟性和環(huán)境影響：學(xué)生需要評估技術(shù)選擇對環(huán)境和社會的影響。

解決辦法：

1.通過實際操作實驗，讓學(xué)生直觀感受化學(xué)反應(yīng)過程，加深對原理的理解。

2.結(jié)合案例分析，讓學(xué)生分析資源綜合利用的經(jīng)濟效益和環(huán)境成本，培養(yǎng)批判性思維。

3.采用小組討論和合作學(xué)習(xí)，鼓勵學(xué)生提出問題，共同解決難題，提高解決問題的能力。教學(xué)方法與策略1.采用講授法結(jié)合案例研究，系統(tǒng)講解石油、煤和天然氣的化學(xué)性質(zhì)及綜合利用技術(shù)。

2.通過實驗演示和小組合作，讓學(xué)生親自操作和觀察，加深對裂解、氣化和液化過程的理解。

3.引入角色扮演活動，讓學(xué)生模擬資源開發(fā)商和環(huán)保專家，討論資源開發(fā)利用中的倫理問題。

4.使用多媒體課件展示相關(guān)圖像和數(shù)據(jù)，幫助學(xué)生可視化復(fù)雜化學(xué)反應(yīng)和工藝流程。

5.設(shè)計問題解決活動，讓學(xué)生通過分析案例，提出解決方案，提升應(yīng)用能力。教學(xué)過程【導(dǎo)入新課】

同學(xué)們，今天我們要探討的是化學(xué)與資源開發(fā)利用的關(guān)系，重點來學(xué)習(xí)石油、煤和天然氣的綜合利用。你們可能對這些能源在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用有所了解，但今天我們將深入到它們的化學(xué)性質(zhì)和綜合利用技術(shù)中去。

【新課講授】

（一）石油的化學(xué)性質(zhì)與綜合利用

1.石油的主要成分：老師展示石油樣品，引導(dǎo)學(xué)生觀察其外觀特征，并介紹石油的化學(xué)組成。

學(xué)生觀察并回答：石油是一種粘稠液體，主要由各種烴類化合物組成。

2.石油的裂解：老師通過多媒體展示石油裂解的示意圖，講解裂解的原理和目的。

學(xué)生觀看并提問：裂解是為了生產(chǎn)輕質(zhì)油和化學(xué)品，提高資源利用率。

3.石油的綜合利用實例：老師展示石油化工產(chǎn)品的圖片，如塑料、合成纖維等。

學(xué)生討論：這些產(chǎn)品在我們的生活中無處不在，體現(xiàn)了石油資源的重要性。

（二）煤的化學(xué)性質(zhì)與綜合利用

1.煤的組成與性質(zhì)：老師展示煤的樣品，講解煤的化學(xué)組成和物理性質(zhì)。

學(xué)生觀察并回答：煤是一種固體燃料，主要由碳、氫、氧、硫等元素組成。

2.煤的氣化與液化：老師通過實驗演示，展示煤的氣化和液化過程。

學(xué)生觀察實驗并討論：氣化是將煤轉(zhuǎn)化為氣體燃料，液化是將煤轉(zhuǎn)化為液體燃料。

3.煤的綜合利用實例：老師展示煤化工產(chǎn)品的圖片，如焦炭、甲醇等。

學(xué)生討論：這些產(chǎn)品在工業(yè)生產(chǎn)和生活中有廣泛的應(yīng)用。

（三）天然氣的化學(xué)性質(zhì)與綜合利用

1.天然氣的組成與性質(zhì)：老師展示天然氣樣品，講解天然氣的化學(xué)組成和物理性質(zhì)。

學(xué)生觀察并回答：天然氣是一種無色無味的氣體，主要由甲烷組成。

2.天然氣的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用：老師講解天然氣轉(zhuǎn)化為合成氣、氫氣等過程。

學(xué)生提問：這些轉(zhuǎn)化過程有什么作用？

3.天然氣的綜合利用實例：老師展示天然氣化工產(chǎn)品的圖片，如液化石油氣、化肥等。

學(xué)生討論：天然氣在農(nóng)業(yè)、化工等領(lǐng)域有重要應(yīng)用。

【課堂練習(xí)】

1.老師提出問題：如何提高石油、煤和天然氣的利用率？

學(xué)生分組討論，提出各自的見解。

2.老師展示一組數(shù)據(jù)，讓學(xué)生分析數(shù)據(jù)，討論資源開發(fā)利用的利弊。

學(xué)生分析數(shù)據(jù)并回答：合理開發(fā)利用資源，既能滿足人類需求，又能保護環(huán)境。

【總結(jié)與反思】

1.老師引導(dǎo)學(xué)生回顧本節(jié)課所學(xué)內(nèi)容，總結(jié)石油、煤和天然氣的化學(xué)性質(zhì)及綜合利用技術(shù)。

學(xué)生回顧并回答：我們學(xué)習(xí)了這三種化石燃料的化學(xué)組成、性質(zhì)和綜合利用方法。

2.老師提問：通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，你們對化學(xué)與資源開發(fā)利用有什么新的認識？

學(xué)生回答：化學(xué)在資源開發(fā)利用中起著重要作用，我們要合理利用資源，保護環(huán)境。

【課后作業(yè)】

1.查閱資料，了解我國石油、煤和天然氣的開發(fā)利用現(xiàn)狀。

2.思考：如何提高資源利用率，減少環(huán)境污染？

【教學(xué)評價】

1.觀察學(xué)生在課堂上的參與度，評價他們的學(xué)習(xí)興趣和積極性。

2.通過課堂練習(xí)和作業(yè)，評價學(xué)生對本節(jié)課知識點的掌握程度。

3.結(jié)合學(xué)生的討論和提問，評價他們的思維能力和解決問題的能力。教學(xué)資源拓展1.拓展資源：

-石油工業(yè)發(fā)展歷史：介紹石油工業(yè)從發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)代的發(fā)展歷程，包括重要里程碑和關(guān)鍵人物。

-煤炭地質(zhì)學(xué)：探討煤炭的形成、分布和開采技術(shù)，以及煤炭地質(zhì)學(xué)的基本原理。

-天然氣勘探與開采技術(shù)：介紹天然氣的勘探方法、開采技術(shù)以及天然氣田的開發(fā)與管理。

-化工產(chǎn)品在生活中的應(yīng)用：列舉石油、煤和天然氣化工產(chǎn)品在日常生活中的應(yīng)用實例，如塑料、合成纖維、化肥等。

-環(huán)境保護與可持續(xù)發(fā)展：探討資源開發(fā)利用對環(huán)境的影響，以及如何實現(xiàn)資源的可持續(xù)利用。

2.拓展建議：

-閱讀相關(guān)書籍和文獻，如《石油化學(xué)》、《煤炭地質(zhì)學(xué)》、《天然氣工程》等，以深入了解石油、煤和天然氣的科學(xué)知識。

-觀看科普視頻和紀(jì)錄片，如《石油的故事》、《地球脈動》等，通過視覺和聽覺的體驗，增強對資源開發(fā)利用的認識。

-參觀石油、煤炭和天然氣開采企業(yè)，實地了解資源開采和加工過程，增強對理論知識的應(yīng)用能力。

-參與社區(qū)環(huán)保活動，了解資源開發(fā)利用與環(huán)境保護的關(guān)系，培養(yǎng)社會責(zé)任感和環(huán)保意識。

-開展小組研究項目，選擇與石油、煤和天然氣相關(guān)的課題，如“新能源的開發(fā)與利用”、“資源循環(huán)利用”等，通過實際操作和調(diào)研，提升綜合素養(yǎng)。

-通過網(wǎng)絡(luò)資源，如學(xué)術(shù)期刊、專業(yè)論壇等，關(guān)注石油、煤和天然氣行業(yè)的發(fā)展動態(tài)，了解最新研究成果和技術(shù)進步。

-與專業(yè)人士交流，如地質(zhì)學(xué)家、化工工程師等，了解他們在資源開發(fā)利用中的工作內(nèi)容和挑戰(zhàn)，激發(fā)學(xué)生對相關(guān)領(lǐng)域的興趣。

-設(shè)計實驗或模型，模擬石油、煤和天然氣的裂解、氣化、液化等過程，加深對化學(xué)反應(yīng)和工藝流程的理解。

-分析實際案例，如某個大型油田的開發(fā)、煤炭清潔利用項目等，探討資源開發(fā)利用中的經(jīng)濟、社會和環(huán)境問題。典型例題講解【例題1】

已知某石油樣品中，碳元素的質(zhì)量分數(shù)為85%，氫元素的質(zhì)量分數(shù)為15%，求該石油樣品中碳元素和氫元素的質(zhì)量比。

解答過程：

首先，根據(jù)題目信息，我們可以設(shè)石油樣品的總質(zhì)量為100克。那么，碳元素的質(zhì)量為85克，氫元素的質(zhì)量為15克。

碳元素和氫元素的質(zhì)量比為：

碳元素質(zhì)量:氫元素質(zhì)量=85:15

簡化這個比例，我們可以除以5，得到：

17:3

所以，該石油樣品中碳元素和氫元素的質(zhì)量比為17:3。

【例題2】

某石油經(jīng)過裂解反應(yīng)，生成了甲烷（CH4）和乙烯（C2H4）。若裂解反應(yīng)中碳元素的質(zhì)量守恒，求生成的甲烷和乙烯的物質(zhì)的量之比。

解答過程：

假設(shè)生成的甲烷和乙烯的物質(zhì)的量分別為xmol和ymol。

甲烷的分子量為16g/mol，乙烯的分子量為28g/mol。

根據(jù)碳元素質(zhì)量守恒，我們可以列出方程：

16x+28y=總碳質(zhì)量

由于題目沒有給出總碳質(zhì)量，我們可以假設(shè)反應(yīng)物中碳的總質(zhì)量為44g（這是一個假設(shè)值，用于演示計算過程）。

那么，方程變?yōu)椋?/p>

16x+28y=44

解這個方程，我們得到：

x/y=28/16=7/4

所以，生成的甲烷和乙烯的物質(zhì)的量之比為7:4。

【例題3】

煤的氣化反應(yīng)為：C（s）+H2O（g）→CO（g）+H2（g）。在一定條件下，1mol碳氣化后，理論上可得到多少mol一氧化碳和氫氣？

解答過程：

根據(jù)化學(xué)方程式，1mol碳氣化后，理論上會生成1mol一氧化碳和1mol氫氣。

所以，1mol碳氣化后，理論上可得到1mol一氧化碳和1mol氫氣。

【例題4】

某天然氣的成分為甲烷（CH4）和乙烷（C2H6），若甲烷和乙烷的體積比為1:2，求該天然氣中碳元素的質(zhì)量分數(shù)。

解答過程：

甲烷的分子量為16g/mol，乙烷的分子量為30g/mol。

假設(shè)甲烷和乙烷的總體積為3體積單位（1+2），則甲烷的體積為1體積單位，乙烷的體積為2體積單位。

甲烷中碳元素的質(zhì)量為1*16=16g，乙烷中碳元素的質(zhì)量為2*30=60g。

總碳元素的質(zhì)量為16+60=76g。

總氣體質(zhì)量為3*22=66g（假設(shè)天然氣的平均分子量為22g/mol）。

碳元素的質(zhì)量分數(shù)為：

(76/66)*100%≈114.77%

【例題5】

煤的液化過程中，1mol煤（主要成分為碳）轉(zhuǎn)化為1mol甲醇（CH4O）。求該過程中碳元素的質(zhì)量利用率為多少？

解答過程：

甲醇的分子量為32g/mol，其中碳元素的分子量為12g/mol。

1mol煤轉(zhuǎn)化為1mol甲醇，碳元素的質(zhì)量保持不變，即為12g。

碳元素的質(zhì)量利用率為：

(12/32)*100%=37.5%

所以，該過程中碳元素的質(zhì)量利用率為37.5%。課堂小結(jié)，當(dāng)堂檢測【課堂小結(jié)】

1.今日教學(xué)內(nèi)容回顧：

-石油、煤和天然氣的主要成分及性質(zhì)。

-石油的裂解、煤的氣化與液化過程。

-天然氣的轉(zhuǎn)化與應(yīng)用。

-資源綜合利用的重要性及挑戰(zhàn)。

2.學(xué)生學(xué)習(xí)成果總結(jié)：

-學(xué)生能夠識別石油、煤和天然氣的主要成分。

-學(xué)生理解了裂解、氣化、液化等資源轉(zhuǎn)化過程。

-學(xué)生認識到資源綜合利用對環(huán)境和社會的影響。

-學(xué)生培養(yǎng)了提出問題、分析問題、解決問題的能力。

3.課堂互動與討論總結(jié)：

-學(xué)生積極參與討論，對資源開發(fā)利用的利弊進行了深入思考。

-通過小組合作，學(xué)生學(xué)會了如何共同探討問題，分享見解。

【當(dāng)堂檢測】

1.選擇題（每題2分，共10分）

-以下哪種物質(zhì)不是石油的主要成分？（）

A.烷烴B.環(huán)烷烴C.硫酸鹽D.烯烴

-煤的氣化反應(yīng)中，以下哪個產(chǎn)物不是主要氣體？（）

A.一氧化碳B.二氧化碳C.氫氣D.硫磺

-下列哪項措施不屬于減少天然氣燃燒對環(huán)境影響的方法？（）

A.提高燃燒效率B.開發(fā)清潔能源C.減少使用量D.改進燃燒技術(shù)

-以下哪項不是資源綜合利用的目標(biāo)？（）

A.提高資源利用率B.降低成本C.保護環(huán)境D.促進經(jīng)濟增長

-以下哪種資源不屬于化石燃料？（）

A.石油B.煤C.天然氣D.水力

2.填空題（每題2分，共10分）

-石油的裂解