8.1 自然资源的开发利用 第3课时（教学课件）化学人教版必修第二册

该高中化学课件聚焦煤、石油和天然气的综合利用，通过问题驱动“如何实现化石燃料综合利用”导入，以分组讨论、实验任务、交互动画为支架，逐步展开煤的干馏气化液化及石油的分馏裂化裂解等核心知识，构建完整知识脉络。 其亮点在于融合科学探究与实践，通过煤干馏产品用途交互动画、石蜡油分解实验等，结合分组讨论任务培养科学思维，强调可持续发展渗透科学态度与责任。学生能提升探究能力和化学观念，教师可借助丰富资源优化教学。

第八章 化学与可持续发展 第一节 自然资源的开发利用 人教版2019必修第二册 课时3 煤、石油和天然气的综合利用 石油和天然气的综合利用 2 知识导航 煤的综合利用 1 知识导航 重点：煤、石油和天然气的综合利用。 难点：煤、石油和天然气的综合利用。 1.认识煤的干馏、气化、液化原理和主要产品及用途，了解煤的综合利用对可持续发展的重要性。 明·教学目标 教学模型：实验探究→问题驱动→概念建构→应用迁移 2.了解石油的分馏和裂化产品的用途及石油化工产品的应用及投产与产出，认识合理开发和利用化石能源的重要性和必要性。 引·新课导入 化石燃料的综合利用 问题驱动 思考：迄今为止，煤、石油和天然气仍是人类使用的主要能源，同时它们也是重要的化工原料。如何实现化石燃料的综合利用呢？ 情景导入 01 煤的综合利用 探·知识奥秘 任务1：请同学们分组讨论如何提高煤的燃烧效率，减少环境污染？ 讨论任务 一、煤的综合利用 探·知识奥秘 任务1：请同学们分组讨论如何提高煤的燃烧效率，减少环境污染？ 讨论任务 一、煤的综合利用 交互动画 煤的综合利用（交互动画）.html 探·知识奥秘 1.煤的组成 ①煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物，其组成以碳元素为主，还含有少量氢、氧、氮、硫等元素。 ②通过煤的干馏、气化和液化获得清洁的燃料和多种化工原料，是目前实现煤的综合利用的主要途径。 一、煤的综合利用 无烟煤 褐煤 泥煤 烟煤 探·知识奥秘 任务2：请同学们分组讨论煤的干馏 讨论任务 一、煤的综合利用 交互动画 煤干馏的主要产品和用途（交互动画）.html 探·知识奥秘 2.煤的综合利用 煤的综合利用主要途径：煤的干馏、煤的气化、煤的液化。 ⑴煤的干馏： ①煤的干馏是指将煤隔绝空气加强热使之分解的过程，工业上也叫煤的焦化。 一、煤的综合利用 探·知识奥秘 2.煤的综合利用 ⑴煤的干馏： 一、煤的综合利用 ②煤的干馏的重要产品和用途 干馏产物 主要成分 主要用途 出炉 煤气 焦炉气 H2、CH4、乙烯、CO 气体燃料、化工原料 粗氨水 NH3、铵盐 化肥、炸药、染料、医药、农药、合成材料 粗苯 苯、甲苯、二甲苯 煤焦油 苯、甲苯、二甲苯 酚类、萘 染料、医药、农药、 合成材料 沥青 筑路材料、碳素电极 焦炭 碳 冶金、合成氨造气、电石、燃料 探·知识奥秘 任务3：请同学们分组讨论煤的气化、煤的液化 实验任务 一、煤的综合利用 探·知识奥秘 2.煤的综合利用 ⑵煤的气化 一、煤的综合利用 ①煤的气化是将煤转化为可燃性气体的过程，主要反应是碳与水蒸气反应生成水煤气等。 ②主要反应： 水煤气 (3)煤的液化 将煤转化为液体燃料的过程。 探·知识奥秘 2.煤的综合利用 (3)煤的液化 ①直接液化： ②间接液化： 使煤与H2作用生成液体燃料。 一般是先转化为一氧化碳和氢气，然后在催化剂的作用下合成甲醇等。 一、煤的综合利用 02 石油和天然气的综合利用 探·知识奥秘 任务1：请同学们分组探讨阅读下列资料卡片，你得到什么启示？ 讨论任务 二、石油和天然气的综合利用 天然气水合物 天然气水合物是天然气与水在高压、低温条件下形成的类冰状结晶物质，主要成分是甲烷水合物，其组成可表示为CH4•nH2O，甲烷分子处于由多个水分子形成的笼中。天然气水合物的外观像冰，具有可燃性，故又被称为“可燃冰”。 它被认为是21世纪的高效清洁能源。但是， 储量巨大的天然气水合物的分解和甲烷释放， 可能会诱发海底地质灾害，加重温室效应。 目前，开发利用天然气水合物已经成为 人们关注的重要领域，相关研究取得了 多项进展。我国的天然气水合物开采 技术处于世界先进水平。 探·知识奥秘 1. 天然气组成——主要成分是甲烷 二、石油和天然气的综合利用 天然气 可燃冰 ①燃料——清洁能源 ②化工原料：生产甲醇、合成两碳或多碳有机物 探·知识奥秘 任务2：请同学们分组探讨石油的综合利用。 讨论任务 二、石油和天然气的综合利用 探·知识奥秘 2.石油的综合利用 石油是由多种碳氢化合物组成的混合物，成分复杂。 二、石油和天然气的综合利用 ⑴石油的分馏 ①利用各组分沸点的不同进行分离的过程。 ②分馏分为常压分馏，减压分馏 石油气(C1~C4) 低于20℃ 汽油(C5~C12) 20-200℃ 煤油(C12~C16) 175-275℃ 柴油(C15~C18)　　250-400℃ 润滑油(C16~C20) 高于350℃ 石油 常压分馏 重油（沥青等）(C20以上) 石油 减压分馏 探·知识奥秘 任务3：请同学们分组探讨石油炼制的主要产品和用途。 讨论任务 交互动画 二、石油和天然气的综合利用 石油的主要产品和用途（交互动画）.html 探·知识奥秘 2.石油的综合利用 二、石油和天然气的综合利用 ⑵催化裂化 在一定条件下（加热、催化剂），把相对分子质量大、沸点高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃。 ①裂化的目的:提高轻质液体燃料的产量，特别是提高汽油的产量。 ②例如： 探·知识奥秘 2.石油的综合利用 ⑶催化裂解 二、石油和天然气的综合利用 采用比裂化更高的温度，使其中相对分子质量较大的长链烃断裂成乙烯、丙烯等短链烃。 ①裂解的目的: 获得乙烯、丙烯等小分子烃。 ②例如： ⑷催化重整 通过结构的调整，使链状烃转化为环状烃。 探·知识奥秘 任务4：请同学们分组讨论石油化工产品的应用及投入产出 讨论任务 二、石油和天然气的综合利用 交互动画 高分子材料 基础化工原料 更高价值生活用品 石油化工产品的应用及投入产出示意图（交互动画）.html 探·知识奥秘 任务5：请同学们分组讨论生物质资源的利用 讨论任务 二、石油和天然气的综合利用 交互动画 生物质资源的利用（交互动画）.html 探·知识奥秘 任务5：请同学们分组讨论生物质资源的利用 讨论任务 二、石油和天然气的综合利用 生物质资源的利用 人类对生物质资源的开发利用具有悠久的 历史。古代人类在长期实践中学会了种植农作 物、用薪柴生火、酿酒、造醋、制作饴糖、植 物药用，等等。现代科技的发展为开发利用生 物质资源奠定了更加坚实的基础。人们利用 物理、化学和生物方法将生物质资源转化为 材料（如木材、纸张）、燃料（如生物乙醇、 生物柴油），以及基本化工原料（如木炭、乙 醇、甲醇、甲烷）等。目前，我国可供开发利 用的生物质资源主要有农业、林业产品的废弃 物（如农作物秸秆、林木加工余料），生产和 生活的废弃物（如厨余垃圾、畜禽粪便）等。 随着科技和社会的发展，以来自生物质的纤维 素、淀粉和油脂等为原料的化工生产路线，替 代以煤、石油和天然气为原料的路线，将是一 条绿色的可持续发展途径。 理·核心要点 煤、石油和天然气的综合利用 煤的综合利用 石油和天然气的综合利用 煤的组成 煤的综合利用 天然气 石油的综合利用 生物质资源 练·技能实战 1．下列关于煤的描述正确的是 A．煤的气化、液化和干馏是煤的综合利用主要方法 B．煤的气化、液化是物理变化，煤的干馏是化学变化 C．煤是混合物，其中含有苯、甲苯、二甲苯等有机物 D．煤的干馏是利用物质沸点不同将有机物分离 A 2．下列关于石油的说法不正确的是 A．石油主要含C、H两种元素 B．石油主要是由各种烷烃、环烷烃和芳香烃所组成的混合物 C．石油有固定的熔点 D．石油分馏得到的汽油是混合物 C 练·技能实战 3．下列关于石油加工的叙述中，不正确的是 A．石油分馏所得的产物是具有恒定沸点的纯净物 B．石油裂化的目的是提高汽油等轻质燃油的产量和质量 C．石油裂解的原料是石油分馏产物，包括石油气 D．石油的分馏是物理变化过程 A 练·技能实战 4．下面关于煤、石油、天然气知识的思维导图中表述正确的是 A．A B．B C．C D．D B 练·技能实战 5. 某研究性学习小组所做的石蜡油(17个碳原子以上的烷烃)分解实验如图所示。下列有关说法不正确的是 A．装置Ⅱ中逸出的气体通入高锰酸钾溶液，发生氧化反应 B．石蜡油分解生成的气体中只有烯烃 C．十八烷完全分解为乙烷和最多乙烯时，二者物质的量之比为1∶8 D．装置Ⅰ中硫酸铝和碎瓷片都是催化剂 B 感谢 您的聆听 THANKS 人教版2019必修第二册 https://www.zxxk.com/user/13354804 Lavf58.20.100 wxmmcibr22dr0100 Lavf58.20.100 wxmmcibr22dr0100 Lavf58.20.100 wxmmcibr22dr0100 $煤干馏的主要产品和用途 当前：煤干馏 抓住主线：隔绝空气加强热一固体、液体、气体产物一综合利用 核心发散图 中心图 只看产品 展开用途 点击节点查看特点、用途、讲解”，并自动搔放该部分画外音。 焦炭 主要产品 焦炉气 煤干馏 煤焦油 主要产品 中心极念 生要矿品生物 古代利用 重置 播放总览 质资源的利用 规代科技 生物质资源 开发利用交互课件·点击节点听讲解 石油化工产品的应用及投入产出示意图 播放总览 以石油为中心，观察它经过炼制、裂解、聚合与深加工后，如何转化为生活、农业、医药和 暂停语音 交通中的多种产品。 投入：石油化工原料 当前讲解 合成纤维 石油 塑料 衣服·窗帘·地毯 合成橡胶 中心原料·炼制裂解聚合 水桶·包装管材 约10倍价值 轮胎·胶鞋·密封圈 基础材料 弹性耐磨 石油是重要的化工原料。投入一元的 石油化工原料，经过炼制、裂解和聚 合等加工，可以转化为塑料、合成纤 维、合成橡胶等基础材料，价值提升 石油 到约十元。交互课件·点击产品听讲解 石油的主要产 原油通过常压蒸馏、减压蒸馏、催 产品卡片，查看用途并播放画外音 原料 原油 品和用途 裂化等过程，得到多种燃料、材料和化工原料。点击下 讲解面板 课程导入 欢迎学习石油的主 常压蒸馏、减压蒸 以下 Ca- 以得到燃料、材料 液化石油 气 汽油 蒸馏 裂化 家庭燃料、工 汽油发动机燃 业燃料、化工 料，汽车常用 原料 控制按钮 当前讲解 油 课程导 方 入 要产品和用途。原油经过 馏和催化裂化等过程，可 和化工原料。 综合利用高中化学·煤的综合利用 煤：干馏、气化、液化 干 ②气 ③液 馏 化 化 本课件保留核心框图、简洁板书和节点讲解，突出“煤一三条转化路线一燃料与化工原料"的 主线。 核心框图 回到框图 点击煤、干馏、气化、液化、用途，小结进行学习。 板书 点击框图模块，板书将同步切换并播 组 放讲解。煤是复杂混合物，主要元素 成 干馏 液化 是碳，还含少量氢、氧、氮、硫。 隔绝空气加 转化为液体 强热 燃料 一、煤的组成 焦炭 煤焦油 汽油 柴油 煤是复杂混合物，主要由有机物和少量无 焦炉煤 粗氨水 蜡 烯烃 气 煤 机物组成。 有机物+少量无 机物 C为主，含H 产物用途 。