33（必修2）从天然气、石油、煤中获取燃料（1）（教案1）

skybamboo · 发表于 5 天前

第三章简单的有机化合物
第二节从化石燃料中获取有机化合物
3.2.1从天然气、石油、煤中获取燃料

《从天然气、石油、煤中获取燃料》是从化石燃料中获取有机化合物的第一课时内容，介绍了化石燃料的形成及使用过程中所带来的环境问题。在初中学习的基础上，进一步认识三大化石燃料在人类生活中的应用。在学习了蒸馏的基础上来学习石油分馏目的及原理，知道汽油、柴油等石油的化工产品与人类关系。

宏观辨析与微观辨析：基于碳原子的成键特点认识有机化合物的结构特征，体会有机化合物在元素组成、分子结构及性质等方面与无机物的差异。
变化观念与平衡思想：通过对典型物质的学习，体会有机化学反应与无机化学反应在反应条件、反应试剂及生成物等方面的差异
科学探究与创新意识：石油的分馏实验，学生会组装实验仪器，完成实验操作。
科学态度与社会责任：通过对化石燃料的有机化合物的性质及用途的分析，体验有机化合物在能源、材料领域中的应用价值及有机化学对人类社会发展做出的巨大贡献。

重点：归纳煤、石油、天然气的用途
难点：对比学习石油的裂化与分馏

多媒体

知识回顾

1.化石燃料包括煤、石油、天然气，属于不可再生能源。
2.煤被称为“工业的粮食”，石油被称为“工业的血液”。
3.煤、石油、天然气均属于混合物。
4.煤、石油、天然气的主要成分均属于有机物。
5.甲烷的化学式是CH4
二、导语
经过地质普查，在我国960万平方公里的土地上，发现有300多个可供勘探石油的沉积岩盆地，沉积岩面积达450万平方千米，约占国土总面积的44%。地质学家估计我国陆上石油的储量大约为3×1011~6×1011吨。我国还有1.8×104km的海岸线。经过近几年的勘查，先后在渤海、黄海南部、东海、台湾浅海、珠江口、莺歌海、北部湾等海域发现了7个油气盆地，总面积为1.0×107km2。据我国专家估计，我国近海石油的储量约为2×1011~5×1011吨，国外人士估计为2×1011~9×1011吨。

公路边的加油站里有不同型号的汽油和柴油。你知道它们是怎样用石油制得的吗?以石油为原料还能制得哪些物质?它们有什么性质和用途?

联想·质疑
天燃气和煤为什么可直接作燃料？将大量的煤直接用作燃料可能产生什么问题？如何从石油中提炼汽油、柴油等燃料？怎样利用石油和煤获取有机化工原料，进而合成用途各异的有机化合物？
三、讲授新课
活动一：阅读·思考
·如何进一步理解化石燃料？
·最近人类在利用化石燃料时面临着哪些问题？
小结与板书
化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在地下不同地质年代的动植物遗体经历漫长地质条件的变化，在温度、压力和微生物等条件的作用下形成的一类可燃性矿物，属于不可再生能源。
随着全球现代化步伐的加快，一方面化石燃料存在着逐渐枯竭的危机；另一方面化石燃料燃烧时排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。
活动二：回忆·思考
·天然气主要成分是什么？
·列举甲烷的物理性质，讨论甲烷的化学性质。
·煤主要含有哪些元素？
·煤燃烧带来的环境问题有哪些？
板书
天然气主要成分是甲烷
天然气水合物------可燃冰的主要成分是甲烷
甲烷物理性质：无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水
甲烷的化学性质：
①甲烷取代反应（有机化合物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团代替的反应叫作取代反应）
反应条件：光照(光照时，甲烷与氯气发生平静的取代反应；若在室温黑暗处，两者则不发生反应而长期存放；若在强光直射下，两者则会发生爆炸)
反应物：甲烷能与氯气、溴蒸气、碘蒸气等纯净的卤素单质反应(但不能与氯水、溴水、碘水反应)
展示课件、播放视频
甲烷可燃性
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甲烷是一种优良的气体燃料
展示课件
煤是由有机化合物和无机物组成的复杂混合物。
煤主要含有碳、氢元素，还含有少量的氧、氮、硫等元素；无机物主要含有硅、铝、钙、铁等元素。
直接烧煤可得到人们所需要的能量，但同时也会产生一些大气污染物，如硫的氧化物、氮的氧化物、烟尘等。因此我国许多城市禁止直接将散煤用作燃料。
思考：如何降低燃煤污染、提高燃煤的热效率？
展示课件
活动三：回忆·思考
·石油是纯净物还是混合物？有无固定的沸点？
·石油的组成和物理性质
·如何理解石油的分馏？
板书
石油的组成
石油是由分子含有不同数目碳原子的烷烃、环烷烃等组成的复杂混合物。
元素组成：
主要是C、H（其质量之和可达97%--98%）；除此外还有S、N等。
物质组成：
烷烃、环烷烃、芳香烃等从所含成分的状态看，大部分是液态烃，在液态烃里溶有气态烃和固体烃。
石油物理性质
黑色或深棕色粘稠状液体，有特殊气味，比水轻，不溶于水，没有固定沸点。
石油的分馏
通过加热和冷凝,可以把石油分成不同沸点范围的产物。这种方法叫做石油的分馏。
原理：根据石油中不同物质的沸点不同，采用加热的方法，实现分离石油。
分馏目的：将石油进行一定程度的分离，得到各种不同沸点范围的烃，从而使不同的烃应用于不同的领域。
进一步解释：
从矿井里开采出来的石油经过脱水、脱盐处理后，得到的烃类混合物的各种成分的沸点不同，因此可以利用这一特点将其分离出来。加热液态烃类混合物时，沸点较低的烃（分子中碳原子数较少）先汽化，其蒸气经冷凝后变成液体，首先从混合物里分离出来；随着温度的升高，沸点较高的烃（分子中碳原子数较多）再汽化，经过冷凝也被分离出来。
在工业上，石油的分馏是在分馏塔里进行的。
石油经过分馏以后得到的主要产物有石油气、汽油、煤油、柴油及重油等，他们即可作燃料，又可应用于材料、医药、环境等诸多领域。
注意
①石油分馏是一种物理方法，利用各馏分沸点不同进行混合物的初步分离
②分馏产物仍然是混合物，是碳原子在一定范围内的混合物
活动四：
蒸馏与分馏区分
什么是石油裂化
板书
蒸馏和分馏的基本原理是一样的，都是利用有机物质的沸点不同，在蒸馏过程中低沸点的组分先蒸出，高沸点的组分后蒸出，从而达到分离提纯的目的。不同的是，分馏是借助于分馏柱使一系列的蒸馏不需多次重复，一次得以完成的蒸馏（分馏就是多次蒸馏），应用范围也不同，蒸馏时混合液体中各组分的沸点要相差30℃以上，才可以进行分离，而要彻底分离沸点要相差110℃以上。分馏可使沸点相近的互溶液体混合物（甚至沸点仅相差1－2℃）得到分离和纯化。
石油裂化
石油分馏获得轻质液体燃料的产量不够高。为了提高轻质液体燃料的产量和质量，工业上在一定条件（加热、使用催化剂）下，把相对分子量较大、沸点较高的烃分解为相对分子量较小、沸点较低的烃，这种方法称为裂化。
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。
液化石油气、汽油、煤油等石油分馏产物用作燃料时，其中的烃燃烧放出大量的热，充分燃烧时的产物是二氧化碳和水。

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