34（必修2）从天然气、石油、煤中获取燃料（2）（教案1）

skybamboo · 发表于 5 天前

简单的有机化合物

从化石燃料中获取有机化合物

第一课时从天然气、石油和煤中获取燃料

本课时是教材第三章第二节第一课时的内容，该课时主要研究从天然气、石油和煤中获取燃料。天然气、石油和煤不仅作为化石燃料是目前消耗量最大的能源，石油化工和煤化工的产物更是许多化工产品的主要原料。天然气中的甲烷和煤都可以直接作为燃料使用，但是煤的直接燃烧会产生污染问题；石油不可以直接作为燃料使用，需要经过分馏和裂化进一步加工才能作为燃料。本部分的教学要求不高，教学重点是天然气和煤的成分，石油的成分、分馏和裂化的基本原理，对石油的炼制生产过程不作要求。通过本课时的学习，学生可以更好地认识化石燃料，认识到自然资源的合理开发和综合利用的重要性，初步树立可持续发展的观念。

变化观念与平衡思想：知道天然气、石油和煤的成分，知道燃烧产物，认识化石燃料综合利用的意义。
科学态度与社会责任：通过对化石燃料的了解和认识，意识到资源是有限的，化石燃料的不合理利用会引起环境污染，树立环保意识和可持续发展观念。

天然气、煤和石油的成分，石油的分馏和裂化

学生预习课本内容；教师准备多媒体课件。

【投影】温室效应二氧化碳的主要来源视频
【讲解】化石燃料煤、石油、天然气的重要性
【联想质疑】天然气和煤为什么可以直接用作燃料？将大量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？
【投影】天然气客车、加油机、工业燃煤气化炉
【板书】3.2.1 从天然气、石油和煤中获取燃料
【过渡】天然气、石油和煤都属于化石燃料，我们先来一起了解下化石燃料。
【讲解】化石燃料又叫作矿石燃料、矿物燃料，是指埋藏在低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逐渐枯竭的危机，另一方面化石燃料燃烧所产生的二氧化碳加剧了温室效应，所排放的一些有毒气体和粉尘污染了环境。
【板书】一、天然气和煤直接用作燃料
1.化石燃料
【投影】天然气管道、天然气灶、天然气汽车、汽艇、公交车
【讲解】天然气在我们生活中应用广泛，小到做饭的燃气灶，大到汽车、游艇，都利用了天然气可以燃烧并放出大量的热这一性质。天然气的主要成分是甲烷，天然气的水合物——可燃冰的主要成分也是甲烷。
【板书】2.天然气
甲烷是一种无色无味的气体，难溶于水，可以燃烧，产物为二氧化碳和水。

【联想质疑】我国在南海北部神狐海域进行的“可燃冰”试开采获得成功，标志着我国成为全球第一个实现了在海域可燃冰试开采中获得连续稳定产量的国家，为可燃冰的开采迈出了重要的一步。可燃冰是一种由天然气与水在低温(0～10℃)高压(>107 Pa)条件下形成的类冰状结晶物质。有人认为“可燃冰的开采和利用实现了由水变成油的梦想”，这种说法对吗?
【学生活动】讨论并交流。
可燃冰里不仅有水还有甲烷，其燃烧是指甲烷的燃烧，所以该说法错误。
【板书】3.煤——工业的粮食
【讲解】煤是由有机化合物和无机物组成的复杂混合物。其中有机化合物除主要含碳元素、氢元素以外，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。直接燃煤，会生成CO2、NOx、 SO2、烟尘等污染环境，并且热效率低。所以直接燃煤的方式不可取，应该考虑对煤进行综合利用。
【讲解】煤的综合利用主要包括煤的干馏、气化、液化。煤的综合利用一来减少了煤燃烧产生的SO2、氮的氧化物、碳的氧化物和烟尘等污染物的排放；二来提高了煤燃烧的热效率。煤的气化、液化就是使煤变成清洁能源的有效途径，煤的燃烧效率也得以提高。在加工煤炭以及使用煤作燃料的过程中，对产生的煤灰、煤渣、废气、废液等都加以合理的处理和利用，做到既消除污染又保护环境。
【过渡】历史上，石油曾被称为石漆、膏油、肥、石脂、脂水、可燃水等。直到北宋，沈括在世界上第一次提出了“石油”这一科学的命名。在《梦溪笔谈》中记载：“鄜、延境内有石油，旧说‘高奴县出脂水’，即此也。生于水际，沙石与泉水相杂，惘惘而出，土人以雉尾挹之，乃采入缶中。颇似淳漆，然之如麻，但烟甚浓，所沾帷幕皆黑。余疑其烟可用，试扫其煤以为墨，黑光如漆，松墨不及也，遂大为之。其识文为“延川石液”者是也。”不过这时候的石油存在着一个致命的弱点，那就是没有经过提炼的原油粘稠含杂质多，浓烟滚滚，房子都熏黑了，根本不可能大范围推广作为燃料。
他笔下的延州石油如今已成为我国著名的长庆油田，年产量二千万吨，约占全国十分之一。
【讲解】石油是由分子含有不同数目碳原子的各种烷烃、环烷烃等组成的复杂混合物。组成元素主要是碳、氢元素（98%）。
【板书】二、从石油中获取燃料
1.石油的分馏
【讲解】石油的分馏是通过加热和冷凝，把石油分离成沸点范围不同的产物。
石油分馏的原理:分子中碳原子数不同，烃的沸点就不同。通常情况下，随着烃分子中碳原子数的增多，烃的沸点也相应升高。加热石油，沸点低(分子中碳原子数较少)的烃先汽化，经冷凝后分离出来，随着温度的升高，沸点高(分子中碳原子数较多)的烃再汽化，经冷凝液化后也分离出来。
【投影】石油的分馏塔及分馏产物
【讲解】实验室中石油的分馏装置

所用主要仪器：酒精灯、蒸馏烧瓶、温度计、冷凝管、牛角管
注意事项：
①为测量蒸汽温度，温度计水银球应放在蒸汽出口处
②为了防止暴沸，蒸馏烧瓶中加入少量碎瓷片或者沸石
③冷凝管里冷水的循环方式：下进上出
【讲解】石油经过分馏后的到的产物仍然是混合物，除了可以用做燃料，又可应用于材料、医药、环境等诸多领域。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。以辛烷的燃烧为例：

【过渡】工业生产发现，石油的分馏产物中轻质液体燃料的产量不够高，所以为了提高轻质液体燃料的质量和产量，对石油分馏物进行了裂化。
【板书】2.石油的裂化
【讲解】工业上在一定条件(加热、使用催化剂)下,把相对分子质量较大、沸点较高的烃断裂为相对分子质量较小、沸点较低的烃的方法,称为石油的裂化。以十六烷为例：

【身边的化学】汽油的标号和辛烷值
加油站里的汽油有不同的标号，如92号、95号等。汽油的标号与其辛烷值相同。辛烷值是衡量汽油在气缸内抗爆震能力的一种数字指标，其值越高表示抗爆性越好。选择汽油时，并非标号越高越好，要根据发动机的参数要求进行合理选择。
【归纳对比】分馏与裂化

	分馏	裂化
原理
原料
目的
类型
主要产品

【课堂小结】

本节课内容较少，多数只是属于了解内容要求程度不高，但与工业生产和生活联系密切，因此在教学过程中多和生产和生活相联系，有助于激发学生的学习兴趣，有助于培养学生的科学精神和社会责任。

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