资源简介

课题2 化石能源的合理利用
第1课时
一、教学目标
1.了解化石能源的种类、组成及特点，认识化石能源是不可再生的重要自然资源。知道甲烷的可燃性和主要用途。
2.了解煤和石油的综合利用，知道石油炼制的几种主要产品及其用途。
二、教学重难点
重难点：化石能源的综合利用
三、教学准备
教学PPT及相关视频。
试剂和器材：甲烷、澄清石灰水、导管、烧杯、火柴等。
四、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
环节一 创设情境 引入新课 【导入】目前，人类利用的能量大多来自化石能源，如煤、石油和天然气等。这些化石能源及其加工后的产品常被用作燃料，因此化石能源也被称为化石燃料。 【过渡】那么，化石能源是如何被利用的？这节课我们就来学习这方面的知识。 倾听、思考。 创设情境，激发学生的求知欲。
环节二 新课讲解 【展示】展示煤的形成、石油和天然气的形成 煤的形成 石油和天然气的形成 【总结】化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化形成的，是不可再生能源。 【过渡】接下来我们一一来认识这几种化石能源。 【讲解】 煤被称之为工业的粮食和黑色的金子。煤是一种复杂的混合物，主要含有碳元素，此外，还含有H、O、N、S等元素。 煤的综合利用，可以通过将煤隔绝空气加强热分解（即煤的干馏）来实现，可得到许多有用的物质，如焦炭（冶金工业的重要原料）、煤焦油（重要的化工原料）等。也可以通过煤与其他物质反应来实现，如煤的气化，可得到煤气等物质。煤气是由一氧化碳、氢气和甲烷等组成的混合气体，可用作居民生活燃气和化工原料。 注意：这里煤的干馏、煤的气化都属于化学变化。 从地下开采出来的石油叫作原油，一般是黏稠的液体。 石油常被称之为工业的血液。石油也是一种复杂的混合物，主要含有C、 H两种元素，还含有少量S、N、O等元素。 将石油加热并使用催化剂炼制，再利用各成分的沸点不同进行分离（即石油的分馏），可得到多种燃料和化工原料，使石油得到综合利用。 注意：这里石油的分馏属于物理变化。 根据石油各成分沸点的不同，可分离出液化石油气、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等，它们各自的用途如图。 注意：液化石油气是石油化工的一种产品，加压后可储存在钢瓶中，一般作为燃料使用。液化石油气易燃易爆，其钢瓶内压强较大，使用时要注意安全。 【指导阅读】请同学们阅读课本P170页资料卡片——石油和煤的综合利用，尝试归纳石油和煤的综合利用途径。 【总结】 【过渡】认识了煤和石油的综合利用，接下来我们继续认识天然气。 【讲解】 有石油的地方，一般都有天然气存在。 我国是世界上最早利用天然气的国家。明代的《天工开物》记载了我国古代劳动人民利用天然气熬制井盐。 天然气主要含有由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的成分是甲烷（CH4）。 甲烷的物理性质 ① 通常状况下为无色、无臭的气体； ② 难溶于水，密度比空气小。 收集方法：向下排空气法、排水法。 【演示实验】播放视频：甲烷气体及其燃烧 【实验记录】 结论：甲烷具有可燃性，是可燃气体，燃烧生成二氧化碳和水。 注意：点燃甲烷前一定要检验纯度。 【讲述】池沼中产生的沼气的主要成分是甲烷。我国有些农村地区把农作物的秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就会产生沼气，可用作燃料。 【过渡】甲烷还是可燃冰的主要成分，什么是可燃冰？ 【指导阅读】请同学们阅读课本P172页可燃冰的相关内容。 【总结】海底埋藏着大量可燃烧的“冰”——可燃冰。 形成：可燃冰是在高压和低温条件下形成的，主要成分是甲烷水合物。 优点：具有热值高、储量巨大等优点，有望成为未来新能源。 缺点：如果开发和利用不当，有可能引发地质灾害和温室效应加剧等问题。 开采现状：2017年，我国在南海神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，创造了产气时长和产气总量的世界纪录。 【过渡】煤、石油、天然气是三大化石燃料，属于不可再生能源，近几年随着人们对能源需求量的日益增大，它们面临着被开采枯竭的现状。 【交流讨论】（1）按下表所示的化石能源储量和年产量，估算大约多少年后将可能没有可开采的煤、石油和天然气。 （2）在下图中表示你的估算结果，谈谈你对化石能源使用与开发的看法。 【总结】 （1）分别需要50.3年、18.5年、30.5年。 （2）； 化石能源是不可再生能源，储量有限，有计划的开采，防止过度，节约，合理利用。 因此合理利用与开发化石能源成为人们目前面临的迫切问题。 观看，倾听。 倾听、理解、记忆。 阅读课本，提取信息。 倾听、理解、记忆。 倾听、理解、记忆。 观看视频或教师演示实验，记录实验现象并分析。 倾听、理解、记忆。 阅读课本，提取信息。 倾听、理解、记忆。 交流讨论并回答。 通过观看图片，简单了解几种化石燃料的形成过程，进而认识化石能源是不可再生的重要自然资源。 通过教师讲解，让学生了解煤和石油的组成、特点以及煤和石油的综合利用，知道几种相关化工产品及其用途。特别注意：煤的干馏、煤的气化都属于化学变化，而石油的分馏属于物理变化。 培养学生阅读能力、提前信息能力。帮助学生归纳石油和煤的综合利用。 通过教师讲解，让学生了解天然气的相关知识，如组成、特点等，以及天然气的主要成分——甲烷的物理性质和收集方法。 通过播放视频或教师演示实验，让学生进一步直观认识甲烷的物理性质，重点理解可燃性。培养学生实验探究能力。 了解沼气的主要成分是甲烷。 培养学生阅读能力、提前信息能力。通过归纳总结，帮助学生认识可燃冰。 通过让学生估算当前化石燃料可使用的年限，来引导学生知道要合理利用与开发化石能源。
环节三 拓展延伸 【播放】煤的形成 观看视频。 拓展学生的知识面。
随堂作业 PPT展示。 做题。 通过习题巩固本节所学知识。
环节四 课堂小结 展示PPT第19页。 倾听并理解。 帮助学生梳理本节知识，便于学生记忆。
五、板书设计
课题2 化石能源的合理利用
第1课时
一、化石能源的利用
1．煤和石油（都是混合物）
①煤的综合利用
②石油的综合利用
2．天然气（主要成分是甲烷）
①甲烷的物理性质
②甲烷的化学性质
③可燃冰
6 / 6(共20张PPT)
—— 第七单元 能源的合理利用与开发 ——
课题2 化石能源的合理利用
第1课时
1.了解化石能源的种类、组成及特点，认识化石能源是不可再生的重要自然资源。知道甲烷的可燃性和主要用途。
2.了解煤和石油的综合利用，知道石油炼制的几种主要产品及其用途。
学习目标
重难点
天然气
石油
煤
化石能源
（化石燃料）
化石能源是如何被利用的？
化石能源是由古代生物的遗骸经一系列复杂变化形成的。
化石能源的利用
煤的形成
石油和天然气的形成
不可再生能源
煤
煤的干馏
与其他物质反应
混合物，主要含C，还含有H、O、N、S等
化学变化
焦炭——冶金工业的重要原料
煤焦油——重要的化工原料
煤气——用作居民生活燃气和化工原料
A
B
C
煤
工业的粮食
黑色的金子
1. 煤和石油
化石能源的利用
由CO、H2和CH4等组成的混合气体
如：煤的气化
隔绝空气、加强热
石油
石油
混合物，主要含C、 H，还含有少量S、N、O等
物理变化
分馏
液化石油气
汽油
煤油
柴油
润滑油
石蜡
沥青
原理：利用石油中各成分的沸点不同。
加热+催化剂炼制，
利用沸点不同分离
从地下开采出来的石油叫作原油，一般是黏稠的液体。
注意：液化石油气易燃易爆，其加压后储存在钢瓶内压强较大，使用时要注意安全。
工业的血液
石油和煤的综合利用
煤
隔绝空气加热到上千摄氏度
焦炉煤气
粗氨水
焦炭
煤焦油
合成
……
裂解
相对分子质量较小的分子
转化
石油中相对分子质量
较大的分子
2. 天然气
化石能源的利用
大庆油田
陆地和海洋油田生产。
明代《天工开物》记载了利用天然气熬制井盐。
渤海油田
我国是世界上最早利用天然气的国家。
天然气主要含有由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的成分是甲烷（CH4）。
甲烷的物理性质
① 通常状况下为无色、无臭的气体
② 难溶于水，密度比空气小
2. 天然气
化石能源的利用
排水法
向下排空气法
演示实验
甲烷气体及其燃烧
实验记录
实验内容 现象 化学方程式
甲烷燃烧，火焰上方罩一个干冷的烧杯
往烧杯中倒入澄清石灰水，振荡
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
点燃
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3↓ + H2O
火焰呈淡蓝色，放出热量，烧杯内壁出现水雾
澄清石灰水变浑浊
结论：
甲烷具有可燃性，是可燃气体，燃烧生成二氧化碳和水。
注意：点燃甲烷前一定要检验纯度。
沼气的主要成分是甲烷。
沼气的制取和利用图
可燃冰
具有热值高、储量巨大等优点，有望成为未来新能源。
② 优点：
① 形成：
在高压和低温条件下形成的，主要成分是甲烷水合物。
如果开发和利用不当，有可能引发地质灾害和温室效应加剧等问题。
③ 缺点：
2017年，我国在南海神狐海域进行的可燃冰试采获得成功，创造了产气时长和产气总量的世界纪录。
④ 开采现状：
从我国南海开采的可燃冰样品
陆地冻土区可燃冰实物样品
按表所示的化石能源储量和年产量，估算大约多少年后将可能没有可开采的煤、石油和天然气。
合理利用与开发化石能源
化石能源 储量 年产量
煤 2 079亿吨 41.3亿吨
石油 36.89亿吨 1.99亿吨
天然气 63 393亿立方米 2075.8亿立方米
2021年我国化石能源储量和年产量
思考讨论
在图中表示你的估算结果，谈谈你对化石能源使用与开发的看法。
≈50.3年
≈18.5年
≈30.5年
拓
展
小
课
堂
1.天然气、沼气、可燃冰的主要成分都是甲烷，下列说法错误的是（ 　）
A．天然气不属于化石燃料
B．沼气是可再生能源
C．合理开发可燃冰可以有效缓解能源危机
D．在一定条件下，当甲烷与空气达到一定比例时会发生爆炸
A
三大化石燃料：煤、石油、天然气
2.下列关于燃料综合利用的说法正确的是（ 　）
A．石油分馏制得汽油、柴油等产品
B．煤在空气中加强热制得焦炭、煤油和汽油等产品
C．石油的分馏和煤的干馏均属于化学变化
D．石油是由一些沸点不同的化合物组成的混合物，不加热就可以直接燃烧
A
解析：
B、煤隔绝空气加强热可制得焦炭、煤焦油和煤气等产品；
C、石油的分馏属于物理变化，煤的干馏属于化学变化；
D、石油是由一些沸点不同的化合物组成的混合物，燃烧需要同时具备三个条件，所以不加热不会直接燃烧。
3.我国南海海底含有大量的“可燃冰”。“可燃冰”外形似冰、可以燃烧，其中主要含有甲烷水合物。下列说法正确的是（ 　）
A．通常状况下，天然气和水就能结合成“可燃冰”
B．“可燃冰”燃烧时只生成水
C．“可燃冰”能燃烧，说明水具有可燃性
D．开采“可燃冰”时，甲烷泄漏会造成温室效应
D
解析：
A、“可燃冰”是在低温、高压的条件下形成的；
B、“可燃冰”主要含有甲烷水合物，所以燃烧会生成二氧化碳和水等；
C、“可燃冰”主要含有甲烷水合物，具有可燃性，但是水没有可燃性。
课堂小结
通过本节课的学习，我们知道了：
01
煤和石油
02
天然气
甲烷的物理性质：无色无臭气体，难溶于水，密度比空气小
甲烷的化学性质：在氧气中燃烧：
课题2 化石能源的合理利用
第
1课
时
煤的综合利用：隔绝空气加强热、气化等，可得到焦炭、煤焦油、煤气等
石油的综合利用：加热、催化剂炼制，再利用沸点不同分馏，可得到液化石油气、汽油、煤油等产品
CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O
点燃
可燃冰
再见

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