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第四章 有机物
华师大版九年级上册
第3节 煤、石油和天然气
教学目标
科学观念：知道煤、石油和天然气的形成、利用等；学习煤的
干馏、气化和液化；石油的分馏；了解可燃冰的来源与利用。
科学思维：让学生养成从生活寻找知识的习惯。培养学生通过
现状，怎么寻找解决办法的能力。
探究实践：针对煤、石油和天然气提出可探究的科学问题,能通
过观察、查阅资料、调查等方式获取煤、石油和天然气的用
途及形成等信息。
态度责任：让学生知道能源的现状，倡导学生节约能源；培养
学生关注科学新知识的兴趣。
讨论交流
目前，你家里烧饭、烧水主要的燃料是什么？
液化石油气（钢瓶中的“煤气”）
管道煤气
电磁炉、电饭锅、电烤箱、电热水壶……电热器
……
液化石油气是来自哪里？
管道煤气的主要成分是什么？哪来的？
一起进入新课堂：煤、石油与天然气
新知导入
煤、石油和天然气是地球留给人类的一笔财富，它们不仅是能源，而且还为人类提供宝贵的基本化工原料。
煤是世界上最古老的化石燃料之一，被称为“工业的粮食”；
石油是“工业的血液”，不仅是重要的工业原料，还是宝贵的工业原料；
天然气一般是指在地底下形成的可燃性，主要成分是甲烷。
珍惜资源、合理地利用资源是我们每个人的责任。
新知讲解
一、能源与化石燃料
1、能源：
能源是指能够提供能量的资源。种类众多，太阳能、电能、光能、化学能、热能、机械能、生物质能等都属于能源。
2、燃料：
燃料是指可燃烧的物质。柴草、酒精、汽油、液化石油气、天然气等都是燃料；
3、化石燃料:
化石燃料也称矿物燃料，一般是指煤、石油和天然气。
阅读
阅读：教材P79相关内容:
1、煤的形成？
2、组成成分？
古代的植物， 埋在空气不足的地底下，逐渐形成煤。
含有机物和无机物。组成煤的主要元素是碳、氢、氧、氮、硫、磷等。煤是一种常规能源，大量用作燃料燃烧，被人们称为“工业的粮食”。
新知讲解
二、煤
1、煤
煤又称煤炭。全球化石能源中，煤的储量最为丰富。煤也是最早被人类使用的固体矿物燃料。
新知讲解
2、煤的形成
古代植物埋在地下，处在空气不足的 条件下，经过漫长的岁月，逐渐转变成煤。
3、煤的成分：
煤是一种复杂的混合物，既含有机物，又含灰分等无机物。组成煤的主要元素是碳，另外还有一定量的氢、氧、氮、硫、磷等。
煤被人们称为“工业的粮食”。
交流讨论
煤可以直接燃烧，根据煤的组成你能推测煤燃烧后的产物吗？为什么直接燃烧煤会造成环境污染与资源浪费？
煤由碳、氢、硫等多种元素组成，燃烧后会生成二氧化碳、二氧化硫等多种产物，不会易形成酸雨，增加空气中PM2.5，还加剧温室效应。所以煤炭直接作为燃料燃烧时，不但资源的利用率低，而且会对环境造成污染。
因此，如何将煤转化成清洁的能源，并从煤中提取宝贵的化工原料呢？这已成为人们普遍关注的问题。
新知讲解
4、煤的转化：
煤的转化主要有三种方式：干馏、气化与液化。
（1）煤的干馏：
把煤置于隔绝空气的密闭炼焦炉中加强热，煤分解成固态的焦炭（占 70%～80%）、液态的煤焦油（占 2%～5%）和气态的焦炉煤气（占 10%～20%），这就是干馏。
干馏
煤
固态：焦炭（炼铁）
液态：煤焦油（用于化工、 医药、农药、染料、炸药）
气态：焦炉煤气（燃料）
新知讲解
（2）煤的气化：
气化是指煤在高温、氧气不足的条件下转化成煤气。
煤气是H2、CO、CO2、CH4、N2（由空气带入）的混合气体。煤气是一种清洁、方便、燃烧效率很高的燃料，也可作化工原料。
（3）煤的液化：
煤液化可制成人造石油。
另外，煤渣可做建筑材料，甚至可从煤灰中提取钒、铝、铀等金属。
新知讲解
5、煤的综合利用：
小资料
人工合成染料的偶然发现
视频：
视频：煤
（点击图片可播放）
新知讲解
三、石油
1、石油的形成：
石油是由远古的动植物遗体在地下经过漫长而复杂的变化而形成的棕黑色黏稠液体。
未经处理的石油称为原油。
2、石油的成分：
石油主要含碳和氢，此外还有氧、氮、硫等。与煤相比，石油的含氢量较高， 含氧量较低。
小资料
世界上有两大产油带，一个北起阿拉斯加和加拿大，经美国西海岸到南美委内瑞拉、阿根廷；另外一个从地中海经中东到印度尼西亚。我国大庆、胜利、大港、任 丘、中原、渤海、南海等油田的发现，是著名地质学家李四光所创立的地质力学理论的应用成果。
海上油井
新知讲解
3、石油的炼制
石油的炼制主要有分馏、裂化、重整、精制。
依据：
石油是由许多沸点不同的有机物组成的混合物，必须经过炼制才能使用。
（1）石油的分馏：
用连续加热的方法能使这些沸点不 同的有机物依次气化，再使这些气化物依次冷凝，可得到各种燃料和化工原料。 这种炼制石油的方法叫做分馏。
石油
分馏
汽油、煤油、柴油：交通与军事设施的动力能源
石油气中的乙烯、丙烯、丁烯：宝贵的化工原料
丁烷（C4H10）和丙烷（C3H8），稍加压力即能液化，存储在高压钢瓶中，称为液化石油气，可作燃料。
（C2H4）（C3H6）（C4H8）
产品
余料：
新知讲解
（2）石油的综合利用：
石油用于化学工业的虽然只占 7%，但从石油产品中可加工制得 5 000多种化工原料。轻巧实用的塑料、色泽
鲜艳的合成纤维、能与天然橡胶媲
美的合成橡胶、家用的洗涤剂，还
有染料、炸药、 化肥等都是由石油
产品加工而成的。
将炼油厂和化工厂组成石油化
工联合企业可对原油有效地加工与
综合利用。
视频：
石油成分与物理性质
（点击图片可播放）
阅读
石油化工是我国名副其实的支柱产业，汽车、电子、建材等行业的发展又推动了石油化工的发展。例如：每10000辆汽车要消耗780t塑料、280t合成橡胶、363t涂料与188t胶黏剂。
上海化学工业区是中国改革开放以来第一个以石油和精细化工为主的专业开发区。位于杭州湾北岸，规划面积为29.4km2 ，最终向西与上海石化连成片后，将形成占地近60km2 的化工产业带。上海化学工业区的开发建设引入了世界级大型化工区的“一体化”先进理念，通过对区内产品项目、公用辅助、物流传输、环境保护和管理服务的整合，为开发区投资者提供最佳的投资环境。目前，英国石油化工、德国巴斯夫、德国拜耳、美国亨斯迈等跨国公司以及苏伊士集团、荷兰孚宝、法国液化空气集团、美国普莱克斯等 世界著名公司已落户区内。化工区的建设目标是成为亚洲最大、最集中、水平最高的世界一流石化基地之一，到2015年力争世界第三，仅次于美国的德克萨斯—休斯敦化工区和比利时的安特卫普化工区，年加工原油能力达3 000万吨，年产乙烯超过 400万吨。
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四、天然气
1、天然气的形成：
天然气是古生物遗骸长期沉积地下，经慢慢转化及变质裂解而产生之气态碳氢化合物，具可燃性，多在油田开采原油时伴随而出或纯天然气气田，也有少量出于煤层。
2、天然气的成分、作用：
天然气是指蕴藏在地壳中的可燃性气体，主要成分是甲烷（CH4）。
天然气是“清洁”的燃料。天然气在全球总能源结构中所占的比例正在不断上升。
由于天然气可制备上百种化工产品，因而也是宝贵化工原料。
新知讲解
3、煤、石油、天然气
新知讲解
4、安全使用天然气
天然气常与石油、煤炭伴生。
钻探石油发生井喷就是因为地层中的天然气在高压下向外喷发的缘故。
矿井中甲烷等可燃性气体达到一定浓度时遇明火会引起爆炸，故应注意安全生产。
天然气的爆炸极限是5%-15%，即天然气在空气中的浓度为5%-15%的范围内，遇火即发生爆炸。而浓度低于5%或者高于15%，都是不会发生爆炸的。
点燃天然气、氢气等可燃性气体前一定要先验纯
拓展
石油生成的同时，会产生大量的伴生物：石油天然气。在开采石油的同时，这些气体也会随之喷出来。这些气体在空气中达到一定浓度时，会发生爆炸。
所以。为安全起见，都会专门开一个口子，在其上建一个高达数十米的“烟囱”，让这些气体沿
着“烟囱”被导出，在出口燃烧变
成二氧化碳，排放到高空。二氧化
碳是不会爆炸的。
不只是在海上采油，几乎所有
的油田都有这个装置。
海上石油天然气开采时为什么会有一团火在燃烧
视窗
可 燃 冰
海洋深处的甲烷，在高压和低温条件下与水形成水合物。天然气水合物晶体无色透明，外形似冰，因含大量可燃的甲烷，故俗称可燃冰。1m3可燃冰释放出的能量相当于160～180m3天然气的能量。估计全球可燃冰所能提供的能量是石油、煤、天然气等所有其他化石燃料总能量的2倍。因此，可燃冰可能成为21世纪
的新能源。经勘察，我国南海有巨大的可燃冰带，
东海也已发现可燃冰。与石油、天然气相比，可燃
冰不易开釆和运输，至今还没有完美的开采方案。
另外，只要海底温度或压力稍有变化，甲烷就可能
呈气态逸出进入大气，成为全球气候快速变暖的可
能因素。
（点击图片可播放）
课堂练习
1、下列关于石油和天然气的叙述错误的是（ ）
A． 天然气是混合物
B． 石油是可再生资源
C． 石油是一种化石燃料
D． 天然气的主要成分是甲烷
B
课堂练习
2、“信息”“材料”“能源”被称为新科技革命的三大支柱，下列叙述不正确的是（ ）
A. 太阳能、氢能将是未来发展的主要能源
B. 新型材料将在航空航天领域中得到广泛应用
C. 塑料制品的广泛应用“有百利而无一害”
D. 用乙醇汽油作为汽车的燃料，可节省石油资源，减少汽车尾气的污染
C
课堂练习
3、下列有关煤、石油、天然气等资源的说法正确的是（ ）
A．石油裂解得到的汽油是纯净物
B．石油产品都可用于加成反应
C．天然气是一种清洁的化石燃料
D．煤就是碳，属于单质
C
课堂练习
4、下列行为不利于遏制污染的是（ ）
A．对工业污水作处理使之符合排放标准，防止水体污染
B．将废电池填埋，避免重金属污染
C．机动车用压缩天然气替代汽油，减轻空气污染
D．使用微生物降解塑料和光降解塑料，减少白色污染
B
课堂练习
5、下列说法中，正确的是（ ）
A．煤的干馏是物理变化
B．石油裂解的主要目的是为了得到更多的汽油
C．石油分馏能得到不同沸点范围的产物
D．石油裂化主要得到的是乙烯、丙烯等
C
课堂练习
6、如图是我国《可再生资源法》倡导的碳资源的转化与循环利用示意图。下列做法与该图体现的理念不符的是（ ）
A. 过度开采煤、石油作为燃料
B. 二氧化碳作为原料生产尿素
C.将秸秆加工转化为酒精燃料
D. 将石油精炼，制备合成材料
A
课堂总结
1、煤、石油和天然气都三种最重要的矿物燃料，都属于混合物；
2、煤是最早被人类使用的固体矿物燃料，煤的主要元素是碳，可经过干馏、气化与液化等转化成焦炉煤气等清洁的能源，并提取焦炭、煤焦油等宝贵的化工原料；
3、石油的主要元素是碳和氢，石油是由许多沸点不同的有机物组成的混合物，需要经过分馏、裂化、重整、精制等炼制才能使用；炼制得到的汽油、煤油、柴油是重要的动力能源；石油气中乙烯、丙烯、丁烯都是宝贵的化工原料，剩下成为液化石油气，可作燃料；
4、天然气天然气是“清洁”的燃料，主要成分是甲烷；点燃时要验纯，以保安全。
板书设计
三种重要的矿物燃料
煤
石油：炼制→
天然气
主要元素：碳
转化方式：
干馏→焦炭（炼铁）、煤焦油（重要化工原料）、焦炉煤气（燃料）
气化→煤气（H2、CO、CO2、CH4、N2混合气体）
液化→人造石油
动力能源：汽油、煤油、柴油
化工原料：石油气中乙烯（C2H4）、丙烯（C3H6）、丁烯（C4H8）
液化石油气：燃料
主要成分：甲烷
清洁能源，但需要验纯才能点燃
作业布置
1、复习本课时内容；
2、完成作业本相应内容；
3、完成教材P85-86练习。
谢谢
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