学习必备欢迎下载 课题 2 燃料的合理利用与开发 教学目标 1. 知道物质发生化学变化时伴随着能量变化，既有放热反应， 也有吸热反应； 认识 通过化学反应实现能量转化的重要性。 2. 知道化石能源的用途；知道石油是由众多成分组成的混合物，了解通过石油的炼 制可以得到液化石油气、汽油、柴油等产品；认识化石能源是人类重要的自然资源，对 人类生活起着重要作用。 3. 了解化石燃料的不可再生性，燃料充分燃烧的重要性，以及化石燃料燃烧对环境 的影响，认识合理利用和开发资源、节约使用化石燃料的重要性；树立环境保护意识。 4. 树立辩证地认识问题的意识，正确认识化学的作用。 教学重点 1. 了解化石燃料的形成过程和不可再生性，认识化石燃料对人类所起的重要作用。 2. 了解化学反应中的能量变化，知道石油炼制的几种主要产品及用途。 3. 了解燃料对环境的影响，懂得选择对环境污染较小的燃料，认识新能源开发的重 要性。 教学难点 1. 燃料燃烧对空气污染的原因，选用燃料的依据及新能源的优点。 2. 培养学生独立思考、加工信息的能力。 教具准备 投影仪，冷而干燥的烧杯，试管，小烧杯，玻璃片；CH4气体，镁条，盐酸，氢氧 化钡晶体，氯化铵晶体。 课时安排 2课时。 教学过程 第 1课时 一、导入新课 在上节的学习中，我们知道人类已有几十万年的利用燃烧的历史，燃料与我们的生 活及发展有密切的关系。那么，我们为什么使用这些燃料？燃烧所用的燃料有哪些呢？ 学习必备欢迎下载 今天我们就来解决这个问题。 二、新课教学 1. 化学反应中的能量变化 我们使用燃料，是利用它们燃烧时发出的热量。那么，是不是只有通过燃烧才能获 得热量呢？我们下面就做个实验。 实验 7- 3：在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰（或几小块食品袋中的干燥剂， 主要成分为 CaO） ，再加入约 2 mL水，观察现象，并用手轻轻触碰试管外壁。 现象 手的感觉 化学方程式CaOH2OCa( OH)2 由实验可以知道，生石灰与水反应放出热量。这种化学反应过程中的放热现象在许 多化学反应中都会发生。 本实验的目的是让学生感受化学反应中的能量变化。通过实验，让学生知道放热反 应不一定来自于燃料的燃烧。同时可适当补充一些实验，如镁与盐酸反应等。 总结：化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化。能量的变化通常表现 为热量的变化，有些反应是放出热量的，如氧化钙与水反应、镁与盐酸反应等；有些反 应则是吸收热量的，如碳与二氧化碳的反应 问题：在生产生活中人类是如何利用化学反应产生的热量的？举例说明。 总结：在当今社会，人类需要的大部分能量是由化学反应产生的，最常见的就是生 活燃料的使用，如利用化学反应产生的能量做饭、取暖等。此外，人们还利用燃烧等化 学反应产生的能量发电，烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭等；爆炸是瞬间产生巨大能量 的反应，利用爆炸可以开矿采煤、开山炸石、拆除危旧建筑等等。 过渡：目前，人类通过化学反应获得的能量，大多是来自与化石燃料的燃烧，而化 石燃料又是有限的。因此，如何利用化学燃料就是一个重要的问题了。 2. 化学燃料的利用 讨论：化石燃料主要有哪些？这些燃料能不能再生？它们是怎样形成的？ 教师引导学生读教材第137页图 7-18、图 7- 19和相关内容，回答化石燃料的种类、 形成过程、特点等。 （1）煤和石油 观看视频：煤的成因、存在与开采、 石油的形成 ，了解煤和石油。 问题：煤是混合物还是纯净物？它的主要成分是什么？ 明晰： 煤是复杂的混合物，主要含有碳元素，此外， 还含有氢元素和少量的氮、硫、 氧等元素以及无机矿物质。将煤作为燃料，主要是利用碳元素与氧反应所放出的热量。 问题：煤怎样综合利用煤？ 明晰：煤的综合利用，是将煤隔绝空气加强热，使煤分解成许多有用的物质，如焦 炭、煤焦油、煤气等。煤气作为生活燃气， 在一些城市被使用，它的主要成分为氢气( H2) 、 甲烷 ( CH4) 、一氧化碳 ( CO) 和其他气体等。 问题：石油含有哪些成分？怎样炼制？ 学习必备欢迎下载 明晰：从油井中开采出来的石油叫做原油，是一种黏稠状的液体。石油中主要含有 碳和氢两种元素。 将石油加热炼制， 利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离， 可得到不同的产品， 使石油得到综合利用。 石油炼制的产品有：溶液油、汽油、煤油、柴油、润滑油、石蜡等。具体用途可见 教材第 138页表 7- 22。 问题：液化石油气是什么？它有什么用途？ 明晰：液化石油气是石油化工的一种产品。它是经加压后压缩到钢瓶中的，瓶内压 强是大气压强的78倍。一些城镇的家庭用一种罐装液化石油气作燃料。 （2）天然气 教师指导学生阅读教材第139、140页内容，然后思考如下问题： 天然气的主要成分是什么？它属于纯净物还是混合物？沼气指什么？简单说 说如何制沼气？ 如何通过实验证明甲烷中含有氢氧元素？ 评价学生设计方案。 实验 7- 4：观察甲烷的颜色、状态。点燃从导管放出的甲烷，在火焰的上方罩一 个冷而干燥的烧杯。过一会儿，观察烧杯壁上的现象。 迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡，观察现象。 说明：这个实验说明甲烷中含有碳元素和氢元素。 现象： 烧杯内有无色液滴产生；澄清石灰水变浑浊。 化学方程式为：CH2 +2O 2CO2 +2H 2O；CO2+Ca( OH)2CaCO3+H2 O。 视频： 天然气与沼气 ，然后介绍我国一些农村建沼气池，利用沼气产生的能量进 行日常生活的情况。在农村的学校，教师可鼓励学生根据实际情况向家长宣传沼气的好 处，在自家建沼气池。 过渡：化石燃料的特点是不可再生，总有一天会用完，所以我们需要合理利用和开 发化石能源。 （3）合理利用和开发化石能源 讨论：化石燃料用不了多久就耗完了，你有怎样的对策？ 结合教材内容计算并在图上表示讨论并发表见解。 讨论：在日常生活中你是否遇到过这样的情况：做饭时，有时燃气灶或煤炉的火焰 呈现黄色或橙色，锅底出现黑色。此时就需要调节一下灶具或炉具的进风口，这是为什 么呢？ 回答：氧气不充足时，燃料中的碳不能充分燃烧，产生黑烟，并生成CO等物质， 使燃料燃烧的利用率降低，浪费资源，且污染空气。所以，控制燃烧反应，使燃料充分 燃烧，对于节约能源非常重要。 问题：要使燃料充分燃烧，需要考虑什么？ 回答：使燃料充分燃烧通常考虑两点：一是燃烧时要有足够的空气；二是燃料与空 气要有足够大的接触面。如果能有效地提高煤等化石燃料的燃烧利用率，就相当于延长 了化石能源的使用期限。 点燃 学习必备欢迎下载 教师要引导学生了解化石燃料的不可再生性，认识合理开采和节约使用化石燃料的 重要性，增强节约使用能源的观念。 过渡：当人们正在担心化石能源将被耗尽的时候，科学家们发现了“救星”，它是 什么呢？ 回答：可燃冰。它主要含有甲烷水合物。 讨论：我们现在是否可高枕无忧，等着大量使用可燃冰？ 回答：可燃冰虽然能成为未来的新能源，但是目前在开采技术上还存在着困难。 三、课堂小结 本节课你有什么收获？ 第 2课时 一、导入新课 展示一幅优美的自然风景图画，并配上优美的音乐。 讲述：人类一直生活在空气清新、风景如画的美好世界里。可是工业革命以后，人 类突然发现，在我们生活的世界里，天不再是那么湛蓝，水不再绿，空气不再清新。思 考一下，造成这种现象的原因是什么？ 学生发表见解：煤的燃烧会污染空气、工厂所产生的废气、汽车尾气 总结：煤和石油产品的燃烧会污染空气，今天我们就探究燃料的使用对环境造成的 影响。 二、新课教学 1. 使用燃料对环境的影响 （1）化石燃料燃烧造成空气污染的原因 燃料中的一些杂质，如硫等燃烧时，产生空气污染物，如二氧化硫等； 燃料燃烧不充分，产生一氧化碳等； 未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中形成浮尘。 （2）煤的燃烧对环境的影响 煤燃烧时排放出二氧化硫( SO2)、二氧化氮 ( NO2) 等污染物。这些气体或气体在空 气中发生反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨。 这一问题日益受到人们的关注和重视， 目前，我国已大力推广使用脱硫煤，很多地方已用天然气来替代煤。 （3）汽车用燃料对环境的影响 展示图片：城市交通、尾气排放。 讨论：多数汽车使用的燃料有哪些？考虑石油中所含元素，分析尾气中的污染物有 哪些。 学习必备欢迎下载 探究：为了减少汽车尾气对大气的污染，目前各国在燃料的使用和汽车的制造技术 方面采取了一些措施，你们知道的有哪些？ 提示：可从汽车用燃料的成分改良和充分燃烧的角度推测减少污染的方法。 2. 能源的利用与开发 化石燃料的大量使用已经严重威胁地球，大自然已经给人类发出了严重警告，我们 每个人都应该做地球的清洁卫士，请同学们想一想有什么办法可以控制这种局势的蔓延 呢？ 提问：你知道的清洁燃料和新能源有哪些？ 教师引导学生阅读教材，然后从资源、环境、经济等方面考虑煤、煤气、液化石油 气、汽油、柴油、酒精等各有什么优缺点？你认为使用哪种燃料较好？ 过渡：现代社会对能量的需求量越来越大，化学反应提供的能量已不能满足人类的 需求。我国各地区及世界各国也都在利用和开发新的能源。 提问：你知道有哪些能源是可被人类利用的吗？ 太阳能、核能、风能、地热能、水能、潮汐能等。 展示能源图片。 这些能源的利用，不但可以部分解决化石燃料面临耗尽的问题，还可以减少对环境 的污染。希望同学们将来长大了，能将自己所学知识应用到开发和利用更理想更实用的 清洁能源方面，为人类生活质量的进一步提高作出自己的贡献。 三、课堂小结 学完本课题你应该知道： 1. 物质发生化学反应的同时，伴随着能量的变化，通常表现为热量变化，即有效放 热现象或吸热现象发生。 2. 化石燃料包括石油、煤、天然气等，是重要的能源。 3. 使燃料充分燃烧通常考虑两点：一是燃烧时要有足够的空气；二是燃料与空气要 有足够大的接触面。 4. 化石燃料燃烧时可能对环境造成不良影响，应选择使用不污染环境或对环境污染 较小的燃料。在化石燃料中，天然气是比较清洁的燃料。 5. 化石燃料面临耗尽的危险，应合理开采、使用和开发化石燃料以外的清洁燃料， 综合利用资源和开发新能源具有重要意义。 四、布置作业 1. 教材第 147148 页“练习与应用”第19 题。 2. 调查与研究：调查汽车、工厂、家庭等使用的不同燃料的性能、价格、对环境的 影响，以及所采用的环保措施等，写出调查报告或小论文。