资源简介

课题2 燃料的合理利用与开发
（第一课时）
教材分析
本课题紧扣单元主题，是一个承上启下的课题。“承上”是学生已经学习了课题1《燃烧和灭火》，知道了有关燃烧的知识后，进一步学习有关化石燃料的燃烧。本课题从燃烧的化学本质入手，初步介绍了燃料燃烧产生热量的原因之后，再介绍燃料的合理开发和利用，“启下”是学生还要学习使用燃料对环境的影响。本课题的教学内容分为两个课时进行。本节课主要学习化学反应中的能量变化以及化石燃料的利用。
学情分析
九年级的学生已经具备了一定的自主学习，采集信息的能力，并且对生活所用的燃料也有一定的了解，本节课在此基础上，通过实验探究、讨论交流等自主学习的形式来使学生达到学习目的。本单元在内容的安排上注意从学生的亲身体验出发，选择学生熟悉和生活中常见的知识和现象，并配合图像，增强学生对知识的感受，把学习的主动权交给学生。
教学目标
1.知识与技能
(1)了解化学反应的能量变化。
(2)知道化石燃料的组成，了解煤和石油的综合利用。
(3)了解化石燃料的不可再生性，认识燃料充分燃烧的重要性。
2.过程与方法
(1) 运用实验探究的方法得出化学反应中的能量变化。
(2) 通过研读、思考、交流讨论，归纳出化石燃料的相关信息。
3.情感态度与价值观
通过对化石燃料的形成、使用年限，对人类所起的重要作用的了解，使学生认识到合理开发的重要性，培养节约利用资源的意识。
教学重点
1.化学反应中的能量变化。
2.煤和石油的综合利用。
教学难点
1.化学反应中的能量变化。
2.燃料充分燃烧的条件和意义。
教学方法：创设情境→实验探究→归纳总结→联系实际→拓展视野。
教具准备：(1)教学设备：多媒体(2)主要仪器及药品：试管、冷而干燥的烧杯、导管、酒精灯、胶头滴管；生石灰、CH4气体、澄清石灰水、镁条、稀盐酸。
教学过程：
【提出问题】俗语说，开门七件事：柴米油盐酱醋茶，“柴”起什么作用？为何排首位？里面又包含了什么化学知识？
【学生回答】农村使用的燃料有柴、草、农作物桔杆等，城镇则使用煤、石油液化气、煤气等，我们经常利用这些生活燃料产生的热量做饭，取暖。
（设计意图：情景激疑，激发学习兴趣，引入新课。）
【设问】燃烧是一种典型的化学反应，可以放出大量的热。有没有不通过燃烧也能放出热量的化学反应呢？
（设计意图：问题设疑，揭示了下面将研究的内容。）
【板书】一、化学反应中的能量变化
【合作探究】学生分组完成[实验7-3]，以及实验[镁与盐酸反应]，并完成下表。
反应 生石灰与水反应 镁与盐酸反应
现象
手的感觉
化学方程式 CaO+H2O=Ca（OH）2 Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
结论
（设计意图：将演示实验改为学生的活动实验，直观性更强，利于培养学生动手操作的能力及由实验现象总结规律的思维方式。）
【多媒体展示】学生的实验现象（表）引导学生通过实验现象可知该反应中是否有热量的变化。并介绍生石灰与水发生反应放出热量，此反应的实际应用：“雪中煮鸡蛋”、“自热式盒饭”等。
【讲解】能量的变化通常表现为热量的变化，有的放出热量，如生石灰与水的反应、镁与盐酸的反应，有的吸收热量，如碳与二氧化碳的反应要始终在高温条件下，才能持续的发生。不仅不放出热量，还要从外界吸热。
【强调】能量变化情况是特指“反应中”的能量变化，而不能只考虑反应前是否加热，来判定化学反应的能量变化情况。同时也不能片面的认为只要有热量变化，就一定属于化学变化的吸热或放热现象。如金属导线通电放热属于物理变化。
（设计意图：将知识深化、提高，避免误区的出现。）
【多媒体展示】课本P136图7-15，P137图7-16、7-17。
【组织讨论】化学反应中的热量变化被应用于生活和生产中，你能举出一些实际应用的例子吗？
【小组讨论】代表发言：天气寒冷的时候，能够自行发热的“暖宝宝”，主要成分是铁粉等，打开后可立即与空气中氧气作用，发生放热反应。有些同学还发现，我们自身维持正常的体温和日常活动所需要的能量，都是食物在人体内发生化学反应产生的。
（设计意图：将化学反应的能量变化应用于解决生产、生活实际问题中去，体会到知识的学以致用。）
【过渡】人类通过化学反应获得的能量，大多来自化石燃料的燃烧，对于煤、石油、天然气的形成、开采、现状、深加工、利用，你知道多少？
【板书】二、化石燃料的利用
【讲解】化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列的复杂的变化形成的，是不可再生能源。
【自学指导】多媒体展示图7-18、图7-19，并提出问题。
1、有关煤：①煤的形成、组成元素、②煤的开采、③煤的加工、④煤的利用。
2、有关石油：①石油的形成和组成元素、②石油的开采、③石油的炼制、④石油的利用。
【学生自学】阅读教材，回答问题。
1．煤是复杂混合物，主要含有碳元素，此外，还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质。若把煤直接做燃料，不仅浪费化石燃料，还会产生SO2 等空气污染物将煤隔绝空气加热，可使煤分解成焦炭、煤焦油和焦炉气等。这样煤就能被综合利用了。
2．石油也是混合物，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，可得到不同的成品。使其综合利用。
（设计意图：通过学生的自主学习，让学生体会教材的重要性，培养学生自学的能力和总结归纳的能力。）
【归纳总结】
种类 煤（工业的粮食） 石油（也叫原油，工业的血液）
状态 固态 液态
主要元素 C C、H
炼制方法 隔绝空气加热（干馏） 利用沸点不同，将它们加热炼制（分馏）
产品用途 焦炭、煤焦油、煤气等 汽油、煤油、柴油、石蜡等
【提出问题】现今，很多家庭用较为清洁的天然气作燃料，大家了解天然气吗？天然气的主要成分是什么？主要由哪些元素组成？
【演示实验】课本P139实验[7-4]，强调甲烷在点燃或加热前应检验其纯度，目的是防止与空气（O2）混合达到爆炸极限，遇到火源发生爆炸。
【学生观察】实验现象，并完成下表。
实验现象 分析（化学方程式）
干冷的烧杯
倒入澄清石灰水的烧杯
【学生回答】根据燃烧产物，得出甲烷是由碳元素和氢元素组成的。甲烷燃烧的化学方程式： CH4+2O2CO2+2H2O
【小结】甲烷（CH4）是天然气、沼气、瓦斯等气体的主要成分。并归纳甲烷的物理性质：无色、无味的气体，密度小于空气的密度，难溶于水；化学性质：可燃性。
（设计意图：利用演示实验的现象观察归纳总结出甲烷燃烧的产物，进而完成化学方程式，这是“信息分析题”的解题思路，将知识与解题进行有机地结合，润物细无声。）
【设问】现在很多地方的村民家用沼气代替了柴草做饭，告别了传统的“烟熏火燎”，你知道沼气是怎样产生的？
【多媒体展示】
1.沼气的制取和利用。
2.我国化石燃料的现状及天然气资源的开发利用（介绍我国的南海资源）。
【组织讨论】目前，人类通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料，而化石燃料资源是有限的。煤、石油、天然气等化石燃料的形成，并非一日之功，它要经过数百万年才能形成。化石燃料已经面临被耗尽的危险，应合理开采，并节约使用。但人类目前掠夺式的开发，会给我们的子孙后代造成什么样的影响呢 阅读表7-3，如果按照表中所示的化石能源基础储量和开采速度，大家估算多少年后我国的石油和天然气将被耗尽
【小组讨论】对数据进行处理分析，互相交流对化石燃料使用与开发的看法。
【多媒体展示】将同学们的估算结果展示出来发现，随着我国化石燃料的使用量日益增长，化石燃料正越来越难以满足人类的需求，我们要合理利用和开发化石能源。要节约能源，不能浪费。
（设计意图：正确认识我们生活中的能源，启发学生增强社会责任感和危机意识。同时培养了学生分析数据的能力。）
【组织讨论】在日常生活中，我们有时会发现燃气炉中的火焰是黄色的，或发现锅底出现黑色，这是为什么，如何去解决？
【分组讨论】代表呈现：燃料因缺少空气燃烧不充分，应调节炉具加大进空气量。
【提出问题】怎样使燃料充分燃烧？
【学生回答】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。
【拓展】生活中，为什么将煤饼制成蜂窝煤？为什么将柴火架起来燃烧？
【讨论回答】增大燃料与空气的接触面积，使其充分燃烧。
（设计意图：将所学知识适时地解决实际问题，让学生体会到学习化学的重要性。）
【多媒体展示】有关可燃冰的图片。
【提出问题】在人们担心化石能源将被耗尽的时候，科学家发现海底埋藏着大量“可燃冰”，阅读课本[化学·技术·社会]，了解可燃冰的组成和使用情况。除了可燃冰以外，大家还知道哪些新能源？
【学生回答】可燃冰作为未来新能源具有能量高、热值大等优点，但是在开采时遇到了技术上的问题，目前，可燃冰的开发尚处于实验性开采阶段。我们还可以利用其它的新能源，比如太阳能、风能、核能等。
（设计意图：联系生产、生活实际，拓展学生的知识面，激发学生探究新事物的兴趣。）
【归纳总结】学生归纳总结学完本节课的收获。
（设计意图：将知识归纳升华。使其掌握得更加牢固。）
【布置作业】课本P147第1、2、4题。
板书设计：
课题2 燃料的合理利用与开发
一、化学反应中的能量变化
放热反应：CaO+H2O =Ca（OH）2 、Mg+2HCl=MgCl2+H2↑
吸热反应：CO2+C2CO
二、化石燃料的利用
1.煤和石油
（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）物理性质：无色、无味的气体，密度小于空气的密度，难溶于水。
（2）化学性质：可燃性，燃烧的化学方程式是CH4+2O2CO2+2H2O
3.合理利用与开发化石燃料
（1）使燃料充分燃烧的条件：①足够多的空气（O2）；②足够大的接触面积。
（2）开发新能源—可燃冰。
教学反思：
本节课基本达到了新课程标准要求的目标，以学生所求、所需为基本的出发点和落脚点，以学生研读、质疑、思悟为主体，以教师启发、辨析、点拨为主导，把课堂真正还给学生。联系生活实际创设情境，学生在教师创设的情境下，借助已有的知识和经验，主动探索，积极交流；借助多媒体拓展教学资源，提供给学生更多的信息和素材，并给予了充分的时间和空间让学生自主学习；进行直观的化学实验操作，学生可以通过教师的演示实验或亲自动手的实验探究活动加深对知识的理解和掌握，同时培养学生的合作探究精神。
不足之处及改进方法：在设计实验验证天然气的组成元素时，可以先让学生设计出有可行性的实验方案 ，然后再做演示实验，教学效果会更好。
植物或植物枯萎后
植物等被埋于土中,经长期复杂变化形成煤
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