资源简介

化学燃料
一、设计思想
化石燃料是生活和生产中常用的燃料，煤、石油和天然气等对于学生来说也并不陌生。教学中主要通过煤、石油、天然气的比较，学生讨论和总结来学习；结合化石燃料不可再生性，以及其燃烧或不充分燃烧对环境的影响，认识使用清洁燃料和开发新能源以及保护环境的重要性；并结合中国国情，把化学课和社会问题结合起来，让学生体会化学工艺和技术在实际生产生活中的价值和重要性；并在学习新知识的同时对于之前知识点进行巩固，复习。
二、教学目标
1. 知识与技能
（1）知道煤、石油、天然气是当今世界最重要的三大化石燃料
（2）知道煤、石油、天然气经过加工后的产物的作用
（3）知道开发绿色能源的几种途径
2. 过程与方法
（1）通过煤加工和石油炼制方法的学习，认识合理开采节约使用和综合利用化学燃料的方法；
（2）通过化学反应中的能量变化，认识使燃料充分燃烧的方法。
3. 情感态度与价值观
（1）知道化学燃料的不可再生性，结合可持续发展的中国国情，感悟合理开采节约使用和综合利用化学燃料的重要性。
（2）知道化石燃料的燃烧会带来各种污染，形成环保、节能意识。
三、重点和难点
教学重点：化学燃料、合理使用化石燃料的重要性、绿色能源开发的重要性
教学难点：化学反应中的能量变化
四、教学过程
教学环节 教学内容 教学目的
引入 能源对于日常生活和生产都有着重要的作用，请问你所了解的能源有哪些呢？其实人类的发展史就是能源的发展史，最早人类使用柴薪作为能源。随着时代的变化和化学工艺的发展，能源的使用渐渐转变成了煤炭等其他物质。请问同学们，你知道当今世界最常用三大燃料是什么吗？煤，石油，天然气今天我们就来了解和学习这些燃料。 让学生明确学习内容
煤、石油、天然气的介绍 学习之前，我先提个问题，请问煤、石油、天然气是纯净物还是混合物？说到煤，大家一定会想到一个词，叫“煤炭”（展示煤）观察物理性质。你可以猜测下煤的主要成分吗？煤的主要成分是碳，你能写出煤燃烧的化学方程式吗？中国是最早使用煤炭的国家，早在战国时期著作《山海经》记载有百姓在日常生活中使用煤炭，直到马可波罗到中国后才流传到国外。石油，又称为原油，是当今世界上最重要的液体化石燃料，被人们称为“工业的血液”。（展示石油）石油黄色或黑色可燃性粘稠液体，有特殊气味，不溶于水，密度比水小。《梦溪笔谈》一书中写到“高奴县出脂水...然之如麻，但烟甚浓，所沾幄幕皆黑...此物后必大行于世，自予始为止”古人对于石油的描述。化学成分复杂，其中一种化学成分是丁烷，你能写出丁烷燃烧的化学方程式吗？天然气是指在地下自然形成的可燃性气体，其主要成分是甲烷CH4，无色、无味气体，密度比空气小，难溶于水。你能写出甲烷燃烧的化学方程式吗？比较下上面写的3个化学方程式C＋O2 CO22C4H10＋13O2 8CO2＋10H2OCH4＋2O2 CO2＋2H2O请同学观察下生成物，有什么特点？为什么有这样的特点？(都需要点燃，可强调着火点，都需要氧气，可强调助燃物)通过观察我们可以发现，燃烧的生成物都是CO2，主要生成原因是因为反应物中都含有碳元素，因此含碳元素的物质燃烧，会生成CO2，如何检验CO2气体？用澄清石灰水。 联系生活和化学复习燃烧反应CO2检验方法的复习
燃料充分燃烧 请你猜测下，还可能生成什么？还可能生成CO，这主要是什么原因造成的？如何改进能使物质充分燃烧？（提示：木棒和纸片哪个方便燃烧？铁丝在空气和氧气中燃烧的情况？）现在给予一定条件，让煤、石油、天然气充分燃烧，这样使用燃料，是否合理？（提示：混合物）这些燃料除了碳元素以外，还含有一些其他元素，燃烧后会生成如SO2，NO2,,会造成环境污染。另外，即使让物质充分燃烧，燃料利用率还是不高，并且只能释放出部分能量，特别是煤和石油这两个物质，利用率相当低。我们该如何正确使用燃料？ 复习充分燃烧知识竖立环保意识
燃料加工使用 通过化学工艺，进行煤、石油进行加工：煤的干馏：煤的干馏就是将煤置于隔绝空气的密闭炼焦炉内加热，随着温度的升高，煤中有机物逐渐分解，得到气态的焦炉气(主要是CH4)、液态的煤焦油和固态的焦炭。 比较燃烧热值：原煤 20934千焦／公斤焦炭 28470千焦／公斤焦炉煤气 31015千焦 / 公斤干馏是物理变化还是化学变化？干馏实验：（火焰太小可以燃烧纸张，闻焦炉气味道----招气入鼻）石油分馏：与蒸馏相同，即分离几种不同沸点的挥发性成分的混合物的一种方法;石油先在最低沸点下蒸馏,直到蒸气温度上升前将蒸馏液作为一种成分加以收集。蒸气温度的上升表示石油中的次一个较高沸点成分开始蒸馏。然后将这一组分开收集起来。视频：分馏（蒸馏）是物理变化还是化学变化？图片展示：分馏塔，提问分馏塔中分离出来的物质，靠近分馏塔下方的分离出来的物质和分馏塔上方分离出来的物质，他们在沸点上有何联系？石油常压分馏产物：液化石油气、汽油、煤油、柴油、重油，重柴油、润滑油、凡士林、石蜡、沥青。石油转化成其它物质燃烧的热值。原油 41868千焦／公斤 汽油 43124千焦／公斤 煤油 43124千焦／公斤 柴油 42705千焦／公斤液化石油气 47472千焦／公斤 从热值上看，经过加工后的煤和石油的产物，燃烧释放的能量更多，所以提供的热量相对也就更多。而煤和石油加工后的产物，在日常生活和生产中都是非常重要的材料。例如：我国大力推进煤化工艺，把煤进过化学工艺，转变成甲醇，甲醇是一种非常重要的化工原料，可以制作塑料，农药，医药。而甲醇又可以制的二甲醚，甲醛等其他重要的化工原料。2010年我国甲醛需求量达1900万吨，相当于76万个集装箱满箱的重量。塑料不是石油分馏产物，而是以石油裂化生成的乙烯等为原料进一步加工得到的。乙烯是合成纤维、合成橡胶、合成塑料、合成乙醇的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、环氧乙烷、醋酸、乙醛、炸药等CPL是己内酰胺（CPL），即尼龙。它是以石油为原料做成的。 煤、石油、天然气不光是可以燃烧，提供热量；煤、石油、天然气又可以经过加工，制作其它化工产品，是非常重要的化工原料。当今世界，煤、石油作为燃料使用情况在减小，而加工成为化工品的作用在逐渐增大。中国国情，煤较多，石油较少，根据2006年统计我国现有约2.2×109吨石油，我国当年的石油加工能力是1.8×108吨，预计12年左右时间，我国的石油就会被加工完。现在中国人把煤转化为石油替代品，维持化工业的正常运行。 更深入的了解燃料加工的优势
不可再生能源 学习过了以上三种化学能源，了解他们的用处以后，我们思考下，这些能源从哪里而来？如何形成的呢？像这些燃料，是由古代动植物埋在地层下，经过漫长的、一系列非常复杂的变化而逐渐形成的，称为化石燃料，化石燃料是人类通过化学反应获得的能量重要资源，是不可再生能源。煤、石油、天然气都是化石燃料，也都是不可再生能源。 了解煤、石油、天然气的产生过程了解燃料的不可再生性
绿色能源 我国是一个土地广阔，物资丰富的国家。煤、石油、天然气的储量都占世界前列，是不是我们就可以随意使用随意浪费这些能源？因为煤、石油、天然气这些能源都是不可再生的，总有一天会消耗殆尽。因此，科学合理的开采和综合高效的使用非常重要，开发新的绿色替代能源更为重要。就你所知道的绿色能源有哪些？氢能：氢气燃烧的反应方程式如何书写？生成物是什么？是否有污染？氢能可以用于很多地方，包括日常生活中的氢动力汽车，和高科技火箭中的高压液态氢。氢气燃烧产生的热值也很高，是一种无污染优质燃料。除此之外还包括：太阳能、风能、地热能和潮汐能等。太阳能：一般是指太阳光的辐射能量，在现代一般用作发电。自地球形成生物就主要以太阳提供的热和光生存，而自古人类也懂得以阳光晒干物件，并作为保存食物的方法，如制盐和晒咸鱼等。但在化石燃料减少下，才有意把太阳能进一步发展。太阳能的利用有被动式利用（光热转换）和光电转换两种方式。太阳能发电一种新兴的可再生能源。（太阳能热水器）风能：地球表面大量空气流动所产生的动能。由于地面各处受太阳辐照后气温变化不同和空气中水蒸气的含量不同，因而引起各地气压的差异，在水平方向高压空气向低压地区流动，即形成风。风能资源决定于风能密度和可利用的风能年累积小时数。风能密度是单位迎风面积可获得的风的功率，与风速的三次方和空气密度成正比关系。据估算，全世界的风能总量约1300亿千瓦，中国的风能总量约16亿千瓦。地热能：是由地壳抽取的天然热能，这种能量来自地球内部的熔岩，并以热力形式存在，是引致火山爆发及地震的能量。地球内部的温度高达7000℃，而在80至100公英里的深度处，温度会降至650至1200℃。透过地下水的流动和熔岩涌至离地面1至5公里的地壳，热力得以被转送至较接近地面的地方。高温的熔岩将附近的地下水加热，这些加热了的水最终会渗出地面。运用地热能最简单和最合乎成本效益的方法，就是直接取用这些热源，并抽取其能量。地热能是可再生资源。（温泉）潮汐能：指海水潮涨和潮落形成的水的势能，其利用原理和水力发电相似。潮汐能是以势能形态出现的海洋能，是指海水潮涨和潮落形成的水的势能与动能。它包括潮汐和潮流两种运动方式所包含的能量，潮水在涨落中蕴藏着巨大能量，这种能量是永恒的、无污染的能量。（钱塘江观潮）绿色能源有很多，为什么当今世界上能源的使用还是主要以煤，石油，天然气为主？绿色能源作为新兴产业，在替代现有石油、煤炭等能源及节能环保方面有着重要的战略意义，在我国远期能源构成方面， 2050年煤炭占全国总能耗的份额将由2005年的70％降至40％，石油约占20％，天然气约占10％，水电约占6％，核电约占9％，其余15％将来源于太阳能、风能及生物质能等非水可再生能源。请你为国家能源未来的使用献计献策？作为一名中学生，平时你该如何帮助国家去节约能源？ 让学生明白节约能源，过渡语段引出绿色能源。复习氢气燃烧内容，强调氢能最大的特点---没有污染考虑其他绿色能源部分略讲，核能不算是绿色能源，这里不强调鼓励学生积极学习化学，为国家能源发展出力
各类能源折算标准煤的参考系数
能源名称 平均低位发热量 折标准煤系数
原煤 20934千焦／公斤 0．7143公斤标煤／公斤
洗精煤 26377千焦／公斤 0．9000公斤标煤／公斤
其他洗煤 8374 千焦／公斤 0．2850公斤标煤／公斤
焦炭 28470千焦／公斤 0．9714公斤标煤／公斤
原油 41868千焦／公斤 1．4286公斤标煤／公斤
燃料油 41868千焦／公斤 1．4286公斤标煤／公斤
汽油 43124千焦／公斤 1．4714公斤标煤／公斤
煤油 43124千焦／公斤 1．4714公斤标煤／公斤
柴油 42705千焦／公斤 1．4571公斤标煤／公斤
液化石油气 47472千焦／公斤 1．7143公斤标煤／公斤
炼厂干气 46055千焦/ 公斤 1．5714公斤标煤／公斤
天然气 35588千焦/立方米 12．143吨/万立方米
焦炉煤气 16746千焦/立方米 5．714-6.143吨/万立方米
其他煤气 3．5701吨/万立方米
热力 0.03412吨／百万千焦
电力 1.229吨/万千瓦时
教学反思：
1、 可饮用93#97#汽油，再提示汽油为什么老是涨价，说明石油的宝贵。
2、 给思考题留足够的时间，留些思考题：混合气体除杂题，石油燃烧生成各种气体，如何检验
3、 注意语速，控制环节重难点
4、 分馏实验中，用不同的加热器：酒精灯和酒精喷灯，给学生以提示：都是用来加热，只是加热的温度不同。

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