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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
课前准备
教学分析
1.知道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；了解化石能源的不可再生，认识合理开采、节约使用和综合利用化石能源的重要性。
学习目标
2.知道石油炼制出的几种重要产品及用途。
课前准备
学习重点 运用控制变量的思想设计实验方案，体会控制变量法在探究中
的运用。
学习难点 理解燃烧和灭火的原理及其在生活中的应用。
学习方法 学生运用实验探究法、合作交流学习。
教具准备 烧杯、镊子、坩埚钳、酒精灯、火柴、剪刀、孔穴板、酒
精、小木块、小煤块、蜡烛、打火机、便携式有毒有害气
体检测仪、水。
教学内容
01
情境引入
02
互动新授
03
拓展提高
04
课堂小结
点我喔
情境引入
【提出问题】1、谈谈你的家中做饭、洗浴等使用的是什么燃料，汽车、飞机使用的是什么燃料？
2、在日常生活中，许多物质都能燃烧，从最早使用的柴草，到煤、石油和天然气。发展到今天，出现了许许多多的新型燃料。这节课我们就来学习化石燃料的合理利用。
情境引入
柴草
煤
石油
天然气
互动新授
（煤和石油）
植物或植物枯萎后被埋于土中，经长期、复杂的变化会形成煤。现在大多数的炼钢厂、热电厂使用的燃料就是煤。
煤的演变过程
炼钢厂
热电厂
（煤和石油）
互动新授
【提出问题】煤是纯净物？煤含有哪些元素？煤作为燃料的原理是什么？阅读教材第169页关于煤的部分的内容，讨论交流回答上述问题。
【小结】煤是复杂的混合物，主要含有碳元素，此外，还含有氢、氧、氮、硫等元素。煤作为燃料，主要是利用碳与氧气反应所放出的热量。
互动新授
（煤和石油）
【提出问题】人们是怎么综合利用煤？煤加工后的主要产品有哪些用途？
煤
隔绝空气
加强热
焦炭 冶炼金属
煤焦油 冶炼金属
煤气 燃料
粗氨水 化肥
煤气的成分：氢气、甲烷和一氧化碳等。
互动新授
【思考】我国的主要油田有哪些？
【提出问题】石油可直接用作燃料吗？石油产品中有哪些是常用燃料？
石油中除了含碳、氢元素外，还含氧、硫、氮等元素。如果把石油直接作燃料的，石油会燃烧不充分，不仅会造成浪费，还会生成大量的黑烟和含硫、氮等有害气体。因此利用石油中各成分的沸点不同，将石油加热进行分离，得到汽油、煤油、柴油、石蜡等，它们都是常用的燃料。
【提出问题】煤气泄漏会造成什么危害？使用罐装液化石油气在安全上应注意什么？
（煤和石油）
互动新授
【实验探究】天然气主要含有碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的成分是甲烷。按照教材第171页实验7-2进行活动探究。
【观察思考】1、观察甲烷的颜色、状态。
2、在实验开始时，点燃前为什么要先检验甲烷的纯度？
3、在实验结束后，烧杯中出现了什么现象？
4、迅速将烧杯倒转过来，并向烧杯内注入澄清石灰水，振荡，又出现了什么现象？
5、这个实验说明甲烷含有哪些元素？
6、你能写出这个实验中涉及的化学方程式吗？
（天然气）
互动新授
【实验现象】①甲烷燃烧是火焰明亮并呈蓝色；②烧杯内壁上有水滴生成；③向烧杯内注入澄清石灰水后，发现烧杯内澄清石灰水变浑浊。
【提出问题】根据上述现象没说明了什么问题呢？小组交流讨论。
【归纳小结】①甲烷燃烧时有水生成，说明了甲烷的成分里一定含有氢元素。②甲烷燃烧时有二氧化碳生成，说明了甲烷的成分里面一定含有碳元素。
（天然气）
互动新授
甲烷的物理性质：无色、无臭的气体，密度比空气小，难溶于水。由实验可知：甲烷是由碳和氢组成的化合物，化学式是CH4。它燃烧时生成二氧化碳和水，同时放出大量的热，化学方程式为：
CH4+2O2 点燃 CO2+2H2O。
（天然气）
互动新授
（天然气）
【提出问题】为什么在做甲烷燃烧实验时，烧杯“冷而干燥”是这个实验成败的关键？
“冷”有利于水汽的凝集，“干燥”可以判断是否有水滴生成。
【提出问题】由上述实验可知：甲烷是一种可燃性的气体，因此，在点燃甲烷时要注意什么？
【归纳小结】在点燃甲烷气体时要注意检验气体的纯度，否则，有爆炸的危险。
互动新授
（天然气）
在池沼的底部常常含有甲烷，通常也称池沼中的气体为沼气。在我国农村，利用沼气可解决生活用燃料问题。
池沼中产生的沼气的主要成分是甲烷。
把秸秆、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。
互动新授
（天然气）
新能源：可燃冰
分布于深海沉积物中，是在高压和低温条件下形成的，主要成分是甲烷水合物。
储量巨大、热值高等。
开采技术不成熟。
优点
缺点
互动新授
（天然气）
【提出问题】我们知道煤、石油、天然气等化石能源，需要经过数百万年才能形成。如果人类目前仍在随意地开采，将会给我们的子孙后代造成什么影响呢？大家估算一下多少年后我国的石油、天然气和煤将被耗尽。
2021年我国化石能源储量和年产量
互动新授
（化石能源的利用对环境的影响）
1、煤的燃烧对环境有何影响？根据煤的成分讨论并归纳。
煤燃烧产生的二氧化硫、二氧化氮能对空气造成污染；煤燃烧会产生大量的粉尘，这些粉尘漂浮在空气中也会对人类健康造成极大的危害。
2、你还知道哪些有关使用化石能源对环境的影响方面的知识呢？
互动新授
（化石能源的利用对环境的影响）
【资料】石油、煤等化石燃料以及它们的加工产品在燃烧的过程中会产生一些含氮、含硫的化合物排放到大气中，对空气造成污染。
光化学烟雾对环境危害性很大，但这种现象是在一定条件下形成的，不是经常出现的。目前酸雨的危害日趋严重，酸度不断增加，范围日益扩大。据报道，过去酸雨只限于大城市和工业集中区，近年来已发展到中小城市甚至农村。
【提出问题】现在酸雨现象越来越严重，酸雨是如何形成的呢？燃料中的哪些元素是造成酸雨的罪魁祸首呢？我们该如何防治酸雨呢？
互动新授
（化石能源的利用对环境的影响）
酸雨的形成 化石能源燃烧时会排放出NO2、SO2等污染物，这些气体溶于雨水，会形成酸雨
酸雨的危害 ①危害人体健康；②造成水体酸化，严重影响水生动植物的生长；③破坏土壤、植被、森林；④腐蚀金属及建筑物
酸雨的防治 ①减少向大气中排放SO2等气体；②开发新能源；③使用脱硫煤或用天然气代替煤
互动新授
（开发利用新能源）
煤和石油虽然是重要的化石能源，但是由于它们燃烧时对空气造成污染，所以人类把眼光放在了使用和开发清洁的能源上。阅读教材第174~175页有关氢气的内容。
互动新授
（开发利用新能源）
【提出问题】实验室用什么方法制取氢气？用什么方法收集？工业上能用这种方法大量制取氢气吗？为什么？使用氢气作为能源有什么优点？目前还存在什么困难？小组交流讨论并汇报
【小结】1、实验室制取氢气的原理：
2、工业上制取氢气的原理：2H2O 2H2 ↑ +O2 ↑
3、氢能的优点：无污染，可再生，热值高。
4、目前还存在的困难：制取和储运的成本较高。
光能
催化剂
互动新授
（开发利用新能源）
【提出问题】除了氢气之外，你还知道哪些新能源？
【小结】1、地热能。地球的地心是高达几千摄氏度的熔岩，地热能的总量，相当于煤炭总量的1.7亿倍。
2、太阳能。太阳能是由太阳内部氢原子发生聚变释放出巨大核能而产生的能，来自太阳的辐射能量，在几十亿年内，太阳能取之不尽、用之不竭的理想能源。
3、潮汐能。它是一种以势能形式出现的海洋能，是没有污染，不受洪水或枯水影响，用之不竭的再生能源。在海洋能源中，潮汐能的开发利用最为现实，最为方便。
拓展提高
【知识延伸】煤被称为“工业的粮食”，石油被称为“工业的血液”，它们对人类生产、生活和社会发展起到了重要作用。
（1）煤的综合利用。
煤是我国主要的化石能源，占90%以上，煤的综合利用措施主要有：
①煤的气化：煤在氧气不足的条件下发生不完全燃烧，转化为能源气，又可作化工原料，主要产品有CO、CH4、H2等。
拓展提高
②煤的焦化：也称煤的干馏，是将煤在隔绝空气的条件下加强热，使组成煤的物质发生分解反应。主要产品及用途有：
焦炭：金属冶炼、电极材料。
煤焦油：重要的化工原料。
煤气：含有CO、CH4、H2等，既可作能源，又可作重要的化工原料。
③煤的液化：煤的大分子发生化学反应，分裂为小分子，利用催化剂向小分子中加入氢元素，得到与石油产品成分相近的能源油，煤的液化是一项人造石油的技术。
拓展提高
（2）石油的综合利用。
①石油的分离：石油是多种物质组成的混合物，没有固定的组成和性质，根据组成石油的各组分的沸点不同，将石油分离出不同的能源，如汽油、煤油、液化石油气等，是一种物理变化。
②石油化学工业：石油不仅是优质的能源来源，还是宝贵的化工原料。使石油中的大分子断裂为小分子，小分子重新组合成大分子，从而把石油转化为工农业、医疗、化工等产品，因此把石油称作“黑色黄金”。石油化学工业不同于石油分离，石油化学工业是石油发生复杂的化学反应，从而生成各种产品，是化学变化。
拓展提高
【课堂练习】
1、下列有关环境问题的认识中错误的是（ ）。
A、大量燃烧化石能源会导致“温室效应”
B、机动车尾气的排放不会污染大气
C、植树造林有利于遏制沙尘暴的发生
D、大量使用含磷洗衣粉会污染水源
B
拓展提高
【课堂练习】
2、下列各项操作或措施，不会对环境造成污染或破坏的是（ ）。
A、CO还原CuO的尾气未经处理直接排放到大气中
B、过量砍伐森林树木
C、利用风能、太阳能发电
D、某化工厂大量使用含硫的煤作能源
3、酸雨对下列设施和建筑损坏最小的是（ ）。
A、柏油马路 B、钢梁大桥 C、大理石雕像 D、铝合金门窗
C
A
拓展提高
【课堂练习】
4、汽车尾气（含有烃类、CO、SO2和NO等物质）是城市空气的污染源，治理的方法之一是在汽车的排气管上装一个“催化转化器”。它的特点是使CO与NO反应生成可参与大气生态环境循环的无毒气体，并促使烃类充分燃烧及SO2的转化。
（1）写出一氧化碳与一氧化氮反应的化学方程式： 。
（2）请你谈谈控制城市空气污染源的方法： （任意答两点）。
开发新能源；使用电动车
2CO+2NO催化剂 N2+2CO2
课堂小结
通过本节课的学习，你有何收获，能与同学们交流吗？
【小结】通过这节课的学习，我们了解了常见的化石能源如煤、石油、天然气，它们都是不可再生能源，我们还知道了化石能源已经面临被耗尽的危险。应合理开采，并节约使用。同时，我们还了解了化石能源的利用对环境的影响，以及新能源的开发与利用。

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