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第七单元 燃料及其利用
课题2 燃料的合理利用与开发
第1课时 化学反应中的能量变化 化石燃料的利用
【学习目标】
（1）知道化学反应中常常伴随能量变化。认识通过化学反应实现能量转化的重要性。
（2）知道化石燃料是重要的自然资源；知道液化石油气、汽油、煤油等都是石油加工的产物。
（3）了解化石燃料的不可再生性，燃料充分燃烧的重要性。树立节约资源的意识。
（4）经过对煤、石油、天然气知识的学习，体会化学与生活的紧密联系。
【学习重点】
（1）认识合理开采和使用化石燃料的重要性。
（2）了解燃料充分燃烧的重要性。
【学习难点】
如何使燃料得到充分的燃烧。
【教学流程】
【教学设计】
一、创设情境
同学们在超市中见过自热米饭吗？其实自热米饭带有一个发热包，只要将包装内的发热包中的氧化钙与水接触就会放热，从而产生加热的效果。这是为什么呢？学完本节课，你就知道了。
二、新课学习
【引言】
（1）这些物质能够燃烧所需要的是什么燃料？
（2）在化学反应时，是不是只有通过燃烧才能放出热量呢？
（3）“不见炊烟起，但闻饭菜香。”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”。但你知道沼气的成分是什么吗？沼气又是怎么产生的？
知识点1 化学反应中的能量变化
【探究】实验7-3
实验操作：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CaO），再加入约2 mL水，观察现象，并用手轻轻触碰试管外壁。
实验现象：固体由块状变成粉末状，液体沸腾，产生大量的白雾。
手的感觉：试管外壁发烫。
反应原理：CaO+H2O====Ca(OH)2
实验结论：生石灰和水剧烈反应，并放出热量，这是一个放热反应。
【交流与反思】
（1）化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化。而能量的变化通常表现为热量的变化。其中，放出热量的为放热反应，吸收热量的为吸热反应。
（2）播放“放热反应和吸热反应”视频，更直观的了解化学反应中常常伴随能量变化。
（3）常见的放热反应有：所有的燃烧、金属和酸的反应、酸碱中和反应。
常见的吸热反应有：二氧化碳和碳反应、常见的受热和高温分解反应。
化学反应中能量的变化通常表现为热量的变化。
（4）当今社会，人类需要的大部分能量是由化学反应产生的，这些能量有哪些用途？
①生活中利用化学反应产生的能量做饭、取暖等。
②利用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。
③利用爆炸产生的能量开矿采煤、开山炸石、拆除危旧建筑。
知识点2 化石燃料的利用
【提问】你家中做饭、洗浴用什么燃料？汽车、轮船等交通工具使用什么燃料？炼钢厂、热电厂等使用什么燃料？
【回答】引导学生发散思维，然后回答问题。
【讲解】化石燃料：是古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的。煤，石油，天然气称为当今世界上最重要的三大化石燃料。它们是不可再生能源。
（1）煤的形成：煤也叫做煤炭，被喻为“工业的粮食”、“黑色的金子”。
（2）煤的综合利用——煤的干馏：煤干馏后的综合利用，既可以充分利用煤的资源，还可以极大的减少污染。
（3）石油、天然气的形成：石油又叫原油，被誉为“工业的血液”；天然气的主要成分是甲烷（CH4），是目前公认最重要而又较洁净的气体燃料。
（4）石油的综合利用：石油有工业的“血液”之称，是混合物，主要含碳、氢元素（少量氮、硫元素）；分馏产物燃烧产物为CO2、NO2、SO2等。
给石油加热， 组成石油的各物质的沸点不同，它们就会被先后蒸馏出来而得到分离，是物理变化。
（5）天然气：主要是由碳和氢组成的气态化合物，其中主要的是甲烷（CH4)。
①甲烷的物理性质：通常状况下为无色、无味、气体；难溶于水；比空气轻。
②甲烷的化学性质：可燃性。
【探究】实验7-4
实验原理：CH4+2O2CO2+2H2O
注意：点燃甲烷前需检验其纯度。
观看“甲烷燃烧”的视频，观察实验现象，得出结论。
实验步骤 实验现象 结论
（1）点燃甲烷 产生淡蓝色火焰 甲烷具有可燃性
（2）将干冷的小烧杯罩在甲烷燃烧的火焰上 烧杯内壁出现水珠 甲烷中含有氢元素
（3）向罩过甲烷燃烧火焰的小烧杯中注入澄清的石灰水 澄清石灰水变浑浊 甲烷中含有碳元素
【讲解】
甲烷一般：
（1）与石油伴生（天然气）；
（2）与煤伴生（坑气、瓦斯）；
（3）存在于池沼底部和沼气池（沼气）；
（4）存在于海底（可燃冰）。
可燃冰——或将成为未来新能源，但目前开采技术存在困难。
【提问1】炼钢炉炼钢时为什么要不停地鼓入空气？
【回答】提供充足的空气。
【提问2】在篝火燃烧时，木柴为什么不平放在地上，却要架空？
【回答】使木柴与空气有足够的接触面，充分燃烧。
【提问3】提问1.提问2这两种做法对燃料而言有什么好处？对环境来说又什么帮助？
【回答】使燃料充分燃烧，减少环境污染。
【思考】做饭时，有时燃气灶或煤炉的火焰呈黄色或橙色，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】引导学生发散思维，然后回答问题。
【总结】燃料充分燃烧的条件：
（1）燃烧时有足够多的空气
（2）燃料与空气有足够大的接触面积
三、课堂小结
一、化学反应中的能量变化
1.能量变化表现为吸热现象和放热现象
2.燃料充分燃烧考虑的因素：
（1）燃烧时要有足够多的空气
（2）燃料要与空气有足够大的接触面积
二、化石燃料的利用
1.化石燃料的形成
2.煤：主要含有碳元素
3.石油：主要含有碳、氢两种元素
4.天然气的主要成分是甲烷（俗名沼气）。甲烷燃烧的化学方程式为CH4+2O2CO2+2H2O
【教学反思】
成功之处：本节课教学主要以学生活动为主，通过学生自学、收集整理资料等形式，不仅拓宽了学生的知识面，还可以对学生进行国情教育，使学生对能源关系全球未来命运的共同问题有一定的认识，增强节约能源的意识。
不足之处：学生对煤、石油和天然气等并不陌生。但是学生对化石燃料的认识仅仅停留在能燃烧的层面上，部分同学知道一些化石燃料的成分，对化石燃料如煤、石油的综合利用知道的不多。
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