资源简介

燃料的合理利用与开发
一、学习目标
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.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.通过燃料不充分燃烧对空气的影响，培养学生的环保意识。
二、教学重难点
重点：甲烷燃烧及产物的检验
难点：化学反应中的能量变化
三、教学方法
情境法、讲授法
四、教学过程
（一）新课导入：
图片展示：柴草、煤、塑料片、布料
情境导入：
柴草、煤、塑料片、布料等都是与人类关系十分密切的可燃物，它们在外界条件十一的情况下，都可以燃烧。那煤、塑料等物质是如何形成的呢？
在日常生活中，许多物质都能发生燃烧反应，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。
（二）新知探究
知识点1 化学反应中的能量变化
实验探究：实验7-3
在一支是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，主要成分是CaO），再加入约2 mL水，观察现象，并用手轻轻触碰试管外壁。
学生总结实验现象：液体沸腾、试管外壁发烫
教师总结：
化学方程式：CaO+H2O === CaCO3
讨论：化学反应在生成新物质的同时，还伴随能量的变化，通常表现为热量的变化，即有放热或吸热现象。
教师总结：
放热反应：
1.生石灰和水反应；
2.镁和盐酸反应；
3.燃烧反应；
吸热反应：碳和二氧化碳反应
资料展示：人类生活对能量的利用
1.生活燃料的利用：做饭、取暖等
2.利用燃料产生的热量：发电、烧制陶瓷、冶炼金属、发射火箭等
3.爆炸产生的能量：开矿采煤、开山炸石、拆除危旧等
4.食物在体内缓慢氧化放出热量：维持体温和日常活动所需的能量
知识点2 化石燃料的利用
问题讨论：三大化石燃料有哪些？
学生讨论：煤、石油、天然气
教师引导：煤作为工业的“粮食”都有什么样的性质。
教师总结：
性质：黑色固体、有光泽、具有可燃性
组成元素：主要含有碳元素，还含有氢元素和少量的氮、硫、氧等元素
用途：重要的能源、重要的化工原料（工业“粮食”）
综合利用：焦炭——冶金原料；煤焦油——化石原料；煤气——重要燃料
教师引导：石油作为工业的“血液”都有什么样的性质。
教师总结：
性质：粘稠状液体
组成元素：主要含有碳、氢元素，还含有少量的氮、硫、氧等元素
用途：重要的能源、重要的化工原料（工业“血液”）
资料展示：石油分馏
教师引导：天然气作为较为清洁的能源又有什么样的性质。
教师总结：
主要成分：甲烷（CH4），还含有其他杂质，属于混合物
CH4物理性质：无色、无味的气体，及难溶于水，密度比空气小
CH4化学性质：可燃性
CH4燃烧现象：产生明亮的蓝色火焰，放出热量。在火焰上方罩一个干冷的小烧杯，烧杯内壁有无色液滴出现，迅速倒转烧杯，注入澄清石灰水，振荡，石灰水变浑浊。
CH4燃烧的化学方程式：CH4+2O2 CO2+2H2O
资料展示：
沼气：主要成分也是甲烷（CH4），秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲烷，属于可再生资源
海底“可燃冰”：是一种甲烷水合物，是甲烷与水在低温、高压条件下形成的，具有能量高、燃烧热值大等优点且储值很大，它将成为替代化石燃料的新能源。
知识点3 使用燃料对环境的影响
资料展示：酸雨等对环境的污染
学生展示：事先查阅的资料“化石燃料燃烧造成空气污染”
1.燃料中的一些杂质如硫等燃烧，产生空气污染物如SO2等；
2.燃料燃烧不充分，产生CO等；
3.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。
资料展示：酸雨的形成、危害及防治措施
1.形成：NO2、SO2等污染物；
2.危害：危害人体健康、水体酸化、破坏土壤、腐蚀建筑物；
3.防治措施：减少SO2等物质的排放、用天然气代替煤、大力推广脱硫煤。
知识点4 能源的利用和开发
教师提问：目前研制成果较为成熟，使用较为广泛的能源有哪些？
学生思考：乙醇和氢能源
资料展示：
车用乙醇汽油：将乙醇溶液含有的水进一步除去，再添加适量的变性剂可形成变性燃料乙醇，将其汽油以一定比例混合形成车用乙醇汽油。这种燃料不仅可以节省石油资源和有效减少汽车尾气的污染，还可以促进农业生产。
氢气：理想的清洁、高能燃料。本身无毒，完全燃烧放出的热量约为同质量甲烷的2倍多，且燃料是水，不污染空气。
实验展示：氢气的实验室制取
教师总结：
氢气制取药品：锌粒、稀硫酸
氢气制取反应原理：Zn+H2SO4 === ZnSO4+H2↑
学生活动：探究氢气化学性质
可燃性：2H2+O2 2H2O
还原性：H2+CuO Cu+H2O
投影展示：新能源展望
太阳能、风能、水能、潮汐能、地热能、核能等。
（三）课堂练习
1.以下说法正确的是（ ）
A.化石燃料是可再生资源
B.化学反应伴随能量变化
C.化学反应过程中都会放出能量
D.化学反应中只有燃烧反应才放热
解析：化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的，为不可再生资源，故A错误；并不是所有的化学反应都会放出热量，有些化学反应也会吸收热量，故C错误；并不是只有燃烧反应才能放出热量，故D错误。故选B。
2.近期，我国多处地方的煤矿发生爆炸，造成多人死伤，引起爆炸的主要气体是（ ）
A.氢气 B.甲烷 C.一氧化碳 D.氧气
解析：煤矿的矿井内含有大量甲烷气体，与空气混合后形成爆炸性气体，一旦遇到明火或撞击，就会发生爆炸。因此，在煤矿的矿井内要保持通风，并严禁烟火。故本题选B。
3.天然气的主要成分是甲烷，对甲烷（CH4）有如下描述：
A.难溶于水；B.能燃烧；C.可做燃料。
（1）用序号回答：描述甲烷物理性质的是 ，描述甲烷用途的是 ；（均填字母序号）
（2）请写出甲烷在空气中燃烧的化学方程式 。
解析：带火星的木条在氧气中复燃，证明氧气的助燃性。木条在甲中燃烧比乙中更旺更持久，可以证明氧气密度比空气大。由于乙中的氧气逸散较快，所以，木条不能像在甲中那样长久的燃烧。故本题答案：A、C；CH4+2O2 CO2+2H2O。
（四）课堂小结
让学生谈本节课的收获，鼓励学生提出新的问题。
（五）作业布置
调查汽车、工厂和家庭等使用的不同燃料的性能、价格、对环境的影响，以及所采取的环保措施等，写出调查报告或小论文与学生交流。
五、板书设计
燃料的合理利用与开发
一、化学反应中的能量变化
二、化石燃料的利用
1.煤；2.石油；3.天然气
三、使用燃料对环境的影响
四、能源的利用和开发
乙醇、氢气、地热能、太阳能、潮汐能、风能、生物质能、核能
六、教学反思
要演示实验为学生分组实验，使学生在亲手动手实验的过程中发现问题，使学生经历知识的形成过程。
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