资源简介

课题2 燃料的合理利用与开发
一、教材分析
本课题先从燃烧的化学反应本质入手，初步介绍了燃烧产生热量的原因，之后再介绍化石燃料的开发和利用，使学生能从化学的角度认识燃料及能源的用途。
当前，环境问题日益严重，特别是燃料燃烧对环境造成的污染是不容忽视的。教材安排本课内容，结合化石燃料燃烧对环境的影响，说明使用清洁燃料和开发新能源以及保护环境的重要性，可以使学生逐步树立起保护环境、与自然和谐相处的意识和可持续发展的思想。同时，介绍了为消除化石燃料燃烧对环境的影响所采取的措施，使学生从正面认识化学的作用，以积极的态度认识社会问题。所以，本课在学生价值观的形成上有着较为重要的作用。
二、学情分析
本课中的很多内容，如燃料的合理利用与开发、使用燃料对环境的影响等都是社会的热点问题。学生对这些问题存在着比较浓厚的兴趣，而且学生在生活中也可以收集到很多有关的素材，这为本课的学习提供了丰富的资源。但在本课的学习中学生容易出现一些问题：
1．学生对一些化学变化是吸热反应还是放热反应区分不好。
2．对化石燃料的认识不够全面。
这些问题都需要教师在教学过程中加以注意。
三、课时安排
本课程共分为二课时：课时1 化学反应中的能量变化和化石燃料
课时2 燃料对环境的影响和能源开发
课时1 燃料对环境的影响和能源开发
一、教学目标
1.了解化石燃料的燃烧对环境的影响，认识合理开发和利用能源的重要性。
2.了解几种重要的新能源，树立环境保护意识。
3.树立辩证认识问题的意识，正面认识化学的作用。
二、教学重难点：树立辩证认识问题的意识。
三、教学过程
【新课引入】人类社会的发展离不开能源，而化石燃料对人类社会的进步有着巨大的贡献，人类生活和生产的各个方面都有化石能源的身影。化石燃料的燃烧，给人类提供能量的同时，也给人类生存的环境带来了污染，温室效应的增强、空气质量的日益下降都与化石燃料的利用有着密切的联系，化石燃料的利用为什么会造成如此严重的环境问题呢？请同学们根据三种化石燃料的组成分析其燃烧后的产物，再联系分析其造成的环境问题。
【学生活动】分析煤、石油、天然气燃烧的产物。
【总结】
1．化石燃料的主要组成是碳元素，其充分燃烧会产生大量的CO2，燃料燃烧不充分，会产生一氧化碳等。
2．化石燃料中还含有氢元素，燃烧生成水。
3．化石燃料的杂质中含有硫元素，燃烧时产生空气污染物二氧化硫。
4．化石燃料的杂质中含有氮元素，燃烧时产生空气污染物二氧化氮、一氧化氮。
5．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。
【板书】一、使用燃料对环境的影响
【讲解】化石燃料燃烧时排放大量的CO2等污染物，会加剧“温室效应”，导致两极冰川融化，海平面上升等。煤燃烧时排放出SO2、NO2等气体，这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨。酸雨对建筑物、金属制品、土壤、森林等都有破坏作用。另外，以汽油或柴油为燃料的多数是汽车，它们燃烧时会生成一些未完全燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物、烟尘和一氧化碳等，随汽车尾气直接排放到空气中会造成空气污染。
【学生活动】阅读教材P143-144，说一说采取哪些措施能减少汽车尾气的污染呢？
【总结】
1．改进发动机的燃烧方式，使汽油能充分燃烧；
2．使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质；
3．使用无铅汽油，禁止含铅物质排放；
4．加大检测尾气力度，禁止未达环保标准的汽车上路。
【过渡】还可以改善汽车的燃料使用和汽车的制造技术，如制造新能源汽车；使用压缩天然气或液化石油气为燃料等。
【讲解】目前乙醇作为一种汽车燃料也在我国某些地区推广使用，乙醇俗称酒精，可通过高粱、玉米和薯类等发酵、蒸馏制得，属于可再生能源，而且污染少。
C2H5OH+3O22CO2+3H2O
【过渡】化石燃料的利用不仅造成了环境污染问题，由于化石燃料是不可再生能源，还面临着能源枯竭问题，为解决这些问题，人类正在大力开发新能源。
【板书】二、能源的利用和开发
【讲解】随着科学技术的发展，和人们对美好环境的追求，人们正在寻找各种无污染的清洁能源，太阳能、风能、核能、地热能、水能和生物质能等清洁能源的应用也越来越普遍。
【图片展示】新能源的应用：太阳能充电站、太阳能路灯、太阳能热水器、秦山核电站、新疆达坂城风力发电站等。
【讲解】除了以上新能源，还有一种能源被称为是理想的清洁、高能燃烧，它就是氢气。现阶段氢能已在发展利用阶段。如氢能源汽车，它主要应用的电池就是氢燃料电池，氢能也是航空动力之一，航空运行中利用电解水产生的氢气作燃料。
【学生活动】交流讨论：为什么说氢气是一种理想的清洁、高能燃料呢？
【总结】氢气本身无毒、极易燃烧、放热量高、燃烧产物是水，无污染，且可通过电解水制取氢气，原料来源广泛。
2H2 + O2 2H2O
【讲解】目前制取氢气的成本还太高、贮存也困难，作为燃料暂时还不能广泛使用。随着科技的发展，对氢能源的开发已取得了很大进展，氢气终将会成为主要能源之一。
【讲解】氢气可以通过电解水制得，在实验室里常用锌粒和稀硫酸反应来制得，反应的化学方程式是Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
【学生活动】根据氢气的制取原理和性质选择氢气的制取装置。
【总结】锌粒和稀硫酸分别是固体和液体，反应条件为常温，所以用固液常温型发生装置，氢气密度比空气小，且难溶于水，不与水反应，可用排水法或向下排空气法收集。
【图片展示】2011年至2020年的中国能源消费结构图。
【总结】分析近年我国的能源消费结构可以看出，我国煤炭的使用量在逐渐降低，可再生能源，即清洁能源的占比逐年增大。为了早日实现碳达峰和碳中和，我国坚持贯彻绿色发展理念，走绿色发展道路，希望同学们在日常生活中也坚持低碳生活的理念，保护环境。
【课堂小结】
【课堂练习】略
四、板书设计
课题2 燃料的合理利用与开发
课时2
一、化石能源的环境污染
污染物：CO、SO2、NO、NO2、颗粒物等
环境问题：酸雨、雾霾等
解决方法：煤脱硫、尾气处理、清洁能源等
二、新能源
1. 太阳能、风能、核能等
2. 乙醇C2H5OH+3O22CO2+3H2O
3. 氢能2H2 + O2 2H2O

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