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 化学反应中的能量变化和化石燃料
一、教学目标
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.知道化石能源的用途；知道石油是由多种成分组成的混合物，了解通过是由的炼制可以得到液化石油气、汽油、柴油等产品；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的作用。
二、教学重难点
重点：1.化学反应中的能量变化。2.化石燃料的认识。
难点：实验验证甲烷的元素组成。
三、教学过程
【图片展示】烧柴、燃煤、高能燃料。
【问题引入】从古至今，人类使用燃料的历史发生了几次重大的变化，从烧柴变为燃煤、燃油、燃气，再到使用清洁、高能燃料等。无论使用哪种燃料，人类的目的就是利用燃料燃烧放出的巨大能量，以供给人们生活、生产所需。燃料的燃烧过程中有其他物质生成，属于化学变化，那么只有通过燃烧才能获得能量吗？所有化学反应中都涉及能量的变化吗？
【图片展示】过氧化氢制氧气、电解水、实验室制二氧化碳。
【学生活动】交流讨论：自热火锅的加热原理是什么？
【PPT展示】自热火锅及食用方法。
【讲解】这些食物中都会配有食品专用发热包，其主要成分是氧化钙，俗称生石灰。使用方法是将发热包放入饭盒中，加入冷水。而生石灰与水会发生化学反应，放出大量的热量，以加热食物。
CaO+H2O= Ca(OH)2
所以，除利用燃料燃烧提供的能量之外，还可以通过一些化学反应得到能量。
【实验探究】生石灰与水的反应。
【学生活动】观看实验视频，观察和分析实验现象。
现象 温度计示数升高，试管外壁发烫
结论 生石灰与水反应放出热量
化学方程式 CaO+H2O = Ca(OH)2
【总结】化学反应发生的同时，往往都伴随着能量的变化。
有些化学反应的过程中会放出大量的热，这种反应通常称作放热反应，如氧化钙与水的反应、镁与盐酸的反应、燃烧反应等。
有些化学反应的过程中会吸收大量的热，这种反应通常称作吸热反应，如碳与二氧化碳的反应、光合作用等。
【讲解】化学反应中的能量不仅表现在热能转化上，还表现在电能和光能转化等方面，如化学电池的原理是化学能转化为电能，而我们利用蜡烛照明就是将化学能转化为光能。此外还有很多化学能在生活和生产中的应用案例。
【学生活动】交流讨论：化学反应中的能量变化在生活和生产中的应用。
【总结】最常见的就是生活燃料的使用，如利用化学反应产生的能量做饭、取暖等；其次，人们还利用燃烧等化学反应产生的能量发电、冶炼金属、烧制陶瓷、发射火箭等；再次，爆炸是燃烧的一种急剧现象，瞬间能产生巨大能量，可用来开矿采煤、开山炸石、拆除危旧建筑等。
【过渡】由此可见人类生活离不开化学，离不开燃料，因此我们要合理利用与开发燃料。 分析2020年中国能源结构示意图可以看出，目前，人们使用的燃料主要来源于三大化石燃料：煤、石油和天然气。
【学生活动】阅读教材P137-138，说一说煤和石油的形成过程、元素组成和综合利用。
【总结】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，属于不可再生能源。
1. 煤的组成和利用
煤是一种复杂的混合物，主要含有碳元素，还含有少量氢、氮、硫、氧等元素。将煤隔绝空气将强热，可发生化学变化，得到焦炭、煤焦油、煤气、粗氨水等物质。
2.石油的组成和利用
石油是一种黏稠油状液体，主要含碳、氢元素，根据石油各成分沸点的不同，可分离出汽油、柴油、煤油、润滑油、石蜡、沥青等，是一种重要的化工原料。
【讲解】现在大部分家庭所使用的燃气就是天然气，天然气的主要成分是甲烷，由此说明了甲烷是一种可燃性的气体，那么甲烷的元素组成是什么呢？你能不能根据水的组成的探究思路来设计实验验证甲烷的元素组成？
【学生活动】讨论并设计实验验证甲烷的元素组成。
【总结】根据化学反应前后元素组成不变，可以通过验证其产物的元素组成来确定甲烷的元素组成。
【学生活动】观看甲烷燃烧及其产物的检验实验视频，观察并分析实验现象。
现象 实验分析
甲烷燃烧时产生明亮的蓝色火焰，放出热量 甲烷燃烧后有H2O和CO2生成，说明甲烷中一定含有氢元素和碳元素，可能含有氧元素
烧杯内壁有水珠产生
生成能使澄清的石灰水变浑浊的气体
【讲解】经过进一步的定量分析确定甲烷的化学式为CH4，是一种最简单的有机物，甲烷燃烧反应的化学方程式为CH4+O2CO2+H2O。
重点提示：天然气是可燃性气体，点燃前一定要验纯。
【过渡】煤、石油、天然气是三大化石燃料，属于不可再生能源，近几年随着人们对能源需求量的日益增大，它们面临着被开采枯竭的现状。
【学生活动】交流讨论：下图为我国化石能源可开采年限，根据图示，谈谈你对化石燃料使用与开发的看法。
【总结】因此合理利用与开发化石能源成为人们目前面临的迫切问题。
合理利用能源可从使燃料充分燃烧、提高燃烧利用率入手，一是提供充足的空气；二是使燃料与空气有足够大的接触面积。
【过渡】对于化石能源的开发，人们又发现一种新的能源—可燃冰。
【播放视频】《可燃冰——未来的新能源》
【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1
一、化学反应中的能量变化
放热反应：CaO + H2O == Ca(OH)2
吸热反应：C + CO2 2CO
二、化石燃料
1.煤、石油、天然气（都是混合物）
2.甲烷的组成：C、H——CH4
3.充分燃烧：增大氧气、接触面积

展开更多......

收起↑