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燃料和热量 教学设计（一）
从容说课
本课题主要学习有关煤和石油的知识、天然气以及化学反应中的能量变化。考虑到本单元中的拓展性课题——煤和石油的综合利用，所以，在内容安排上，教师将本课题中有关煤和石油的知识放在了拓展性课题中进行学习。
在“天然气”的教学中，教师引导学生从认识其主要成分出发，通过对实验进行观察和分析，进一步认识燃料的燃烧和应用，并一起写出化学方程式。接着，教师又借助投影内容，向学生介绍了沼气的一些利用知识。
关于化学反应与能量，教师采用了演示实验，利用两个对比实验，使学生了解化学反应中伴随能量变化的现象。
最后，教师组织学生通过讨论的形式对煤和石油及其综合利用进行了学习。
教学目标
1．知识与技能
（1）知道化石燃料是人类重要的自然资源，对人类生活起着重要作用；同时，认识到化石燃料的不可再生性，知道合理开采和节约使用化石燃料的重要性。
（2）知道石油炼制出的几种主要产品及其用途。
（3）通过化学反应中的能量变化，认识燃料充分燃烧的重要性。
2．过程与方法
（1）运用思考、讨论的方法来获取信息。
（2）运用实验的方法来得出结论。
3．情感态度与价值观
通过对化石燃料的形成、使用年限，对人类所起的重要作用的了解，认识到合理开发的重要性，养成节约利用资源的意识。
教学重点
1．了解化石燃料的形成过程和不可再生性。
2．认识化石燃料对人类所起的重要作用。
3．了解化学反应中的能量变化。
4．知道石油炼制的几种主要产品及用途。
教学难点
1．培养学生独立思考、加工信息的能力。
2．拓展性课题“煤和石油的综合利用”。
教学方法
创设情境→探究实验→得出结论→联系实际→拓展视野。
教具准备
教师用具：（1）投影仪，冷而干燥的烧杯，试管，小烧杯，玻璃片；
（2）CH4气体，镁条，盐酸，氢氧化钡晶体，氯化铵晶体。
课时安排
2课时
第一课时：化石燃料；化学反应中的能量变化。
第二课时：拓展性课题——煤和石油的综合利用。
教学过程
第一课时
[以新旧知识的联系，创设情境]
[学习情景]展示柴草、煤、塑料片、布料等实物。
[设问]看到这些实物，你想说些什么
[学生回答]如：1．它们都是与人类关系十分密切的可燃物。
2．它们在外界条件，如氧气、温度等条件适宜的情况下，都可以燃烧。
3．想告诉大家，平时生活中注意安全。
4．想知道煤、塑料等物质是怎样形成的。
……
[新课引入]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，发展至今天，出现了许许多多的新型燃料。这节课我们就来学习燃料和能量。
[板书]课题2燃料和热量
[设问]燃料的燃烧在人类社会的发展过程中起着相当重要的作用，你能举出一些例子吗
[学生回答、交流]
[讲解]生活中的各个角落都在使用燃料，正是因为燃料的燃烧，推动了历史的进步。火，是原始人类征服自然的武器。起初，当他们面对熊熊大火时，祖先们不知所措，惊恐万状。但原始人天生的好奇心和探索欲，战胜了恐惧和胆怯，慢慢地他们学会了用火来烧烤食物。熟食增强了入的体质，为身体发育提供了更多的营养，熟食使咀嚼机能减退，于是牙齿变小，颌部短据，面貌变得愈来愈像现代人。
[过渡]现在我们的生活中，经常使用的燃料以煤、石油和天然气最为常见。因为它们都是由古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的，所以我们称之为化石燃料。下面，我们就以天然气为例，来对化石燃料进行学习。
[“煤和石油”放在拓展性课题中]
[板书]一、化石燃料——天然气
[讲解]天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物，其中最主要的是甲烷。下面，同学们注意按照课本P134页[实验7—3]进行活动探究，做一做甲烷的燃烧实验。探究内容如下：
[投影]
1．观察甲烷颜色、状态。
2．在实验结束后，烧杯上出现了什么现象
3．迅速把烧杯倒转过来，向烧杯内注入澄清石灰水后，振荡，又出现了什么现象
4．在实验开始时，点燃前为什么要先检验甲烷的纯度
5．在实验中烧杯的条件“冷而干燥”是实验成败的关键吗 为什么
6．这个实验说明甲烷含有哪些元素
7．你能写出这个实验中涉及到的化学方程式吗
[学生活动，教师巡视]
[总结、思考、讨论]
[结论]1．甲烷是无色气体。
[思考]1．甲烷在水中的溶解性怎么样呢
2．甲烷的密度和空气比较起来怎么样呢
[答案]1．甲烷极难溶于水。
2．甲烷的密度比空气的小。
[设问]那么，同学们想一想，这样的特点，给我们在收集甲烷气体时，提供了怎样的信息呢
[回答]收集时，可以用排水法，也可以用向下排空气法。
[评价]回答得非常好，我们在学习中要注意新、旧知识的联系。
[板书]1．甲烷的物理性质：无色、无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。
[结论]2．甲烷燃烧时火焰明亮并呈蓝色，可以看到，烧杯内壁上有水滴生成。
[设问]有水滴生成，说明了什么问题呢
[回答]说明甲烷的成分里一定含有氢元素。
[结论]3．向烧杯内注入澄清石灰水后，发现烧杯内澄清的石灰水变浑浊。
[设问]这一现象又说明了什么问题呢
[回答]这说明甲烷燃烧时有二氧化碳生成，也就是说明了甲烷的成分里一定含有碳元素。
[教师讲解]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。
[板书]2．甲烷的燃烧
CH4+2O2CO2+2H2O
[结论]4．点燃甲烷和氧气或甲烷和空气的混合物都很可能会发生爆炸，所以要先验纯。
[延伸]煤矿的矿炕里经常有甲烷逸出，由此，同学们想到了什么呢
[回答]1．煤矿里必须采取通风设施。
2．煤矿里一定要严禁明火。
[结论]5．“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。
6．这个实验说明甲烷中含有碳元素和氢元素。
[介绍]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。
[投影]
沼气的制取和利用
[教师组织学生一起了解沼气的制取和利用]
[过渡]人们目前所消耗的能量主要来自化石燃料。然而，化石燃料的形成并非那么简单。
[投影]
植物或植物枯萎后 植物等被埋于土中经长期复杂变化形成煤
煤的形成
石油和天然气的形成
[介绍]从这两个图中，我们可以看出煤、石油、天然气等化石燃料的形成，并非一日之功，它要经过数百万年才能形成。但人类目前掠夺式的开发，会给我们的子孙后代造成什么样的影响呢 下面我们一起看一组数据，大家估算多少年后我国的石油和天然气将被牦尽
我国1998年化石燃料储量及年产量
探明储量 年产量
石油 32.7吨 1．6亿吨
天然气 1．37×104亿立米 217亿方米
煤 1145亿吨 12．4亿吨
[学生活动，教师巡视]
[过渡]化石燃料被人们广泛使用，是因为它燃烧能产生大量的热量。那么，是不是只有通过燃料燃烧才能得到热量呢 下面我们来做两组实验。
[投影打出实验内容]
[实验7—4]在一支试管中加入几小段镁条，再加入5mL盐酸，观察现象，并用手触摸试管外壁。
[实验7—5]在一个小烧杯里，加入约20g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体，将小烧杯事先放在已滴有3～4滴水的玻璃片上。然后再加入约10gNH4Cl晶体，并立即用玻璃棒搅拌，使氢氧化钡晶体与NH4Cl充分反应。观察玻璃片上的水是否由于结冰而将玻璃片与小烧杯粘在一起。
[学生实验，教师巡视]
[现象]实验7—4，试管中有大量气泡冒出，试管壁发热，实验7—5，由于结冰，玻璃片与小烧杯粘在一起。
[设问]这两个实验说明了什么问题呢
[回答]化学反应中都伴随有能量的变化，有些化学反应中有热量放出，有的则从外界吸收
热量。
[评价]回答得很准确。
[讲解]化学反应在生成新物质的同时，伴有能量的变化，而能量的变化通常表现为热量的变化。类似于可燃物燃烧，镁和盐酸这样的反应，我们称之为放热反应。像碳与二氧化碳、氢氧化钡晶体和NH4Cl的反应，称之为吸热反应。
[板书]
[介绍]在当今社会，人们利用化学反应，有时主要是为了制取所需要的物质，有时却主要是为了利用化学反应所释放出的能量。同学们能举出一些利用化学反应的热量和能量的实例吗
[学生讨论，举例]
[介绍]目前，人类通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料，而化石燃料资源是有限的。那么，同学们认为怎样利用能源才可以使它的使用期限得以延长呢
[学生讨论，回答]
[讲解]总体来讲，如果我们能提高煤等燃料的燃料利用率，就相当于延长煤的使用期限。要使燃料燃烧通常考虑两点：一是要有足够的空气；二是要使燃料与空气有足够大的接触面。
[设问]在实际生活中我们是怎样来克服这些困难的呢 我们来看投影。
[投影]
因为在许多情况下，不能直接燃烧固态煤，如汽车或拖拉机等；或者虽然能够直接燃烧，但效率很低，如蒸汽机车热利用率只有8％，一般民用煤炉只有20％左右。所以在石油、天然气不足的情况下，不得不考虑把煤加工成为气态的、液态的或固态的高级清洁燃料的问题，以提高煤的热量的利用和减轻环境污染。煤在加工过程中，本身的潜在能量会受到一些损失。但由于加工成的气态或液态燃料的热利用率高，因此在一些情况下，煤经过气化或液化而取得的热效益高于直接燃煤。
现在还有相当大的一部分锅炉直接燃烧煤。对低硫煤可以采用粉煤锅炉，但需加烟道脱硫装置。对高硫煤，要用沸腾床燃烧系统，掺石灰实行炉内脱硫和降低氧化氮的生成。以上方法都是为了减轻污染、保护环境。
[小结]通过这节课的学习，我们了解了一些化石燃料，我们还知道化石燃料已经面临被耗尽的危险，应合理开采，并节约使用。
同时，我们还应认识到，物质发生化学反应的同时，伴随着能量的变化，通常表现为热量变化，即有放热现象或吸热现象发生。
[布置作业]课后习题1、2、3、4、5
通过不同的方法，获取“煤的加工产品”的用途。
板书设计
课题2燃料和热量
一、化石燃料——天然气
1．甲烷的物理性质：无色、无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。
2．甲烷的燃烧：
CH4+2O2CO2+2H2O
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燃料和热量 教学设计（二）
教学内容
本课题主要讲了我们生活中常用的燃料——化石燃料，以及在化学反应中的能量变化，同时培养学生节约能源的意识。
教学目标
知识与能力
1．知识与技能
（1）知道化石燃料是人类重要的自然资源，对人类生活起着重要作用；同时，认识到化石燃料的不可再生性，知道合理开采和节约使用化石燃料的重要性。
（2）知道石油炼制出的几种主要产品及其用途。
（3）通过化学反应中的能量变化，认识燃料充分燃烧的重要性。
2．过程与方法
（1）运用思考、讨论的方法来获取信息。
（2）运用实验的方法来得出结论。
3．情感态度与价值观
通过对化石燃料的形成、使用年限，对人类所起的重要作用的了解，认识到合理开发的重要性，养成节约利用资源的意识。
教学重、难点及突破
重点
1．化石燃料的形成与特点。
2．煤、石油、天然气的成分、燃烧产物、来源、性质等。
3．化学反应中的能量变化。
难点
1．煤、石油、天然气的成分、来源、性质等。
2．化学反应中的能量变化。
教学突破
1．通过活动与探究的方式使学生了解煤、石油、天然气的成分、特点、来源等，教师可以辅助并指导学生完成探究活动，即通过学生的自学、观察、分析来达到学习的目的。
2．对于化学反应中的能量变化，主要是通过让学生感受实验、观察生活中的实例来达到理解的目的。
教学准备
1．关于化石燃料形成过程的幻灯片。
2．烧杯、澄清的石灰水、甲烷、稀盐酸、镁条、试管等。
教学步骤
（1课时）
教学流程设计
教师指导 学生活动
1．导课，介绍化石燃料的形成过程。 1．走进新课堂。
2．指导学生探究化石燃料的成分、产物、性质等。 2．活动与探究。
3．讲述合理利用化石燃料。 3．分析，探究。
4．讲解化学反应中的能量变化。 4．思考，记录。
5．小结本课题。 5．回顾，记忆。
一、导课（约 分钟）
教师活动 学生活动
1．导入：人类开始认识火时，采用钻木取火的方式，说明当时用的燃料是木材；到了近代，人们发现了煤，就大量利用煤燃烧来提供热量、动力，用于生活、工业等方面；而现在，人们生活、做饭已经是广泛地利用天然气了。从柴草到现在的天然气、新型燃料等，说明燃烧在人类社会的发展过程中起着很重要的作用。今天我们就来学习——燃料和热量。（板书：课题二燃料和热量） 1．在教师的引导下走进新课堂，进入情境。
2．让学生说说日常生活中常用到的燃料有哪些。 2．根据日常生活回答：木材、煤、石油、天然气……
3．提问：那么煤与木材有什么区别 木材用完了，我们可以再植树，几年后就又有了，煤用完了后我们可以再种植吗 3．讨论，回答：木材在短时期内是可以再生的，而煤却不可以再生。
4．播放化石燃料形成过程的幻灯片，讲解：生活中常用的煤、石油、天然气，都叫做化石燃料。提问： 4．观看幻灯片，思考，回答：
（1）请总结它们的形成过程。 （1）古代植物或植物枯萎后→被埋于土中→经过长期的复杂变化→形成煤；古代海洋生物死亡→被层层泥沙掩埋→经过长期的复杂变化→在不同的地层分别形成石油、天然气。
（2）从形成过程分析它们有什么特点 （2）它们的形成过程都经历了非常漫长的年代和复杂的变化。
5．提问：在生物学习中我们知道了化石的形成，那么联系化石的形成过程，想一想为什么把这些燃料叫做化石燃料 化石燃料有哪些特点 5．思考，回答：因为这些燃料同化石一样是经历了漫长的年代、复杂的变化才形成的，所以称作化石燃料。由于它们形成所需的时间和变化对于我们人来说是无法重演的，所它们都是不可再生的能源。
二、探究煤、石油、天然气（约 分钟）
教师活动 学生活动
1．指导学生开展教材中的探究活动，了解煤和石油的特点。提问： 1．以小组为单位开始进行探究活动，集体讨论，解决问题：
（1）煤是什么物质 由哪些元素构成 煤作燃料时，热量是如何产生的 （1）煤是一种复杂的混合物；主要含有碳元素，还含有氢元素和少量的氮、硫、氧等元素；煤主要是利用碳与氧反应放出热量。
（2）煤气的主要成分是什么 燃烧后的产物有哪些 （2）煤气的主要成分是氢气、甲烷、一氧化碳及其它气体；燃烧后的产物有水、二氧化碳等。
（3）煤气泄漏后会有什么危险 （3）煤气泄漏会使人中毒，因为一氧化碳能够与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白与氧的结合能力下降。
（4）石油主要含有哪些元素 石油经过炼制会得到哪些产品 分离这些产品的原理是什么 （4）石油主要含有碳和氢两种元素；石油可以分离出汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青、溶剂油等产品；利用各种产品的沸点不同进行分离。
（5）石油可以直接作燃料吗 （5）不可以，石油直接燃烧会给环境造成很大的污染，而且石油中含有多种产品，而每种产品的用途、沸点都不同，直接燃烧会使资源浪费。
（6）使用罐装液化石油气在安全方面应注意些什么 （6）应该注意防止漏气和剧烈碰撞，还要注意远离火源。
2．讲述：往往在有石油的地方，一般都有一种气态燃料——天然气存在。天然气主要是由碳和氢组成的气态化合物。 2．听讲，识记。
3．做演示实验：先取出一瓶甲烷气体，让学生观察；接着检验纯度；然后点燃甲烷，并在火焰上方放一只干燥的烧杯；最后迅速将烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清的石灰水。提问： 3．观察教师演示及实验现象，回答问题：
（1）观察甲烷的颜色、状态。 （1）甲烷无色、气态。
（2）观察甲烷燃烧时的现象，干燥的烧杯有什么变化 说明了什么 （2）甲烷燃烧时有淡蓝色的火焰；火焰上方的烧杯壁上产生水珠；说明甲烷燃烧时有水生成。
（3）澄清的石灰水有什么变化 说明了什么上 用化学方程式如何表达 （3）石灰水变混浊；说明甲烷燃烧时有二氧化碳生成；总体来看，说明甲烷燃烧生成了水和二氧化碳；化学方程式：CH4+2O2CO2+2H2O
4．引导：2002年的世界杯足球赛在韩国的汉城举行。就在这举世瞩目的足球赛场下埋着汉城人15年的垃圾。这些曾被人们抛弃的垃圾却为赛场提供了能源。请结合教材中的“沼气的制取和利用”想一想这是为什么。 4．阅读教材，讨论，回答：把秸秆、杂草、人畜粪便等废物放在密闭的沼气池中发酵，就会产生甲烷。那么汉城足球场下的垃圾经过发酵也会产生甲烷，而甲烷又可以燃烧，从而提供了能量。
5．德育教育：那么像这样变废为宝的经验是不是很值得我们学习、借鉴呢 5．学生表示肯定，情感受到熏陶。
6．陈述：虽然我们的生活中有很多种燃料，但是目前人类消耗的能量主要还是来自于化石燃料。如果我们继续这样大量开采下去，总有一天这些化石燃料会被耗尽。请大家结合教材表7—3，估算一下我国的石油、天然气在多少年后将被耗尽。 6．开始进行探究活动，估算结果：石油大约20年后会被耗尽；天然气大约63年后会被耗尽。
7．提问：看到这样的数字，你们有什么样的感想 7．集体讨论，回答：我国的化石燃料如果再这样开采下去，那么几十年后我们的子孙后代就会一无所有；说不定又会回到以前烧木柴的年代。所以我们现在必须合理利用现有的资源，限量开采，寻找更好的替代燃料。
三、化学反应中的能量变化（约 分钟）
教师活动 学生活动
1．联系生活实际：我们使用煤气做饭、用煤燃烧发电等等，这主要是利用煤气、和煤的什么来做饭和发电的 1．思考，回答：主要是利用它们燃烧放出的热量。
2．提问：是不是只有通过燃烧才能得到热量呢 如果不是，还有哪些途径 2．思考，回答：不是。例如在冬天，我们通过运动可以得到热量。
3．演示实验：在一只试管中加入几段小镁条，再加入5ml盐酸。提问：发生了什么现象 用手摸试管壁会有什么感觉 为什么会这样 3．观察实验，感觉实验，分析：试管中会有气泡产生，用手触摸试管壁，感觉试管发热。原因：镁条与盐酸反应生成氢气，所以会有气泡；反应过程中有热量产生，所以试管壁会发热。
4．讲解：其实，在化学反应中生成新物质的同时，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。提问：那么是不是所有的化学反应中的能量变化都表现为放热呢 4．思考，回答：不一定，有时候化学反应中也伴随着吸热现象。如碳与二氧化碳的反应。
5．陈述：现在，我们人类所需要的大部分能量都是由化学反应产生的，就连维持体温和日常活动所需要的能量，都是通过食物在体内的化学反应提供的。请大家列举一些化学反应放出热量的例子。 5．讨论，举例。
6．提问：人类通过化学反应得到的能量大多来自于化石燃料，而化石燃料又是有限的，但是我们又不能找到新的燃料来替代它们，那么我们怎样才能更好地节约能源呢 6．讨论，回答：可以控制燃烧反应，使燃料充分燃烧，这样就相当于延长了燃料的使用期限。
7．小结：那么要想使燃料充分燃烧就必须做到：（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。 7．听讲，识记。
8．提问：燃料充分燃烧可以节约能源，不充分燃烧有什么害处呢 我们应该怎样做 8．集体讨论，回答：燃料不充分燃烧，既浪费资源，又会产生有害气体，污染空气。我们在生活中应该注意充分利用各种资源，节约能源。
9．总结本课题内容。 9．跟随教师总结，复习。
本课总结
这节课我们主要学习、认识了一些化石燃料的用途、性质、特点等，同时还了解在化学反应中的能量变化，并且知道了现阶段我国能源有限，要节约能源，寻找更好的新能源。
板书设计
课题二燃料和热量
一、化石燃料
1．形成：古代生物经历漫长复杂的变化→化石燃料
2．特点：不可再生
3．煤：主要由碳元素构成的化合物可分解出焦炭、煤焦油、煤气
4．石油：主要由碳和氢构成，可分解出汽油、柴油、煤油、石蜡、润滑油等
5．天然气：主要成分是甲烷，可由一些秸秆、杂草、垃圾等发酵产生
二、化学反应中的能量变化
1．能量变化：放热、吸热
教学探讨与反思
本课题的知识难度不大，因此主要采用了以学生自学为主、教师讲解为辅的教学方式，使学生通过主动探究和讨论活动获取知识，这样可以培养学生的自主学习能力，锻炼学生解决问题、分析问题的能力，为学生的课外学习及今后的学习打好基础。
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