九年级化学新人教上册 燃料和热量

燃料和热量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，了解化石燃料的不可再生性，认识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)了解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，使学生认识到合理开发的重要性，培养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。熟食增强了人的体质，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，颌部短缩，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73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CH42O2CO22H2O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耗尽？我国1998年化石燃料储量及年产量探明储量年产量石油32.7亿吨1.6亿吨天然气1.37104亿立方米217亿立方米煤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74在一支试管中加入几小段镁条，再加入5 mL盐酸，观察现象，并用手触摸试管外壁。实验75在一个小烧杯里，加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体，将小烧杯事先放在已滴有34滴水的玻璃片上。然后再加入约10 g NH4Cl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74，试管中有大量气泡冒出，试管壁发热，实验75，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。板书二、化学反应电的能量变化介绍在当今社会，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：CH42O2CO22H2O二、化学反应中的能量变化第二课时引入新课介绍煤、石油、天然气是当今世界上最重要的三大化石燃料。它们作为重要的能源，在我们的现代生活中起着很重要的作用。前面我们已经学习了天然气的有关知识，这节课我们具体来学习煤和石油的综合利用。板书拓展课题 煤和石油的综合利用活动与探究讨论或思考：1你家中做饭、洗浴等使用什么燃料？2汽车、轮船、飞机、拖拉机等使用什么燃料？3炼钢厂、热电厂等使用什么燃料？答案1煤气或液化石油气等。2汽油、煤油、柴油等。3炼钢厂、热电厂都用煤作燃料。追问在生活中我们经常用煤气、汽油等作燃料，那么你知道它们是怎样形成的吗？回答1为了使煤得到综合利用，将煤隔绝空气加热，就可以使煤分解成许多有用的物质，其中就有煤气。2如果将石油加热炼制，利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离，就可得到不同的产品，比如汽油、煤油、柴油等。评价大家回答得非常好，关于这方面的资料下课后再多查点，开阔视野。介绍煤和石油都是由古代生物遗体埋在地层下，在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。由于煤和石油的用途非常广泛，和人类的关系极为密切，所以，人们常把煤称为“工业的粮食”，把石油称为“工业的血液”。过渡下面同学们仔细阅读课本P132、P146内容，你能从中学到什么知识？学生阅读设问你从中学到了什么呢？回答1煤是由有机物和无机物所组成的复杂混合物，主要含有碳元素，此外，还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质。2将煤隔绝空气加热，可使煤分解成焦炭、煤焦油和焦炉气等。其中，焦炭可以冶金，煤焦油是重要的化工原料，焦炉气则是重要的燃料。这样煤就能被综合利用了。教师补充黑糊糊的煤焦油是一个大宝库，已经从它里面分离出了上百种化合物，又进一步做成了各种有用的物质。投影引申例题：(2003年南昌市初中毕业、升学统一考试)煤是一种常用的化石燃料，家庭用煤经过了从“煤球”到“蜂窝煤”的变化：以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体，后来人们把煤粉加工成圆柱体，并在圆柱体内打上一些孔。请你分析这种变化的优点是：_ 。煤在燃烧时会产生许多污染物，为了减少煤燃烧时对环境的污染，可设法把煤转化成清洁的燃料。将水蒸气通过炽热的煤层，可得到较洁净的水煤气(主要成分是CO和H2)，请你写出该反应的化学方程式_。煤气厂常在家用水煤气中特意掺入少量有难闻气味的气体，其目的是_。答案：(1)使煤与空气的接触面积增大，燃烧更充分 (2)CH2OCOH2 (3)便于及早发现煤气是否泄漏板书过渡我们接着进行刚才的内容。回答3从油井中开采出来的石油，又称原油。原油通常显深棕色或黑色，常有绿色或蓝色荧光，有特殊气味，不溶于水，密度比水的稍小，没有固定的熔点和沸点。4石油主要含有碳和氢两种元素，同时还含有少量的硫、氧、氮等元素，它也是一种混合物。5石油和煤一样，给它加热后，同样能得到很多产品。人们利用这些产品的燃烧，给工厂、农村、汽车、轮船、火车等提供所需要的动力和热量。6在20世纪兴起了综合利用石油产品的工业石油化工。科技工作者把燃料油中较大的分子裂解成小分子，然后把它们加工制造成各种产品，例如塑料、合成纤维、染料、洗涤剂等。教师补充石油已经在人类生活中发挥了巨大作用，它已深入到了日常生活中的各个方面。投影介绍我国是世界上最早发现和利用石油的国家之一。早在一千八百多年前，我国勤劳智慧的劳动人民就发现了石油。我国的石油资源比较丰富，煤也是世界上蕴藏量最大的国家之一。解放后，我国先后开发和建立了大庆、胜利、华北、中原、大港等石油基地和一批煤炭基地，近年来在我国海域和西北部也开发出了新的油田。引申近些年，科学家发现了有些能“冒油”的植物。投影能“冒油”的植物。小结煤、石油等燃料虽然与人类关系密切，但人类一定要记住它并不是无限的。板书二、石油布置作业教材P133讨论题1、2。板书设计二、石油考题回顾1我省近海域中蕴藏有丰富的天然气资源，并且已经开采利用。天然气是一种重要的化石燃料。下列关于天然气的说法不正确的是 A燃烧的产物是水和二氧化碳 B主要成分是一氧化碳C与沼气的主要成分相同 D与空气混合点燃可能发生爆炸2据中央人民广播电台报道，2003年初以来山西省某些地方的煤矿接连发生“瓦斯”爆炸事故，造成重大人员伤亡。这里所说的“瓦斯”的主要成分是 AH2 BCO CCH4 D水煤气3不会加剧酸雨、臭氧层空洞、温室效应等环境问题的是 A使用太阳能淋浴器 B燃烧煤C超音速飞机尾气排放 D使用氟利昂作制冷剂答案：1B 2C 3A