九年级化学上册7.2燃料的合理利用与开发教案 新人教版.doc

课题2燃料的合理利用与开发第1课时燃料和热量第2课时使用燃料对环境的影响及能源的开发和利用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，了解通过石油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作用。3了解化石燃料的不可再生性，燃料充分燃烧的重要性，以及化石燃料燃烧对环境的影响。认识合理利用和开发能源、节约使用化石燃料的重要性；树立环境保护意识。重点甲烷的燃烧及产物的检验；石油分馏的产物及用途；煤和汽车用燃料的燃烧产物对空气的污染及防治措施；新能源的开发与利用。难点化学反应中的能量变化；培养学生学习兴趣和对环境的保护意识。一、创设情境，导入新课播放一段Flash视频：烧得很旺的炭火和一支示数为20 的温度计。然后向炭火上加上一铲新煤，红红炭火变暗，温度计示数随之下降到16 。过了一段时间，炭火又变得红热，温度计示数又上升至20 。生活中的这个常见现象说明了什么问题？二、合作交流，探究新知(一)化学变化中的能量变化我们都知道燃料燃烧时产生了热量，是不是只有通过燃烧才能获得能量的呢？演示实验73：在一支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，主要成分为CaO)，再加入2 mL水，观察现象，并用手轻轻触碰试管外壁。实验说明了什么？(说明了生石灰与水反应会放出热量)这种化学反应放热现象在许多化学反应中都会发生，大家请思考：(1)化学反应都是放出能量的吗？请举出生活中你见过的吸收能量的化学反应的例子。(2)我们一开始播放的Flash视频中的现象如何解释？凡是反应需要加热的化学反应就是吸热反应吗？演示硫粉在空气中和在纯氧中燃烧的实验，播放煤块和煤粉在空气中燃烧的视频，让学生比较反应现象的不同，并思考原因。事实与研究证明，化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化。能量的变化通常表现为热量的变化，有些反应是放出热量的，如镁与盐酸反应等，有些反应是吸收热量的，如碳与二氧化碳的反应。强调：不是所有的放热或吸热的变化都是化学变化，有些是物理变化，如电灯通电后发光，浓硫酸溶于水放热等。(二)化石燃料的利用作为重要的能源，燃料对于人类社会是非常重要的，目前人类使用的燃料大多来自化石燃料。三大化石燃料是煤、石油、天然气。化石燃料是不可再生能源。它们还是重要的化工原料，因此人们常把煤称为“工业的粮食”，把石油称为“工业的血液”。煤的形成示意图：石油和天然气的形成示意图：1煤和石油阅读课本P138，思考下列问题：(1)煤是纯净物吗？(2)那它含有哪些元素？(3)你知道煤作为燃料的原理是什么？讨论交流回答：(1)是混合物；(2)煤主要含碳元素，此外还含有少量的H、N、S、O元素以及无机矿物质(主要含硅、铅、钙、铁等元素)；(3)原理是利用碳元素和氧反应所放出的热量。提问：(1)知道人们怎么综合利用煤的吗？煤加工后的主要产品有哪些用途？煤煤气的主要成分：氢气(H2)甲烷(CH4)一氧化碳(CO)其他气体(2)我国的主要油田有哪些？大庆、大港、胜利、华北等。(3)石油可直接用作燃料吗？石油产品中有哪些是常用燃料？不能。石油中除了含C、H元素外，还含S、O、N等元素。如果把石油直接作燃料的话，石油会燃烧不充分，不仅会造成浪费，还会生成大量的黑烟和含S、含N等有害气体。汽油、煤油、柴油、石蜡等都是常用的燃料。(4)煤气泄露会造成什么危害？使用灌装液化石油气在安全上应注意什么？危害到人体和财产的安全；使用罐装液化石油气在安全上应注意不能加热，不能猛烈撞击等。煤石油炼制方法隔绝空气加热利用沸点不同，将它们加热炼制产品与用途焦炭、煤焦油、煤气等汽油、煤油、柴油、石蜡等2.天然气有石油的地方一般都有天然气。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。演示实验74：(1)观察甲烷的颜色、状态。点燃从导管放出的甲烷，在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯。过一会儿，观察烧杯壁上的现象。(2)迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清石灰水，振荡，观察现象。注意：甲烷具有可燃性，点燃甲烷前，要先检验甲烷的纯度。实验现象实验结论化学方程式(1)燃烧时产生蓝色的火焰，烧杯内壁有水雾生成含有氢元素CH42O22H2OCO2(2)澄清的石灰水变浑浊含有碳元素Ca(OH)2CO2=CaCO3H2O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。池沼里含有沼气沼气的制取和利用3合理利用与开发化石能源目前，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。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。化石燃料已经面临被耗尽的危险，应合理开采，并节约使用。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？xx年我国化石能源基础储量和年产量基础储量年产量石油28.33亿吨1.89亿吨天然气32124亿立方米851.7亿立方米煤3261亿吨30.5亿吨估算一下它们可分别开采的年限：化石燃料石油(年)天然气(年)煤(年)开采年限107年从估算的数据，谈谈你对化石燃料使用和开发的看法。那么怎样利用能源才可以使它的使用期限得以延长呢？总体来讲，如果我们能提高煤等燃料燃烧的利用率，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，煤经过汽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。科学家发现了未来的替代能源可燃冰，它的优点是：能量高、燃烧值大、储量大，它目前还不能被利用的原因是开采技术上的问题没有解决。(三)使用燃料对环境的影响燃料的使用，给人们的生活提供能量、带来方便的同时，却对环境造成了不良的影响。煤燃烧时会产生二氧化硫、二氧化氮等污染物。这些气体对空气和我们的生活环境造成什么影响呢？ 组织小组实验：酸雨危害的模拟实验组织讨论、观察：原来，二氧化硫、二氧化氮易溶于水，当溶解在雨水中时，就形成了酸雨。市区内几乎不使用煤作燃料，可我们的生活环境为什么也会如此恶劣？这是什么引起的？目前，多数汽车都使用什么作为燃料？汽油和柴油作为多数汽车的燃料，它们燃烧时产生的尾气中主要含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等大气污染物，严重威胁着我们的健康。我们如何才能减少有害气体对空气的污染呢？减少汽车尾气对空气污染的措施有：(1)改进发动机的燃烧方式，以使汽油能充分燃烧。 (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)使用压缩天然气(CNG)或液化石油气(LPG)作燃料。(5)在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料。讨论：使用车用乙醇汽油有什么好处？可以适当节省石油资源，在一定程度上减少汽车尾气的污染。并且，可以通过高粱、玉米和薯类等发酵、蒸馏而得到，是可再生能源。 C2H5OH3O22CO23H2O(四)能源的利用和开发随着人类对能源的需求越来越多，化石燃料等不可再生能源面临枯竭，对环境的负面影响也很大，开发新的能源就成了人类越来越迫切的要求。你对氢气作为一种清洁燃料的认识有哪些？(氢气本身无毒、极易燃烧、放热量大、燃烧产物是水)我们知道，电解水可以制取氢气。实验室里，我们常用锌与稀硫酸反应来制取氢气(如图)，反应的化学方程式为ZnH2SO4=ZnSO4H2a排水法收集氢气b向下排空气法收集氢气讨论：氢气和天然气都可以作为燃料。目前，天然气作为燃料使用已经非常广泛，而氢气还不能作为燃料被广泛应用。为什么？氢气虽然是最清洁的燃料，但由于氢气的制取成本高和贮存困难，作为燃料暂时还不能广泛使用。目前，对氢能源的开发已取得了很大进展，随着科技的发展，氢气终将会成为主要能源之一。其实，我国在许多年以前就已经开始努力寻找新的办法，同时开发新的能源来改善大气环境，提高人们生活质量了，比如著名的“西气东输”。现代社会对能量的需求量越来越大，化学反应提供的能量已不能满足人类的需求。我国各地区及世界各国也都在利用和开发新的能源。你知道有哪些能源是可被人类利用的吗？(太阳能、核能、风能、地热能、水能、潮汐能等)出示能源图片，这些能源的利用，不但可以部分解决化石燃料面临耗尽的问题，还可以减少对环境的污染。希望同学们将来长大了，能将自己所学知识应用到开发和利用更理想更实用的清洁能源方面，为人类生活质量的进一步提高作出自己的贡献。利用不同形式的能量发电示意图三、练习设计探究在线高效课堂“基础在线”部分。四、课堂小结本节课你学到并掌握了哪些知识，有哪些收获？五、布置作业探究在线高效课堂“能力在线”部分。