資源簡介

化學燃料
一、設計思想
化石燃料是生活和生產中常用的燃料，煤、石油和天然氣等對于學生來說也并不陌生。教學中主要通過煤、石油、天然氣的比較，學生討論和總結來學習；結合化石燃料不可再生性，以及其燃燒或不充分燃燒對環(huán)境的影響，認識使用清潔燃料和開發(fā)新能源以及保護環(huán)境的重要性；并結合中國國情，把化學課和社會問題結合起來，讓學生體會化學工藝和技術在實際生產生活中的價值和重要性；并在學習新知識的同時對于之前知識點進行鞏固，復習。
二、教學目標
1. 知識與技能
（1）知道煤、石油、天然氣是當今世界最重要的三大化石燃料
（2）知道煤、石油、天然氣經過加工后的產物的作用
（3）知道開發(fā)綠色能源的幾種途徑
2. 過程與方法
（1）通過煤加工和石油煉制方法的學習，認識合理開采節(jié)約使用和綜合利用化學燃料的方法；
（2）通過化學反應中的能量變化，認識使燃料充分燃燒的方法。
3. 情感態(tài)度與價值觀
（1）知道化學燃料的不可再生性，結合可持續(xù)發(fā)展的中國國情，感悟合理開采節(jié)約使用和綜合利用化學燃料的重要性。
（2）知道化石燃料的燃燒會帶來各種污染，形成環(huán)保、節(jié)能意識。
三、重點和難點
教學重點：化學燃料、合理使用化石燃料的重要性、綠色能源開發(fā)的重要性
教學難點：化學反應中的能量變化
四、教學過程
教學環(huán)節(jié) 教學內容 教學目的
引入 能源對于日常生活和生產都有著重要的作用，請問你所了解的能源有哪些呢？其實人類的發(fā)展史就是能源的發(fā)展史，最早人類使用柴薪作為能源。隨著時代的變化和化學工藝的發(fā)展，能源的使用漸漸轉變成了煤炭等其他物質。請問同學們，你知道當今世界最常用三大燃料是什么嗎？煤，石油，天然氣今天我們就來了解和學習這些燃料。 讓學生明確學習內容
煤、石油、天然氣的介紹 學習之前，我先提個問題，請問煤、石油、天然氣是純凈物還是混合物？說到煤，大家一定會想到一個詞，叫“煤炭”（展示煤）觀察物理性質。你可以猜測下煤的主要成分嗎？煤的主要成分是碳，你能寫出煤燃燒的化學方程式嗎？中國是最早使用煤炭的國家，早在戰(zhàn)國時期著作《山海經》記載有百姓在日常生活中使用煤炭，直到馬可波羅到中國后才流傳到國外。石油，又稱為原油，是當今世界上最重要的液體化石燃料，被人們稱為“工業(yè)的血液”。（展示石油）石油黃色或黑色可燃性粘稠液體，有特殊氣味，不溶于水，密度比水小。《夢溪筆談》一書中寫到“高奴縣出脂水...然之如麻，但煙甚濃，所沾幄幕皆黑...此物后必大行于世，自予始為止”古人對于石油的描述。化學成分復雜，其中一種化學成分是丁烷，你能寫出丁烷燃燒的化學方程式嗎？天然氣是指在地下自然形成的可燃性氣體，其主要成分是甲烷CH4，無色、無味氣體，密度比空氣小，難溶于水。你能寫出甲烷燃燒的化學方程式嗎？比較下上面寫的3個化學方程式C＋O2 CO22C4H10＋13O2 8CO2＋10H2OCH4＋2O2 CO2＋2H2O請同學觀察下生成物，有什么特點？為什么有這樣的特點？(都需要點燃，可強調著火點，都需要氧氣，可強調助燃物)通過觀察我們可以發(fā)現(xiàn)，燃燒的生成物都是CO2，主要生成原因是因為反應物中都含有碳元素，因此含碳元素的物質燃燒，會生成CO2，如何檢驗CO2氣體？用澄清石灰水。 聯(lián)系生活和化學復習燃燒反應CO2檢驗方法的復習
燃料充分燃燒 請你猜測下，還可能生成什么？還可能生成CO，這主要是什么原因造成的？如何改進能使物質充分燃燒？（提示：木棒和紙片哪個方便燃燒？鐵絲在空氣和氧氣中燃燒的情況？）現(xiàn)在給予一定條件，讓煤、石油、天然氣充分燃燒，這樣使用燃料，是否合理？（提示：混合物）這些燃料除了碳元素以外，還含有一些其他元素，燃燒后會生成如SO2，NO2,,會造成環(huán)境污染。另外，即使讓物質充分燃燒，燃料利用率還是不高，并且只能釋放出部分能量，特別是煤和石油這兩個物質，利用率相當?shù)汀Ｎ覀冊撊绾握_使用燃料？ 復習充分燃燒知識豎立環(huán)保意識
燃料加工使用 通過化學工藝，進行煤、石油進行加工：煤的干餾：煤的干餾就是將煤置于隔絕空氣的密閉煉焦爐內加熱，隨著溫度的升高，煤中有機物逐漸分解，得到氣態(tài)的焦爐氣(主要是CH4)、液態(tài)的煤焦油和固態(tài)的焦炭。 比較燃燒熱值：原煤 20934千焦／公斤焦炭 28470千焦／公斤焦爐煤氣 31015千焦 / 公斤干餾是物理變化還是化學變化？干餾實驗：（火焰太小可以燃燒紙張，聞焦爐氣味道----招氣入鼻）石油分餾：與蒸餾相同，即分離幾種不同沸點的揮發(fā)性成分的混合物的一種方法;石油先在最低沸點下蒸餾,直到蒸氣溫度上升前將蒸餾液作為一種成分加以收集。蒸氣溫度的上升表示石油中的次一個較高沸點成分開始蒸餾。然后將這一組分開收集起來。視頻：分餾（蒸餾）是物理變化還是化學變化？圖片展示：分餾塔，提問分餾塔中分離出來的物質，靠近分餾塔下方的分離出來的物質和分餾塔上方分離出來的物質，他們在沸點上有何聯(lián)系？石油常壓分餾產物：液化石油氣、汽油、煤油、柴油、重油，重柴油、潤滑油、凡士林、石蠟、瀝青。石油轉化成其它物質燃燒的熱值。原油 41868千焦／公斤 汽油 43124千焦／公斤 煤油 43124千焦／公斤 柴油 42705千焦／公斤液化石油氣 47472千焦／公斤 從熱值上看，經過加工后的煤和石油的產物，燃燒釋放的能量更多，所以提供的熱量相對也就更多。而煤和石油加工后的產物，在日常生活和生產中都是非常重要的材料。例如：我國大力推進煤化工藝，把煤進過化學工藝，轉變成甲醇，甲醇是一種非常重要的化工原料，可以制作塑料，農藥，醫(yī)藥。而甲醇又可以制的二甲醚，甲醛等其他重要的化工原料。2010年我國甲醛需求量達1900萬噸，相當于76萬個集裝箱滿箱的重量。塑料不是石油分餾產物，而是以石油裂化生成的乙烯等為原料進一步加工得到的。乙烯是合成纖維、合成橡膠、合成塑料、合成乙醇的基本化工原料，也用于制造氯乙烯、苯乙烯、環(huán)氧乙烷、醋酸、乙醛、炸藥等CPL是己內酰胺（CPL），即尼龍。它是以石油為原料做成的。 煤、石油、天然氣不光是可以燃燒，提供熱量；煤、石油、天然氣又可以經過加工，制作其它化工產品，是非常重要的化工原料。當今世界，煤、石油作為燃料使用情況在減小，而加工成為化工品的作用在逐漸增大。中國國情，煤較多，石油較少，根據(jù)2006年統(tǒng)計我國現(xiàn)有約2.2×109噸石油，我國當年的石油加工能力是1.8×108噸，預計12年左右時間，我國的石油就會被加工完。現(xiàn)在中國人把煤轉化為石油替代品，維持化工業(yè)的正常運行。 更深入的了解燃料加工的優(yōu)勢
不可再生能源 學習過了以上三種化學能源，了解他們的用處以后，我們思考下，這些能源從哪里而來？如何形成的呢？像這些燃料，是由古代動植物埋在地層下，經過漫長的、一系列非常復雜的變化而逐漸形成的，稱為化石燃料，化石燃料是人類通過化學反應獲得的能量重要資源，是不可再生能源。煤、石油、天然氣都是化石燃料，也都是不可再生能源。 了解煤、石油、天然氣的產生過程了解燃料的不可再生性
綠色能源 我國是一個土地廣闊，物資豐富的國家。煤、石油、天然氣的儲量都占世界前列，是不是我們就可以隨意使用隨意浪費這些能源？因為煤、石油、天然氣這些能源都是不可再生的，總有一天會消耗殆盡。因此，科學合理的開采和綜合高效的使用非常重要，開發(fā)新的綠色替代能源更為重要。就你所知道的綠色能源有哪些？氫能：氫氣燃燒的反應方程式如何書寫？生成物是什么？是否有污染？氫能可以用于很多地方，包括日常生活中的氫動力汽車，和高科技火箭中的高壓液態(tài)氫。氫氣燃燒產生的熱值也很高，是一種無污染優(yōu)質燃料。除此之外還包括：太陽能、風能、地熱能和潮汐能等。太陽能：一般是指太陽光的輻射能量，在現(xiàn)代一般用作發(fā)電。自地球形成生物就主要以太陽提供的熱和光生存，而自古人類也懂得以陽光曬干物件，并作為保存食物的方法，如制鹽和曬咸魚等。但在化石燃料減少下，才有意把太陽能進一步發(fā)展。太陽能的利用有被動式利用（光熱轉換）和光電轉換兩種方式。太陽能發(fā)電一種新興的可再生能源。（太陽能熱水器）風能：地球表面大量空氣流動所產生的動能。由于地面各處受太陽輻照后氣溫變化不同和空氣中水蒸氣的含量不同，因而引起各地氣壓的差異，在水平方向高壓空氣向低壓地區(qū)流動，即形成風。風能資源決定于風能密度和可利用的風能年累積小時數(shù)。風能密度是單位迎風面積可獲得的風的功率，與風速的三次方和空氣密度成正比關系。據(jù)估算，全世界的風能總量約1300億千瓦，中國的風能總量約16億千瓦。地熱能：是由地殼抽取的天然熱能，這種能量來自地球內部的熔巖，并以熱力形式存在，是引致火山爆發(fā)及地震的能量。地球內部的溫度高達7000℃，而在80至100公英里的深度處，溫度會降至650至1200℃。透過地下水的流動和熔巖涌至離地面1至5公里的地殼，熱力得以被轉送至較接近地面的地方。高溫的熔巖將附近的地下水加熱，這些加熱了的水最終會滲出地面。運用地熱能最簡單和最合乎成本效益的方法，就是直接取用這些熱源，并抽取其能量。地熱能是可再生資源。（溫泉）潮汐能：指海水潮漲和潮落形成的水的勢能，其利用原理和水力發(fā)電相似。潮汐能是以勢能形態(tài)出現(xiàn)的海洋能，是指海水潮漲和潮落形成的水的勢能與動能。它包括潮汐和潮流兩種運動方式所包含的能量，潮水在漲落中蘊藏著巨大能量，這種能量是永恒的、無污染的能量。（錢塘江觀潮）綠色能源有很多，為什么當今世界上能源的使用還是主要以煤，石油，天然氣為主？綠色能源作為新興產業(yè)，在替代現(xiàn)有石油、煤炭等能源及節(jié)能環(huán)保方面有著重要的戰(zhàn)略意義，在我國遠期能源構成方面， 2050年煤炭占全國總能耗的份額將由2005年的70％降至40％，石油約占20％，天然氣約占10％，水電約占6％，核電約占9％，其余15％將來源于太陽能、風能及生物質能等非水可再生能源。請你為國家能源未來的使用獻計獻策？作為一名中學生，平時你該如何幫助國家去節(jié)約能源？ 讓學生明白節(jié)約能源，過渡語段引出綠色能源。復習氫氣燃燒內容，強調氫能最大的特點---沒有污染考慮其他綠色能源部分略講，核能不算是綠色能源，這里不強調鼓勵學生積極學習化學，為國家能源發(fā)展出力
各類能源折算標準煤的參考系數(shù)
能源名稱 平均低位發(fā)熱量 折標準煤系數(shù)
原煤 20934千焦／公斤 0．7143公斤標煤／公斤
洗精煤 26377千焦／公斤 0．9000公斤標煤／公斤
其他洗煤 8374 千焦／公斤 0．2850公斤標煤／公斤
焦炭 28470千焦／公斤 0．9714公斤標煤／公斤
原油 41868千焦／公斤 1．4286公斤標煤／公斤
燃料油 41868千焦／公斤 1．4286公斤標煤／公斤
汽油 43124千焦／公斤 1．4714公斤標煤／公斤
煤油 43124千焦／公斤 1．4714公斤標煤／公斤
柴油 42705千焦／公斤 1．4571公斤標煤／公斤
液化石油氣 47472千焦／公斤 1．7143公斤標煤／公斤
煉廠干氣 46055千焦/ 公斤 1．5714公斤標煤／公斤
天然氣 35588千焦/立方米 12．143噸/萬立方米
焦爐煤氣 16746千焦/立方米 5．714-6.143噸/萬立方米
其他煤氣 3．5701噸/萬立方米
熱力 0.03412噸／百萬千焦
電力 1.229噸/萬千瓦時
教學反思：
1、 可飲用93#97#汽油，再提示汽油為什么老是漲價，說明石油的寶貴。
2、 給思考題留足夠的時間，留些思考題：混合氣體除雜題，石油燃燒生成各種氣體，如何檢驗
3、 注意語速，控制環(huán)節(jié)重難點
4、 分餾實驗中，用不同的加熱器：酒精燈和酒精噴燈，給學生以提示：都是用來加熱，只是加熱的溫度不同。

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