資源簡介

課題2　燃料的合理利用與開發(fā)
教學(xué)目標
1、知識與技能
（1）掌握九年級化學(xué)常見氣體的化學(xué)性質(zhì)，復(fù)習(xí)鞏固H2、O2、CO2、CO、CH4 五種氣體的主要化學(xué)性質(zhì)。
（2）熟練常見氣體的中考題型。
2、過程與方法
（1）通過幾種氣體的系統(tǒng)復(fù)習(xí)，掌握對比、圖表分析、信息遷移等方法。
（2）初步學(xué)會對比、歸納、質(zhì)疑、自主探究的學(xué)習(xí)方法。
3、情感態(tài)度與價值觀
（1）通過化學(xué)反應(yīng)中的能量變化初步建構(gòu)“能量觀”；通過自然界物質(zhì)的轉(zhuǎn)化和循環(huán)的分析，初步建構(gòu) “變化觀”；通過氧氣參與的化學(xué)反應(yīng)總結(jié)，初步建構(gòu)“分類觀”。
（2）體會用辯證的觀點看待科學(xué)問題。
（3）通過科技前沿新聞素材的閱讀和分析提升科學(xué)素養(yǎng)，運用學(xué)科知識解決生活、社會中的實際問題，建構(gòu)化學(xué)價值觀。樹立關(guān)注熱點、關(guān)注環(huán)境的意識，體會化學(xué)對人類生活、生產(chǎn)的重要。并了解其在生活、社會中的應(yīng)用。
重點難點
重點
通過幾種氣體的系統(tǒng)復(fù)習(xí)，掌握對比、圖表分析、信息遷移等方法。
難點
初步學(xué)會對比、歸納、質(zhì)疑、自主探究的學(xué)習(xí)方法。
教學(xué)過程
活動1【導(dǎo)入】課堂引入
【創(chuàng)設(shè)情境】九年級化學(xué)所學(xué)的幾種常見氣體，也是生活中常用的氣體。H2 ---氫能源汽車，O2---用于醫(yī)療急救，CO2---生產(chǎn)碳酸飲料、啤酒，CO---煤爐取暖要注意煤氣中毒，CH4 ---是農(nóng)村沼氣的主要成分。（PPT圖片展示激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣）
【問題導(dǎo)學(xué)】問題解決——知識形成“腳手架”
1. 在H2、O2、CO2、CO、CH4 五種氣體中，一般能支持燃燒的是？用方程式表示該性質(zhì)。
2. 在H2、O2、CO2、CO、CH4五種氣體中，一般具有可燃性的是？用方程式表示該性質(zhì)。
3. 在H2、O2、CO2、CO、CH4 五種氣體中，一般具有還原性的是？用方程式表示該性質(zhì)。
4. CO2有哪些化學(xué)性質(zhì)呢？盡可能用方程式表示。
【我會歸納】
1、一種助燃性氣體—— 氧氣（O2）
2、兩種還原性氣體—— 氫氣（H2）、一氧化碳（CO）
3、三種可燃性氣體—— 氫氣（H2）、一氧化碳（CO）、甲烷（CH4）
4、溫室氣體—— 二氧化碳（CO2）、甲烷（CH4）
5、保護氣— 二氧化碳（CO2）、氮氣（N2）、稀有氣體
活動2【講授】2、與金屬冶煉的綜合——還原性氣體的化學(xué)性質(zhì)比較
【關(guān)注熱點】卻是化學(xué)工業(yè)上不可或缺的重要原料。近年來比較關(guān)注的“一碳化學(xué)”原料其實就是我們在教材中學(xué)到的以分子中只含一個碳原子的化合物例如CO、CH4等，用這些簡單化合物能合成一系列復(fù)雜的化工原料和燃料。工業(yè)上用天然氣和水蒸氣在高溫條件下發(fā)生反應(yīng)，得到的CO和H2的混合氣被稱為合成氣，你們認為合成氣有怎樣的用途？
（設(shè)計意圖：“一碳化學(xué)”是近年來各地中考化學(xué)命題熱點，其中涉及的氣體又是九年級化學(xué)的重點研究對象，所以開門見山的情境有利于學(xué)生對復(fù)習(xí)內(nèi)容重要性的關(guān)注）
【教師提問】H2和CO均作為工業(yè)冶煉的重要還原性氣體，各有怎樣的優(yōu)缺點？
【教師投影】以下是某興趣小組的同學(xué)在實驗室模擬了合成氣的制備，并設(shè)計實驗驗證合成氣的還原性。
圖1 合成氣還原氧化銅實驗裝置圖
【組織討論】你覺得該裝置存在什么缺陷？該如何改進？
（設(shè)計意圖：借助實驗裝置的缺陷，引導(dǎo)學(xué)生體會CO的毒性，通過對實驗裝置圖的改進，復(fù)習(xí)H2和CO的還原性，同時對H2和CO在還原性上的優(yōu)缺點進行比較，引導(dǎo)學(xué)生用辯證的觀點看待問題。）
活動3【活動】3、互動探究二：H2、CO、CH4可燃性比較？
3、互動探究二：H2、CO、CH4可燃性比較？
【初步探究】如何鑒別純凈的H2、CO和CH4？
先直接點燃，
再通過檢驗生成物來鑒別。
【繼續(xù)探究】設(shè)計方案來探究混合氣體中是否含有甲烷？
先排除CO2干擾，再點燃，最后檢驗產(chǎn)物。
【教學(xué)過渡】合成氣的另一大作用是作為燃料
【教師投影】
【教師講述】發(fā)散思維，說出兩個反應(yīng)的相同和不同？
（設(shè)計意圖：通過開放式的提問，引導(dǎo)學(xué)生對兩個熟悉的化學(xué)方程式進行對比。）
【教師提問】某混合氣體中可能含有H2、CO、CO2，請通過實驗驗證其中是否含有H2和CO氣體？
（設(shè)計意圖：借助混合氣體，讓學(xué)生掌握鑒別H2和CO的方法，同時要了解在鑒別之前要排除可能的干擾。）
【教師投影】該小組同學(xué)擬用純凈的氣體和如下裝置進行實驗。
圖2 CH4還原氧化銅
【教師提問】如何應(yīng)用以上實驗裝置進行搭配驗證珍珠泉中的氣體含有CH4？
1、如何驗證里含有碳氫元素？
2、如何確證該化合物中的碳氫原子個數(shù)比？
（設(shè)計意圖：復(fù)習(xí)課為什么枯燥？一是內(nèi)容重復(fù)，二是問題陳舊。關(guān)鍵是認識問題的視角沒有變化，不能與學(xué)生已有的認知發(fā)生沖突。傳統(tǒng)的中考化學(xué)試題對于碳氫化合物的實驗分析主要從質(zhì)量守恒角度定性分析，只需要知道燃燒產(chǎn)物的檢驗方法就可以了，但是在復(fù)習(xí)課中重復(fù)這樣的問題對于化學(xué)特長生來說過于簡單，自然引不起興趣。而將在敞開體系中點燃檢驗改為封閉體系中用氧化銅氧化，科學(xué)思維更加嚴密；從定性角度地僅為定量角度分析，是提升理科思維的必需途徑，其實確證某有機物中的碳氫原子個數(shù)比是李比希的重要科研方法，通過實驗與計算的綜合體現(xiàn)這段化學(xué)史歷程，也是強化學(xué)生對質(zhì)量守恒定律和化學(xué)式的深層認知。）
活動4【活動】4、二氧化碳的演化與循環(huán)
4、二氧化碳的演化與循環(huán)
【教學(xué)過渡】自然界中的很多物質(zhì)不是孤立存在的，它們之間通常存在著一定的轉(zhuǎn)化關(guān)系。
【教師投影】如圖為自然界中碳循環(huán)示意圖
圖3 自然界中碳循環(huán)示意圖
【教師提問】自然界碳之間的轉(zhuǎn)化有一定的方向性，請在圖中①-④線上補加箭頭（其他箭頭已畫出），表示碳循環(huán)中的各種變化關(guān)系。
【組織討論】有人提出海洋能夠吸收二氧化碳，請問這其中的原因是什么？
【教師小結(jié)】通過圖可以看出人類通過呼吸作用將二氧化碳釋放到大氣中，而綠色植物通過光合作用吸收二氧化碳，這對維持大氣中二氧化碳的總量平衡至關(guān)重要。
（設(shè)計意圖：選取自然界中碳循環(huán)示意圖，將學(xué)習(xí)置于真實的情境中，讓學(xué)生對知識進行梳理，將C及CO的燃燒、CO2與水的反應(yīng)等知識點與呼吸作用、光合作用相聯(lián)系，體現(xiàn)了學(xué)科滲透的觀點。同時本題圖文并茂，有利于提高學(xué)生對圖表的分析能力）
活動5【講授】5、環(huán)境保護與低碳科技
5、環(huán)境保護與低碳科技
【教師講述】近年來，全球氣候變化的矛頭直指CO2。如何探索有效地控制大氣中CO2的含量，引起了有關(guān)環(huán)境、材料、化學(xué)等多學(xué)科科學(xué)家的極大興趣。一些科學(xué)家也在探索如何變廢為寶，利用CO2作為能源來源。。
【新聞背景】南京大學(xué)鄒志剛課題組2010年利用介孔NaGaO2 膠體為模板，通過離子交換方法，在室溫下成功合成出了ZnGa2O4介孔光催化材料。將介孔ZnGa2O4用于CO2與水的光化學(xué)反應(yīng)，成功地實現(xiàn)了將CO2轉(zhuǎn)化為碳氫化合物燃料，同時釋放氧氣。
【教師提問】1、如果碳氫化合物是甲烷，請寫出以上化學(xué)方程式？2、甲烷可以在氧氣作用下燃燒產(chǎn)生二氧化碳和水，與以上寫的反應(yīng)剛好沖突。請從能量轉(zhuǎn)化角度分析該反應(yīng)的可行性。
（設(shè)計意圖：既有對課本中介紹過的典型物質(zhì)的回顧，也有對不熟悉的新物質(zhì)、新材料的推想，這樣的話題容易激發(fā)起學(xué)生的新鮮感和學(xué)習(xí)熱情，并培養(yǎng)學(xué)生一種立足現(xiàn)在看未來的眼光。引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系光合作用，從能量的角度思考陌生問題，有利于促進學(xué)生“能量觀”的初步形成。而在復(fù)習(xí)課中烘托情境的重要性，讓學(xué)生了解科學(xué)家對防治溫室效應(yīng)所做的努力，可以促使學(xué)生真切感受化學(xué)對社會發(fā)展的作用。在這樣的教學(xué)環(huán)節(jié)中，求知的欲望自然引發(fā)，求解之后的驚喜也會自然產(chǎn)生。其實這樣的教學(xué)還傳遞給學(xué)生一種信息：認識是不斷發(fā)展的，學(xué)無止境。）
【新聞背景】日本核災(zāi)難后，清潔煤電受到追捧．我國已成功運行燃煤電廠二氧化碳捕集技術(shù)，使液態(tài)二氧化碳成為最終產(chǎn)品。
【教師提問】以二氧化碳為原料可生產(chǎn)更環(huán)保的碳基鉀肥，如碳酸鉀等。該原理是利用化學(xué)試劑吸收煙氣中的二氧化碳，所用化學(xué)試劑可能是什么？
【組織討論】該技術(shù)的重要一步是在低溫條件下，請問控制低溫條件的原因是什么？
（設(shè)計意圖：義務(wù)教育化學(xué)課程標準修訂稿中將“知道二氧化碳的主要性質(zhì)和用途”改為“能結(jié)合實例說明二氧化碳的主要性質(zhì)和用途”，所以通過真實的新聞情境，幫助學(xué)生理解二氧化碳的化學(xué)反應(yīng)及用途至關(guān)重要。）

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