資源簡介

第七單元 燃料及其利用
課題2 燃料的合理利用與開發
第1課時 化學反應中的能量變化 化石燃料的利用
【學習目標】
（1）知道化學反應中常常伴隨能量變化。認識通過化學反應實現能量轉化的重要性。
（2）知道化石燃料是重要的自然資源；知道液化石油氣、汽油、煤油等都是石油加工的產物。
（3）了解化石燃料的不可再生性，燃料充分燃燒的重要性。樹立節約資源的意識。
（4）經過對煤、石油、天然氣知識的學習，體會化學與生活的緊密聯系。
【學習重點】
（1）認識合理開采和使用化石燃料的重要性。
（2）了解燃料充分燃燒的重要性。
【學習難點】
如何使燃料得到充分的燃燒。
【教學流程】
【教學設計】
一、創設情境
同學們在超市中見過自熱米飯嗎？其實自熱米飯帶有一個發熱包，只要將包裝內的發熱包中的氧化鈣與水接觸就會放熱，從而產生加熱的效果。這是為什么呢？學完本節課，你就知道了。
二、新課學習
【引言】
（1）這些物質能夠燃燒所需要的是什么燃料？
（2）在化學反應時，是不是只有通過燃燒才能放出熱量呢？
（3）“不見炊煙起，但聞飯菜香。”現在很多地方的村民家用沼氣代替了柴草做飯，告別了傳統的“煙熏火燎”。但你知道沼氣的成分是什么嗎？沼氣又是怎么產生的？
知識點1 化學反應中的能量變化
【探究】實驗7-3
實驗操作：在一支試管中加入一小匙干燥的生石灰（或幾小塊食品袋中的干燥劑，主要成分CaO），再加入約2 mL水，觀察現象，并用手輕輕觸碰試管外壁。
實驗現象：固體由塊狀變成粉末狀，液體沸騰，產生大量的白霧。
手的感覺：試管外壁發燙。
反應原理：CaO+H2O====Ca(OH)2
實驗結論：生石灰和水劇烈反應，并放出熱量，這是一個放熱反應。
【交流與反思】
（1）化學反應在生成新物質的同時，還伴隨著能量的變化。而能量的變化通常表現為熱量的變化。其中，放出熱量的為放熱反應，吸收熱量的為吸熱反應。
（2）播放“放熱反應和吸熱反應”視頻，更直觀的了解化學反應中常常伴隨能量變化。
（3）常見的放熱反應有：所有的燃燒、金屬和酸的反應、酸堿中和反應。
常見的吸熱反應有：二氧化碳和碳反應、常見的受熱和高溫分解反應。
化學反應中能量的變化通常表現為熱量的變化。
（4）當今社會，人類需要的大部分能量是由化學反應產生的，這些能量有哪些用途？
①生活中利用化學反應產生的能量做飯、取暖等。
②利用化學反應產生的能量發電、燒制陶瓷、冶煉金屬和發射火箭等。
③利用爆炸產生的能量開礦采煤、開山炸石、拆除危舊建筑。
知識點2 化石燃料的利用
【提問】你家中做飯、洗浴用什么燃料？汽車、輪船等交通工具使用什么燃料？煉鋼廠、熱電廠等使用什么燃料？
【回答】引導學生發散思維，然后回答問題。
【講解】化石燃料：是古代生物的遺骸經一系列復雜變化而形成的。煤，石油，天然氣稱為當今世界上最重要的三大化石燃料。它們是不可再生能源。
（1）煤的形成：煤也叫做煤炭，被喻為“工業的糧食”、“黑色的金子”。
（2）煤的綜合利用——煤的干餾：煤干餾后的綜合利用，既可以充分利用煤的資源，還可以極大的減少污染。
（3）石油、天然氣的形成：石油又叫原油，被譽為“工業的血液”；天然氣的主要成分是甲烷（CH4），是目前公認最重要而又較潔凈的氣體燃料。
（4）石油的綜合利用：石油有工業的“血液”之稱，是混合物，主要含碳、氫元素（少量氮、硫元素）；分餾產物燃燒產物為CO2、NO2、SO2等。
給石油加熱， 組成石油的各物質的沸點不同，它們就會被先后蒸餾出來而得到分離，是物理變化。
（5）天然氣：主要是由碳和氫組成的氣態化合物，其中主要的是甲烷（CH4)。
①甲烷的物理性質：通常狀況下為無色、無味、氣體；難溶于水；比空氣輕。
②甲烷的化學性質：可燃性。
【探究】實驗7-4
實驗原理：CH4+2O2CO2+2H2O
注意：點燃甲烷前需檢驗其純度。
觀看“甲烷燃燒”的視頻，觀察實驗現象，得出結論。
實驗步驟 實驗現象 結論
（1）點燃甲烷 產生淡藍色火焰 甲烷具有可燃性
（2）將干冷的小燒杯罩在甲烷燃燒的火焰上 燒杯內壁出現水珠 甲烷中含有氫元素
（3）向罩過甲烷燃燒火焰的小燒杯中注入澄清的石灰水 澄清石灰水變渾濁 甲烷中含有碳元素
【講解】
甲烷一般：
（1）與石油伴生（天然氣）；
（2）與煤伴生（坑氣、瓦斯）；
（3）存在于池沼底部和沼氣池（沼氣）；
（4）存在于海底（可燃冰）。
可燃冰——或將成為未來新能源，但目前開采技術存在困難。
【提問1】煉鋼爐煉鋼時為什么要不停地鼓入空氣？
【回答】提供充足的空氣。
【提問2】在篝火燃燒時，木柴為什么不平放在地上，卻要架空？
【回答】使木柴與空氣有足夠的接觸面，充分燃燒。
【提問3】提問1.提問2這兩種做法對燃料而言有什么好處？對環境來說又什么幫助？
【回答】使燃料充分燃燒，減少環境污染。
【思考】做飯時，有時燃氣灶或煤爐的火焰呈黃色或橙色，鍋底出現黑色。此時就需要調節一下灶具或爐具的進風口，這是為什么呢？
【回答】引導學生發散思維，然后回答問題。
【總結】燃料充分燃燒的條件：
（1）燃燒時有足夠多的空氣
（2）燃料與空氣有足夠大的接觸面積
三、課堂小結
一、化學反應中的能量變化
1.能量變化表現為吸熱現象和放熱現象
2.燃料充分燃燒考慮的因素：
（1）燃燒時要有足夠多的空氣
（2）燃料要與空氣有足夠大的接觸面積
二、化石燃料的利用
1.化石燃料的形成
2.煤：主要含有碳元素
3.石油：主要含有碳、氫兩種元素
4.天然氣的主要成分是甲烷（俗名沼氣）。甲烷燃燒的化學方程式為CH4+2O2CO2+2H2O
【教學反思】
成功之處：本節課教學主要以學生活動為主，通過學生自學、收集整理資料等形式，不僅拓寬了學生的知識面，還可以對學生進行國情教育，使學生對能源關系全球未來命運的共同問題有一定的認識，增強節約能源的意識。
不足之處：學生對煤、石油和天然氣等并不陌生。但是學生對化石燃料的認識僅僅停留在能燃燒的層面上，部分同學知道一些化石燃料的成分，對化石燃料如煤、石油的綜合利用知道的不多。
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