資源簡介

課題2　燃料的合理利用與開發（第1課時）
1．知道物質發生化學變化時伴隨著能量變化，既有放熱反應，也有吸熱反應；認識通過化學反應實現能量轉化的重要性。
2．知道化石能源的用途；知道石油是由多種成分組成的混合物，了解通過石油的煉制可以得到液化石油氣、汽油、柴油等產品；認識化石能源是人類重要的自然資源，對人類的生活起著重要的作用。
3．了解化石燃料的不可再生性，燃料充分燃燒的重要性，認識合理利用和開發能源的重要性。
1．化學反應中的能量變化。
2．三大化石燃料。
化學反應中能量變化的認識。
新課導入
【教師活動】人們通過木柴燃燒烤制食物，通過煤炭燃燒來獲取能量。生活經驗告訴我們，燃料燃燒時產生了熱量。那么，是不是只有通過燃燒才能獲得能量呢？
【學生活動】思考并回答：不是。
【設計意圖】通過學生熟悉的事物入手，認識燃燒只是能量轉換的方法之一。
新知探究
一、化學反應中的能量變化
【教師活動】在一支試管中加入幾小塊食品袋中的干燥劑，再加入約2 mL水，觀察現象，并用手輕輕觸碰試管外壁。
【學生活動】分組進行實驗，總結實驗現象：生石灰逐漸溶解膨脹，液體變渾濁，試管中水沸騰，產生大量的白霧，手摸試管感覺燙手。
【教師活動】演示實驗：在一支試管中加入一小段打磨干凈的鎂條，再加入約2 mL稀鹽酸，觀察現象，并用手輕輕觸碰試管外壁。
【學生活動】觀察實驗現象：試管中產生氣泡，鎂條溶解，用手觸摸試管可以感覺到發熱。完成“學習任務一”中1的內容。
【設計意圖】利用生活中常見的素材進行實驗，通過氧化鈣和水的反應激發學生學習興趣。引導學生自主進行實驗探究，總結化學反應中的吸熱、放熱現象，培養學生實驗探究化學的觀念及探究思維。
（一）放熱反應和吸熱反應
【教師活動】事實和研究證明，化學反應在生成新物質的同時，還伴隨著能量的變化，通常表現為熱量的變化。有的反應放出熱量，如物質的燃燒、氧化鈣與水反應、鎂與鹽酸反應等；有的反應吸收熱量，如碳與二氧化碳的反應等。
【學生活動】完成“學習任務一”中2的內容。
【設計意圖】引導學生根據實驗內容總結放熱反應、吸熱反應的特征，加深學生的理解，提升總結能力。
（二）人類對化學反應產生能量的利用
【教師活動】在當今社會，人類需要的大部分能量是由化學反應產生的，主要包括燃燒和爆炸。最常見的就是生活燃料的使用，如利用化學反應產生的能量做飯、取暖等。此外，人們還利用燃燒等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；爆炸是瞬間產生巨大能量的反應，利用爆炸可以開礦采煤、開山炸石、拆除危舊建筑；等等。所以，作為重要的能源，燃料對于人類社會是非常重要的。
【學生活動】理解人類對化學反應產生能量的利用，完成“學習任務一”中3的內容。
【設計意圖】使學生意識到通過化學反應實現能量轉化的重要性，為學習化石燃料的利用做鋪墊。
二、化石燃料的利用
（一）化石燃料
【教師活動】目前，人類通過化學反應獲得的能量，大多來自于化石燃料的燃燒，由于資源有限，因此要控制燃燒反應，提高燃料的利用率。
煤、石油、天然氣被稱為化石燃料，是不可再生能源。人類的開采使用，化石燃料最終會被耗盡。
1．煤
【教師活動】在我們的生活中，經常使用的燃料有煤、石油和天然氣。因為它們都是由古代生物的遺骸經一系列復雜變化而形成的，是不可再生能源。下面，我們就一起學習下什么是煤。
煤：是古代植物或植物枯萎后被埋于土中，經長期復雜變化形成煤。被人們稱為“工業的糧食”、“黑色的金子”。
【學生活動】記憶煤的形成過程。
【教師活動】煤是由多種物質組成的混合物，主要含有碳元素，還含有氫元素和少量硫、氮、氧等元素以及無機礦物質。
煤的綜合利用，是將煤隔絕空氣加強熱，使煤分解成許多有用的物質，如焦炭、煤焦油、煤氣等。焦炭是冶金工業的重要原料，煤焦油是化工生產的重要原料，而煤氣（主要成分是氫氣、甲烷、一氧化碳）是我們家庭中日常使用的一種重要的燃料。
【學生活動】完成“學習任務二”中1的內容。
【設計意圖】注意區分煤的組成，煤是混合物。
2．石油
【教師活動】石油和天然氣的形成過程相同，都是海洋生物遺骸被層層泥沙掩埋，經過一系列復雜的變化最終形成石油和天然氣。
石油是一種黏稠狀的液體混合物，主要含有碳、氫兩種元素。石油的利用是將石油加熱煉制，利用石油中各成分的沸點不同，將它們分離，可得到不同的產品，使石油得到綜合利用。這個過程也叫作分餾。注意分餾屬于物理變化。
【學生活動】完成“學習任務二”中2的內容。
【設計意圖】提醒學生注意石油是混合物，煉制石油是利用石油中各成分的沸點不同進行分離的分餾過程，分餾是物理變化。
3．天然氣
【教師活動】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（）。
【學生活動】了解甲烷的組成，完成“學習任務二”中3（1）的內容。
【教師活動】我們一起通過實驗7-4來學習甲烷的物理性質和化學性質：
（1）觀察甲烷的顏色狀態。點燃從導管放出的甲烷，在火焰的上方罩一個冷而干燥的燒杯。過一會兒，觀察燒杯壁上的現象。
（2）迅速把燒杯倒過來，向燒杯內注入少量澄清石灰水，振蕩，觀察現象。
【學生活動】觀察實驗現象并進行交流。
【設計意圖】實驗前讓學生觀察甲烷的顏色狀態，總結甲烷的物理性質。實驗過程中引導學生注意觀察甲烷燃燒的實驗現象，提高學生的觀察能力與語言表達能力。
【教師活動】由實驗我們可以總結甲烷的物理性質：（1）無色無味的氣體；（2）難溶于水；（3）密度比空氣小。甲烷的化學性質為：甲烷具有可燃性。對于可燃性氣體，在實驗前我們一定要注意先驗純。
【學生活動】完成“學習任務二”中3（2）的內容。
【設計意圖】總結甲烷的物理性質和化學性質，加強學生對甲烷的認識。
【教師活動】到目前為止，我們一共學習了三種可燃性氣體，分別為氫氣、一氧化碳和甲烷。我們一起回憶下三種氣體在空氣中燃燒的顏色和燃燒后的產物。
【學生活動】回憶氫氣、一氧化碳和甲烷在空氣中燃燒的顏色和燃燒后的產物，完成“學習任務二”中3（3）的內容。
【教師活動】三種氣體燃燒的顏色均為藍色，只是氫氣燃燒的顏色更淡一些。所以辨別三大可燃性氣體，不能光看火焰顏色（肉眼難以識別），要看燃燒產物！
【設計意圖】比較氫氣、一氧化碳和甲烷燃燒的顏色和燃燒產物，引導學生溫故知新，加深對甲烷燃燒的記憶。
【教師活動】在池沼的底部常含有甲烷，通常也把池沼中的氣體稱為沼氣。把秸稈、雜草、人畜糞便等廢棄物放在密閉的沼氣池中發酵，就可產生甲烷，用作燃料。
（二）合理利用與開發化石能源
【教師活動】人類需要合理利用與開發化石能源，因為目前所消耗的能量主要來自化石能源，而化石能源的形成需要經過數百萬年。化石能源是有限的且不可再生的，但是人們對化石能源的使用量日益增長，導致化石能源越來越難以滿足人類的需求。
請同學們閱讀表7-3。如果按照表7-3所示的化石能源基礎儲量和開采速度，估算一下大約多少年后將沒有可開采的石油和天然氣。
根據你的估算結果，談談你對化石燃料使用與開發的看法。
表7-3　2009年我國化石能源基礎儲量和年產量
基礎儲量 年產量
石油 28.33億噸 1.89億噸
天然氣 32 124億立方米 851.7億立方米
煤 3 261億噸 30.5億噸
【學生活動】計算并估計化石燃料使用年限，完成“學習任務三”中1的內容。
【設計意圖】通過對化石燃料使用年限的估算，讓學生認識到合理開發和節約使用資源的重要性。
【教師活動】在日常生活中你是否遇到過這樣的情況：做飯時，有時燃氣灶或煤爐的火焰呈現黃色或橙色，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？請同學們聯系燃燒和滅火的條件思考燃料不充分燃燒的缺點、燃料充分燃燒的條件和燃料充分燃燒的意義。
【學生活動】小組討論并交流。完成“學習任務三”中2的內容。
【教師活動】總結學生交流內容：（1）燃料不充分燃燒的缺點：放出的熱量少，浪費資源；產生一氧化碳等物質，污染環境。
（2）燃料充分燃燒的條件：有足夠的空氣（或氧氣）；燃料與空氣（或氧氣）要有足夠大的接觸面積。
（3）燃料充分燃燒的意義：提高燃料利用率，節約能源，延長能源使用期限，減少污染。
【設計意圖】從實際生活中遇到的問題入手，引導學生思考如何使燃料燃燒更加充分，調動學生學習的積極性。
【教師活動】在人們擔心化石能源將被耗盡的時候，科學家發現海底埋藏著大量可燃燒的“冰”——“可燃冰”。請同學們自主閱讀教材第141頁最后一段，完成“學習任務三”中3的內容。
【學生活動】（1）成分：主要含有甲烷水合物。
（2）存在：海底的沉積物、陸地凍土的巖石中。
（3）優點：能量高、燃燒熱值大。
（4）目前，可燃冰的開發尚處于試驗性開采階段。
【設計意圖】引導學生自主學習，鍛煉了學生的信息提取能力。
課堂小結
本節課重點介紹化學反應中的能量變化和化石燃料的利用。通過列舉氧化鈣與水反應及鎂與鹽酸反應引導學生了解物質發生化學變化時伴隨著能量變化，認識通過化學反應實現能量轉化的重要性。然后介紹了化石燃料的利用，通過煤、石油和天然氣的形成、組成及綜合利用使學生認識到化石能源是人類重要的自然資源，對人類的生活起著重要的作用。
板書設計
課題2　燃料的合理利用與開發（第1課時）
一、化學反應中的能量變化
（一）放熱反應和吸熱反應
（二）人類對化學反應產生能量的利用
二、化石燃料的利用
（一）化石燃料
煤、石油、天然氣
（二）合理利用與開發化石能源
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

展開更多......

收起↑