資源簡介

課題2 燃料的合理利用與開發
一、教材分析
本課題先從燃燒的化學反應本質入手，初步介紹了燃燒產生熱量的原因，之后再介紹化石燃料的開發和利用，使學生能從化學的角度認識燃料及能源的用途。
當前，環境問題日益嚴重，特別是燃料燃燒對環境造成的污染是不容忽視的。教材安排本課內容，結合化石燃料燃燒對環境的影響，說明使用清潔燃料和開發新能源以及保護環境的重要性，可以使學生逐步樹立起保護環境、與自然和諧相處的意識和可持續發展的思想。同時，介紹了為消除化石燃料燃燒對環境的影響所采取的措施，使學生從正面認識化學的作用，以積極的態度認識社會問題。所以，本課在學生價值觀的形成上有著較為重要的作用。
二、學情分析
本課中的很多內容，如燃料的合理利用與開發、使用燃料對環境的影響等都是社會的熱點問題。學生對這些問題存在著比較濃厚的興趣，而且學生在生活中也可以收集到很多有關的素材，這為本課的學習提供了豐富的資源。但在本課的學習中學生容易出現一些問題：
1．學生對一些化學變化是吸熱反應還是放熱反應區分不好。
2．對化石燃料的認識不夠全面。
這些問題都需要教師在教學過程中加以注意。
三、課時安排
本課程共分為二課時：課時1 化學反應中的能量變化和化石燃料
課時2 燃料對環境的影響和能源開發
課時1 燃料對環境的影響和能源開發
一、教學目標
1.了解化石燃料的燃燒對環境的影響，認識合理開發和利用能源的重要性。
2.了解幾種重要的新能源，樹立環境保護意識。
3.樹立辯證認識問題的意識，正面認識化學的作用。
二、教學重難點：樹立辯證認識問題的意識。
三、教學過程
【新課引入】人類社會的發展離不開能源，而化石燃料對人類社會的進步有著巨大的貢獻，人類生活和生產的各個方面都有化石能源的身影。化石燃料的燃燒，給人類提供能量的同時，也給人類生存的環境帶來了污染，溫室效應的增強、空氣質量的日益下降都與化石燃料的利用有著密切的聯系，化石燃料的利用為什么會造成如此嚴重的環境問題呢？請同學們根據三種化石燃料的組成分析其燃燒后的產物，再聯系分析其造成的環境問題。
【學生活動】分析煤、石油、天然氣燃燒的產物。
【總結】
1．化石燃料的主要組成是碳元素，其充分燃燒會產生大量的CO2，燃料燃燒不充分，會產生一氧化碳等。
2．化石燃料中還含有氫元素，燃燒生成水。
3．化石燃料的雜質中含有硫元素，燃燒時產生空氣污染物二氧化硫。
4．化石燃料的雜質中含有氮元素，燃燒時產生空氣污染物二氧化氮、一氧化氮。
5．未燃燒的碳氫化合物及炭粒、塵粒等排放到空氣中形成浮塵。
【板書】一、使用燃料對環境的影響
【講解】化石燃料燃燒時排放大量的CO2等污染物，會加劇“溫室效應”，導致兩極冰川融化，海平面上升等。煤燃燒時排放出SO2、NO2等氣體，這些氣體或氣體在空氣中發生反應后的生成物溶于雨水，會形成酸雨。酸雨對建筑物、金屬制品、土壤、森林等都有破壞作用。另外，以汽油或柴油為燃料的多數是汽車，它們燃燒時會生成一些未完全燃燒的碳氫化合物、氮的氧化物、含鉛化合物、煙塵和一氧化碳等，隨汽車尾氣直接排放到空氣中會造成空氣污染。
【學生活動】閱讀教材P143-144，說一說采取哪些措施能減少汽車尾氣的污染呢？
【總結】
1．改進發動機的燃燒方式，使汽油能充分燃燒；
2．使用催化凈化裝置，使有害氣體轉化為無害物質；
3．使用無鉛汽油，禁止含鉛物質排放；
4．加大檢測尾氣力度，禁止未達環保標準的汽車上路。
【過渡】還可以改善汽車的燃料使用和汽車的制造技術，如制造新能源汽車；使用壓縮天然氣或液化石油氣為燃料等。
【講解】目前乙醇作為一種汽車燃料也在我國某些地區推廣使用，乙醇俗稱酒精，可通過高粱、玉米和薯類等發酵、蒸餾制得，屬于可再生能源，而且污染少。
C2H5OH+3O22CO2+3H2O
【過渡】化石燃料的利用不僅造成了環境污染問題，由于化石燃料是不可再生能源，還面臨著能源枯竭問題，為解決這些問題，人類正在大力開發新能源。
【板書】二、能源的利用和開發
【講解】隨著科學技術的發展，和人們對美好環境的追求，人們正在尋找各種無污染的清潔能源，太陽能、風能、核能、地熱能、水能和生物質能等清潔能源的應用也越來越普遍。
【圖片展示】新能源的應用：太陽能充電站、太陽能路燈、太陽能熱水器、秦山核電站、新疆達坂城風力發電站等。
【講解】除了以上新能源，還有一種能源被稱為是理想的清潔、高能燃燒，它就是氫氣。現階段氫能已在發展利用階段。如氫能源汽車，它主要應用的電池就是氫燃料電池，氫能也是航空動力之一，航空運行中利用電解水產生的氫氣作燃料。
【學生活動】交流討論：為什么說氫氣是一種理想的清潔、高能燃料呢？
【總結】氫氣本身無毒、極易燃燒、放熱量高、燃燒產物是水，無污染，且可通過電解水制取氫氣，原料來源廣泛。
2H2 + O2 2H2O
【講解】目前制取氫氣的成本還太高、貯存也困難，作為燃料暫時還不能廣泛使用。隨著科技的發展，對氫能源的開發已取得了很大進展，氫氣終將會成為主要能源之一。
【講解】氫氣可以通過電解水制得，在實驗室里常用鋅粒和稀硫酸反應來制得，反應的化學方程式是Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。
【學生活動】根據氫氣的制取原理和性質選擇氫氣的制取裝置。
【總結】鋅粒和稀硫酸分別是固體和液體，反應條件為常溫，所以用固液常溫型發生裝置，氫氣密度比空氣小，且難溶于水，不與水反應，可用排水法或向下排空氣法收集。
【圖片展示】2011年至2020年的中國能源消費結構圖。
【總結】分析近年我國的能源消費結構可以看出，我國煤炭的使用量在逐漸降低，可再生能源，即清潔能源的占比逐年增大。為了早日實現碳達峰和碳中和，我國堅持貫徹綠色發展理念，走綠色發展道路，希望同學們在日常生活中也堅持低碳生活的理念，保護環境。
【課堂小結】
【課堂練習】略
四、板書設計
課題2 燃料的合理利用與開發
課時2
一、化石能源的環境污染
污染物：CO、SO2、NO、NO2、顆粒物等
環境問題：酸雨、霧霾等
解決方法：煤脫硫、尾氣處理、清潔能源等
二、新能源
1. 太陽能、風能、核能等
2. 乙醇C2H5OH+3O22CO2+3H2O
3. 氫能2H2 + O2 2H2O

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