資源簡介

課題2 燃料的合理利用與開發(fā)
一、教材分析
本課題先從燃燒的化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)入手，初步介紹了燃燒產(chǎn)生熱量的原因，之后再介紹化石燃料的開發(fā)和利用，使學(xué)生能從化學(xué)的角度認識燃料及能源的用途。
當(dāng)前，環(huán)境問題日益嚴重，特別是燃料燃燒對環(huán)境造成的污染是不容忽視的。教材安排本課內(nèi)容，結(jié)合化石燃料燃燒對環(huán)境的影響，說明使用清潔燃料和開發(fā)新能源以及保護環(huán)境的重要性，可以使學(xué)生逐步樹立起保護環(huán)境、與自然和諧相處的意識和可持續(xù)發(fā)展的思想。同時，介紹了為消除化石燃料燃燒對環(huán)境的影響所采取的措施，使學(xué)生從正面認識化學(xué)的作用，以積極的態(tài)度認識社會問題。所以，本課在學(xué)生價值觀的形成上有著較為重要的作用。
二、學(xué)情分析
本課中的很多內(nèi)容，如燃料的合理利用與開發(fā)、使用燃料對環(huán)境的影響等都是社會的熱點問題。學(xué)生對這些問題存在著比較濃厚的興趣，而且學(xué)生在生活中也可以收集到很多有關(guān)的素材，這為本課的學(xué)習(xí)提供了豐富的資源。但在本課的學(xué)習(xí)中學(xué)生容易出現(xiàn)一些問題：
1．學(xué)生對一些化學(xué)變化是吸熱反應(yīng)還是放熱反應(yīng)區(qū)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(xué)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(xué)反應(yīng)中的能量變化和化石燃料
課時2 燃料對環(huán)境的影響和能源開發(fā)
課時1 化學(xué)反應(yīng)中的能量變化和化石燃料
一、教學(xué)目標
1.知道物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化時伴隨著能量變化，既有放熱反應(yīng)，也有吸熱反應(yīng)；認識通過化學(xué)反應(yīng)實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)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，了解通過是由的煉制可以得到液化石油氣、汽油、柴油等產(chǎn)品；認識化石能源是人類重要的自然資源，對人類生活起著重要的作用。
二、教學(xué)重難點
重點：1.化學(xué)反應(yīng)中的能量變化。2.化石燃料的認識。
難點：實驗驗證甲烷的元素組成。
三、教學(xué)過程
【圖片展示】燒柴、燃煤、高能燃料。
【問題引入】從古至今，人類使用燃料的歷史發(fā)生了幾次重大的變化，從燒柴變?yōu)槿济?、燃油、燃氣，再到使用清潔、高能燃料等。無論使用哪種燃料，人類的目的就是利用燃料燃燒放出的巨大能量，以供給人們生活、生產(chǎn)所需。燃料的燃燒過程中有其他物質(zhì)生成，屬于化學(xué)變化，那么只有通過燃燒才能獲得能量嗎？所有化學(xué)反應(yīng)中都涉及能量的變化嗎？
【圖片展示】過氧化氫制氧氣、電解水、實驗室制二氧化碳。
【學(xué)生活動】交流討論：自熱火鍋的加熱原理是什么？
【PPT展示】自熱火鍋及食用方法。
【講解】這些食物中都會配有食品專用發(fā)熱包，其主要成分是氧化鈣，俗稱生石灰。使用方法是將發(fā)熱包放入飯盒中，加入冷水。而生石灰與水會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，放出大量的熱量，以加熱食物。
CaO+H2O= Ca(OH)2
所以，除利用燃料燃燒提供的能量之外，還可以通過一些化學(xué)反應(yīng)得到能量。
【實驗探究】生石灰與水的反應(yīng)。
【學(xué)生活動】觀看實驗視頻，觀察和分析實驗現(xiàn)象。
現(xiàn)象 溫度計示數(shù)升高，試管外壁發(fā)燙
結(jié)論 生石灰與水反應(yīng)放出熱量
化學(xué)方程式 CaO+H2O = Ca(OH)2
【總結(jié)】化學(xué)反應(yīng)發(fā)生的同時，往往都伴隨著能量的變化。
有些化學(xué)反應(yīng)的過程中會放出大量的熱，這種反應(yīng)通常稱作放熱反應(yīng)，如氧化鈣與水的反應(yīng)、鎂與鹽酸的反應(yīng)、燃燒反應(yīng)等。
有些化學(xué)反應(yīng)的過程中會吸收大量的熱，這種反應(yīng)通常稱作吸熱反應(yīng)，如碳與二氧化碳的反應(yīng)、光合作用等。
【講解】化學(xué)反應(yīng)中的能量不僅表現(xiàn)在熱能轉(zhuǎn)化上，還表現(xiàn)在電能和光能轉(zhuǎn)化等方面，如化學(xué)電池的原理是化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，而我們利用蠟燭照明就是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光能。此外還有很多化學(xué)能在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用案例。
【學(xué)生活動】交流討論：化學(xué)反應(yīng)中的能量變化在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用。
【總結(jié)】最常見的就是生活燃料的使用，如利用化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量做飯、取暖等；其次，人們還利用燃燒等化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生的能量發(fā)電、冶煉金屬、燒制陶瓷、發(fā)射火箭等；再次，爆炸是燃燒的一種急劇現(xiàn)象，瞬間能產(chǎn)生巨大能量，可用來開礦采煤、開山炸石、拆除危舊建筑等。
【過渡】由此可見人類生活離不開化學(xué)，離不開燃料，因此我們要合理利用與開發(fā)燃料。 分析2020年中國能源結(jié)構(gòu)示意圖可以看出，目前，人們使用的燃料主要來源于三大化石燃料：煤、石油和天然氣。
【學(xué)生活動】閱讀教材P137-138，說一說煤和石油的形成過程、元素組成和綜合利用。
【總結(jié)】化石燃料是由古代生物的遺骸經(jīng)過一系列復(fù)雜變化而形成的，屬于不可再生能源。
1. 煤的組成和利用
煤是一種復(fù)雜的混合物，主要含有碳元素，還含有少量氫、氮、硫、氧等元素。將煤隔絕空氣將強熱，可發(fā)生化學(xué)變化，得到焦炭、煤焦油、煤氣、粗氨水等物質(zhì)。
2.石油的組成和利用
石油是一種黏稠油狀液體，主要含碳、氫元素，根據(jù)石油各成分沸點的不同，可分離出汽油、柴油、煤油、潤滑油、石蠟、瀝青等，是一種重要的化工原料。
【講解】現(xiàn)在大部分家庭所使用的燃氣就是天然氣，天然氣的主要成分是甲烷，由此說明了甲烷是一種可燃性的氣體，那么甲烷的元素組成是什么呢？你能不能根據(jù)水的組成的探究思路來設(shè)計實驗驗證甲烷的元素組成？
【學(xué)生活動】討論并設(shè)計實驗驗證甲烷的元素組成。
【總結(jié)】根據(jù)化學(xué)反應(yīng)前后元素組成不變，可以通過驗證其產(chǎn)物的元素組成來確定甲烷的元素組成。
【學(xué)生活動】觀看甲烷燃燒及其產(chǎn)物的檢驗實驗視頻，觀察并分析實驗現(xiàn)象。
現(xiàn)象 實驗分析
甲烷燃燒時產(chǎn)生明亮的藍色火焰，放出熱量 甲烷燃燒后有H2O和CO2生成，說明甲烷中一定含有氫元素和碳元素，可能含有氧元素
燒杯內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生
生成能使澄清的石灰水變渾濁的氣體
【講解】經(jīng)過進一步的定量分析確定甲烷的化學(xué)式為CH4，是一種最簡單的有機物，甲烷燃燒反應(yīng)的化學(xué)方程式為CH4+O2CO2+H2O。
重點提示：天然氣是可燃性氣體，點燃前一定要驗純。
【過渡】煤、石油、天然氣是三大化石燃料，屬于不可再生能源，近幾年隨著人們對能源需求量的日益增大，它們面臨著被開采枯竭的現(xiàn)狀。
【學(xué)生活動】交流討論：下圖為我國化石能源可開采年限，根據(jù)圖示，談?wù)勀銓剂鲜褂门c開發(fā)的看法。
【總結(jié)】因此合理利用與開發(fā)化石能源成為人們目前面臨的迫切問題。
合理利用能源可從使燃料充分燃燒、提高燃燒利用率入手，一是提供充足的空氣；二是使燃料與空氣有足夠大的接觸面積。
【過渡】對于化石能源的開發(fā)，人們又發(fā)現(xiàn)一種新的能源—可燃冰。
【播放視頻】《可燃冰——未來的新能源》
【課堂小結(jié)】
【課堂練習(xí)】略
四、板書設(shè)計
課題2 燃料的合理利用與開發(fā)
課時1
一、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化
放熱反應(yīng)：CaO + H2O == Ca(OH)2
吸熱反應(yīng)：C + CO2 2CO
二、化石燃料
1.煤、石油、天然氣（都是混合物）
2.甲烷的組成：C、H——CH4
3.充分燃燒：增大氧氣、接觸面積

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