人教版九年级上册化学第七单元课题2燃料的合理利用和开发 导学案（有答案）

/课题2：燃料的合理利用和开发第一课时化学反响中的能量变化化石燃料的利用【学习目标】：1、知道化石燃料是人类重要的自然资源,对人类生活起着重要的作用；同时,了解化石燃不可再生性,认识合理开采和节约使用化石燃料的重要性。2、了解化学反响中的能量变化,认识燃料充分燃烧的重要性。3、知道石油炼制出的几种主要产品及其用途。【学习重点】：1．了解化石燃料的形成过程和不可再生性。2．认识化石燃料对人类所起的重要作用。【学习难点】：1．了解化学反响中的能量变化2．知道石油炼制的几种主要产品及用途学习过程一、课前学习阅读教材,答复以下问题：1.化石燃料包括__________、__________和__________,它们是__________(填“可再生〞或“不可再生〞)能源,属于__________(填“纯洁〞或“混合〞)物。从石油中炼制出的燃料有多种,举出三例__________、__________、__________；最后一级产品是__________,主要用于__________。2.甲烷是__________和__________的主要成分,在空气中燃烧的方程式是__________,现象是发出__________,放出__________,生成__________和使澄清石灰水__________气体。1.答案：煤石油天然气不可再生混合汽油航空煤油柴油沥青铺路、建筑材料2.答案：天然气沼气CH4＋2O2CO2＋2H2O蓝色火焰热量水变浑浊的二氧化碳二、预习展示学习建议：认真学习,然后独立思考自主完成下面的关于化学反响中的能量变化化石燃料的利用检测题,相信通过自己的努力定会有丰硕的收获！1.最早发现和利用石油的国家是()A.中国B.美国C.日本D.英国2.以下物质中不是由煤干馏而得到的是()A.焦炭B.煤焦油C.煤油D.焦炉气3.以下燃料中被称为未来绿色能源的是()A.煤B.石油C.天然气D.氢气4.“西气东输〞完成后,很多管道煤气家庭都能用上天然气。〔1〕煤气的主要成分是CO,燃烧的化学方程式________________,天然气的主要成分是CH4,燃烧的化学方程式是________________________________。〔2〕实验证明,同温同压下,相同体积的任何气体中的分子数相同,那么在同温同压下相同体积的CO和CH4充分燃烧,消耗氧气较多的是________________________________。〔3〕管道煤气换成天然气后,原用煤气灶如何改良？5.以下说法不正确的选项是()A.太阳能、水能、风能是可持续开展的能源B.煤、石油、天然气三种矿石燃料是永不枯竭的能源C.地下水资源不能无限量地开发利用D.大量排放SO2、NO2等气体,会形成酸雨1.A2.C3.D4.答案：(1)2CO+O22CO2CH4+2O2CO2+2H2O(2)CH4(3)由于单位体积内甲烷消耗氧气远大于CO,把煤气灶改烧天然气必须增大煤气灶的空气入口,增加空气的通入量。5.答案：B我的疑惑：〔请将预习中不能解决的问题写下来,供课堂解决。三、课内学习,合作探究,展示汇报：目标一：化学反响中的能量变化实验7-3.在一支试管中参加一小匙枯燥的生石灰,再参加2mL水,观察现象,并用手触摸试管外壁。现象

生石灰和水剧烈反响,产生大量水蒸气,放热。手的感觉

热或烫手。分析生石灰和水剧烈反响,产生大量水蒸气,并放出热量,说明这是一个放热反响。结论：化学反响在生成新物质的同时,还伴随着能量的变化。而能量的变化通常表现为热量的变化。其中,放出热量的为放热反响,吸收热量的为吸热反响。化学反响都伴随着能量变化,通常表现为热量变化放热反响1.所有的燃烧。2.金属和酸的反响吸热反响C+CO22COCaCO3CaO+CO2↑2H2O2H2↑+O2↑利用化学反响放出热量的实例？生活燃料的使用：做饭、取暖等；还有发电、烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭；开山炸石和撤除危旧建筑；等等目标二：化石燃料的利用生活中经常使用的燃料有煤、石油和天然气,我们常称它们为化石燃料。它们是不可再生能源。〔一〕.煤和石油〔阅读课本138~139页,思考以下问题〕1、煤是纯洁物还是混合物？主要组成元素是什么？还含有哪些少量元素？2、煤完全燃烧的产物有哪些？3、如何将煤综合利用？将煤隔绝空气加热,生成焦炭、煤焦油、煤气等。〔煤干馏[化学变化]后的综合利用,既可以充分利用煤的资源,还可以极大的减少污染。〕4、煤气的主要成分有哪些？氢气H2甲烷CH4一氧化碳CO其他气体石油工业的血液：是古代动植物遗体在地层下经过非常复杂变化而形成的一种粘稠液体。它是由多种物质组成的混合物。主要含有C、H元素,还含有S、O、N等元素。讨论：石油可直接用做燃料吗？石油产品中有哪些是常用的燃料？不可以,因为石油是混合物,里面有很多的杂质,导致石油的易燃度减低而且直接燃烧石油会产生很多的废气,污染环境如果把石油的原油提炼后会分解出多种产物如:汽油,煤油沥青,柴油等,可以充分利用。石油蒸馏：根据各成分的沸点不同进行别离。〔物理变化〕〔二〕.天然气天然气的成分？为混合物,主要成分为甲烷气体。甲烷是一种无色密度比空气小的气体。极难溶于水。在有石油的地方,一般都有天然气的存在。天然气的主要成分是甲烷〔CH4)〔俗称沼气〕。[实验7-4]观察甲烷的颜色、状态。点燃从导管放出的甲烷〔点燃前,要先检验甲烷的纯度〕,在火焰的上方罩一个冷而枯燥的烧杯。过一会儿,观察烧杯上的现象。迅速把烧杯倒过来,向烧杯内注入少量澄清的石灰水,振荡,观察现象。现象

火焰明亮且呈蓝色,放热；烧杯内壁上有水珠澄清的石灰水变浑浊CH4+2O22H2O+CO2CO2+Ca(OH)2=H2O+CaCO3↓这个实验说明甲烷中肯定含有氢元素、碳元素.〔1〕甲烷还存在于池沼的底部〔常称为沼气〕〔2〕甲烷还存在于煤矿的坑道中。甲烷混在空气中到达一定程度时,遇火会发生爆炸。[讨论]人工能制取沼气吗？把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵,就可产生甲烷。在我国农村利用沼气,不仅可以解决生活用燃料问题；还能综合治理环境卫生问题。[探究]：如何鉴别H2、CO、CH4这三种气体？〔三〕、合理利用和开发化石能源1、化石燃料形成的时间非常长,储量有限。化石燃料属于不可再生能源。人类目前消耗的能量主要来自化石燃料。我国2019年化石能源探明储量、年产量及开采年限

探明储量年产量开采年限石油23亿吨1.74亿吨约13年天然气2.23x104亿立方米408亿立方米约55年煤1145亿吨9.9亿吨约116年2、燃料不充分燃烧的危害：燃料燃烧不充分时,产生黑烟,并生成CO等物质,使燃料的利用率降低,浪费资源,且污染空气。3、使燃料充分燃烧通常需要考虑两点：1.燃烧时要有足够多的空气2.燃料要与空气要有足够大的接触面讨论：工业上有时使用煤等固体燃料,为了使燃料与空气有足够的接触面,你认为应将固体燃料进行怎样的处理？加工成小块、打成粉末、做成蜂窝多孔形状4、可燃冰的学名为“天然气水合物〞,化学式为CH4.xH2O是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块〞。“冰块〞里甲烷占80%—99.9%,可直接点燃,燃烧后几乎不产生任何残渣,污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为“21世纪能源〞或“未来能源〞。但是可燃冰埋藏于海底的岩石中,如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。所以还需要解决技术上的问题。四、达标检测1.石油被称为“工业的血液〞,以下有关石油的说法正确的选项是()A.石油是一种混合物B.石油是一种化合物C.石油的蕴藏量是无限的D.石油可直接用作飞机燃料2.能源分为一级能源和二级能源；如果某种能源直接开采或直接被利用,称为一级能源。如果某种能源经过其他能源转化获得,称为二级能源。以下关于一级能源和二级能源的表达正确的选项是()A.天然气属一级能源B.风能属二级能源C.可燃冰属二级能源D.一氧化碳属二级能源3.含有硫的煤,如果不完全燃烧,那么排放出能污染空气的有毒气体是()A.SO2和CO2B.SO2C.COD.SO2和4.宣传科学知识,揭露伪科学是我们的义务。以下各项中属于伪科学的是()A.白磷在空气中自燃B.用干冰人工降雨C.以煤为原料制造医药D.用催化剂将水变汽油5.煤的气化是提高煤的利用率、减少环境污染的有效措施。煤的气化过程中发生了化学反响C+H2O〔气〕H2+CO,反响前后,发生了变化的是()A.元素的种类B.分子的种类C.原子的数目D.物质的总质量6.(1)沼气燃烧的化学方程式是____________。(2)以下说法正确的选项是(填序号)____________。①把秸秆、杂草等废弃物放在密闭池中发酵可以产生沼气②沼气的应用对解决农村燃料问题、改善环境有重要意义③沼气的主要成分甲烷是一种最简单的碳氢化合物④点燃沼气与空气的混合气体可能发生爆炸7.请仔细阅读以下文字,然后完成有关问题。(1)煤是一种常用的化石燃料,家庭用煤经过了从“煤球〞到“蜂窝煤〞的变化。以前人们把煤粉加工成略大于乒乓球的球体,后来人们把煤粉加工成圆柱体,并在圆柱体内打上一些孔(如图)。请你分析这种变化的优点是______________。(2)煤燃烧时会产生许多污染物。据资料显示,冬天的空气中二氧化硫含量会增多。请你分析造成这一现象的可能原因是______________________。为了减少煤燃烧对环境造成的污染,可将水蒸气通过炽热的煤层制得较清洁的水煤气(主要成分是CO和H2),请你写出反响的化学方程式____________________________________________。(3)水煤气用管道输送到千家万户,这便是我们常说的家用煤气。煤气厂常在家用煤气中掺入少量具有难闻气味的气体,其目的是_________________________________。8.(经典回放)液化石油气中所含的可燃性物质,是在加压不高的条件即变成液态而便于储存在钢瓶中的,当翻开钢瓶阀门(减压)时,又容易变成气态的碳氢化合物。以下所给物质中,符合这一要求的是()编号ABCD分子式CH4C2H5C4H10C6H14沸点/℃－164－88－0.5699.实验证明,在同温同压下,相同体积的任何气体中含有相同的分子数。根据此结论完成以下问题(以下气体均处在同温同压下)。(1)将同体积的CO和CH4混合,所得混合气体中,碳、氢、氧元素的原子个数比为__________,碳、氢、氧元素的质量比为(化成最简整数比)__________。(2)面对石油、煤资源日趋减少的情况,人们正积极开发新能源。你认为21世纪来源广泛、燃烧放热多、无污染的最正确燃料是__________,其制取方法是__________。10.今年我市决定开工建设红庙燃烧发电厂,以改善目前填埋方式处理垃圾对环境产生的不良影响。其建成后既能利用垃圾,又能利用前期填埋垃圾产生的沼气,作为燃烧的原料。(1)你认为这样做的好处是______________________(至少答两点)。(2)前期填埋的垃圾中易腐烂的有机物在一定条件下被细菌分解为沼气,沼气的成分是______________(填名称)。写出沼气燃烧的化学方程式：______________________。11.某次考试命题留下很多稿纸,需要集中销毁。销毁的方法很多,通常是由2—3人将它们烧掉。为了快速、充分烧掉这些稿纸,最简单的操作方法是怎样的?其原理(理由)是什么?简述用燃烧的方法销毁保密资料的优缺点。12.新能源的开发应用是当今全球性的一个重大研究课题,开展氢能源有着广阔的前景,有研究人员提出了“利用太阳能,以水为原料,大量生产氢气,并用作各种机械的动力燃料〞这一设想。试完成以下问题：〔1〕你认为这一设想能否实现？假设认为能,请写出有关的两个化学方程式。____________________________________________________________________。〔2〕氢气作为燃料与现在广泛应用的化石燃料相比有什么优点〔要求答出其中两点〕：①_______________________________________________________________。②_______________________________________________________________。13.以下图是关于汽车燃料及燃烧产物性质问题。图中对三种不同类型汽车〔以序号1、2、3表示〕的废气排放情况进行比拟。这三种汽车分别是以汽油为燃料的汽车,以天然气〔主要成分是甲烷〕为燃料的汽车和电动汽车。请判断序号为1的是_________汽车,序号为3的是_________汽车。14.乙醇〔C2H5OH〕俗称酒精,具有可燃性。甲、乙两小组同学为了确定乙醇在氧气中燃烧的产物,他们分别先将乙醇在氧气中点燃,再用燃烧后的混合气体进行如下实验。〔无水硫酸铜遇水变成蓝色；新鲜鸭血遇O2呈深红色,遇CO2呈暗红色,遇CO呈鲜红色〕甲、乙两小组的实验顺序及观察到的现象如下图：根据以上实验,完成以下问题：〔1〕甲小组确定乙醇燃烧的产物可能是_____________________。乙小组确定乙醇燃烧的产物可能是________________________________。〔2〕分析甲、乙两个小组确定的产物为什么不同？________________________________。〔3〕把A、B两个装置顺序对调,行吗？为什么？________________________________。〔4〕请你谈谈合理使用燃料的一种方法：________________________________________。15.煤是一种化石燃料,用煤作燃料生成的SO2气体会造成环境污染。有一种煤每燃烧1t就会释放出53.3kgSO2。如果将产生的SO2用熟石灰来完全吸收,其反响的化学方程式为：SO2+Ca(OH)2====CaSO3+H2O,那么燃烧5t这种煤产生的SO2在理论上需用多少千克的Ca(OH)2来吸收？〔计算结果取整数〕1.A2.AD3.D4.D5.B6.答案：(1)CH4＋2O2CO2＋2H2O(2)①②③④7.答案：(1)增大煤与氧气的接触面积,使其充分燃烧(2)冬天用煤量增大,燃烧时产生的二氧化硫增多C+H2OCO+H2(3)便于及早发现煤气泄漏,以防引起中毒8.C9.答案：(1)2∶4∶16∶1∶4(2)氢气利用太阳能或催化剂分解水10.答案：(1)变废为宝、提供能源、改善环境、解决垃圾处理问题、节约土地(答对两点即可)(2)甲烷CH4＋2O2CO2＋2H2O11.解析：此题联系生活实际,考查的是物质充分燃烧的条件：足够多的空气、增大接触面积。要烧得快一些,就要从这两个方面入手来解决,或鼓入空气或增大稿纸与空气的接触面积。答案：在燃烧过程中每隔一段时间用棍类物品挑动燃烧的纸堆(或将稿纸分散摊开同时燃烧,或边烧边添加)；其理由是给稿纸燃烧提供足够的氧气；优点：保密性强；缺点：污染空气,浪费资源。12.解析：利用太阳能分解水,得到氢气,把太阳能转化成为化学能储存在氢气中,这一思路是可行的,也是很有前途的。即水在太阳能的作用下,分解得到氢气和氧气,氢气和氧气燃烧,产生水。该过程没有环境污染。答案：〔1〕能2H2O2H2↑+O2↑,2H2+O22H2O〔2〕①来源广泛②产物是水,无污染③燃烧时放出的热量多〔任选两点即可〕13.解析:此题的1号汽车所排放的废气中碳氢化合物、CO、CO2、NOx均最少,说明它是电动汽车。而3号汽车排放的废气中,有害物质均最多,是以汽油为燃料的汽车。答案：电动汽油为燃料14.解析：乙醇燃烧产生了二氧化碳、水和少量一氧化碳。水与无水硫酸铜作用,生成硫酸铜晶体；二氧化碳被B中石灰水吸收,在C中证明已经无二氧化碳气体。新鲜的鸭血颜色变暗,说明含氧气的量降低,吸收了一定的一氧化碳气体。答案：〔1〕H2O、CO2H2O、CO2、CO〔2〕甲组实验时氧气充足,乙醇能完全燃烧；乙组实验时氧气不充足,乙醇不完全燃烧〔3〕不行,因为装置对调后无法证明乙醇燃烧的产物中是否有水〔4〕使燃料充分燃烧〔或有足够多的空气,或氧气〕15.解析：先将5t煤燃烧产生的SO2质量求出,再根据化学方程式求出Ca(OH)2的质量。答案：308kg第二课时使用燃料对环境的影响【学习目标】：通过对化石燃料的形成、使用年限、对人类所起的重要作用的了解,使学生认识到合理开发的重要性,培养节约利用资源的意识。【学习重点】：1．培养学生独立思考、加工信息的能力。2．拓展性课题“煤和石油的综合利用〞。【学习难点】：1．培养学生独立思考、加工信息的能力。2．拓展性课题“煤和石油的综合利用〞。学习过程一、课前学习阅读教材,答复以下问题：1.以汽油、柴油为燃料的汽车,所排放的尾气会对空气造成污染。尾气中的主要污染物有__________、__________、__________和烟尘等。2.酒精的学名是__________,化学式是__________,它的相对分子质量是__________,其中各元素的质量比为__________,酒精中碳元素的质量分数为__________。酒精燃烧的化学方程式为______________________________。3.实验室用__________和__________反响制取H2,写出反响的化学方程式________________。1.答案：一氧化碳氮的氧化物硫的氧化物2.答案：乙醇C2H5OH46m(C)∶m(H)∶m(O)=12∶3∶852%C2H5OH+3O22CO2+3H2O3.答案：稀硫酸锌Zn+H2SO4====ZnSO4+H2↑二、预习展示学习建议：认真学习,然后独立思考自主完成下面的关于水的组成的检测题,相信通过自己的努力定会有丰硕的收获！1.氢气是一种绿色能源,科学家们最新研制出利用太阳能产生激光,再用激光使海水分解得到H2的新技术,其中海水分解可用方程式2H2O2H2↑+O2↑表示。以下说法不正确的选项是()A.水分解产物不污染环境B.TiO2是催化剂C.该技术可将太阳能转化为氢能D.在海水分解过程中应不断添加TiO22.一种新型绿色电池——燃料电池,是把H2、CO、CH4和空气不断输入,直接氧化,使化学能转变成电能,被称为21世纪的“绿色〞发电站。这三种气体可以作为燃料的原因是()A.都是无毒无害的气体B.都可以燃烧并放出大量的热C.燃烧产物均为二氧化碳和水D.均在自然界大量存在3.为了减少空气污染,北京市积极推广使用清洁燃料。目前汽车使用的清洁燃料有两类,一类是液化石油气〔LPG〕,另一类是压缩天然气〔CNG〕。压缩天然气的主要成分为()A.C2H5OHB.CH4C.COD.H答案：1.D2.C3.B我的疑惑：〔请将预习中不能解决的问题写下来,供课堂解决。三、课内学习,合作探究,展示汇报：目标一：使用燃料对环境的影响2、汽车用燃料的燃烧尾气中的主要污染物有CO,末燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘3、减少汽车气对空气的污染可采取的措施:〔1〕使用催化净化装置〔2〕使用无铅汽油禁止含铅物质的排放〔3〕改良发动机的燃烧方式,使汽油能充分燃料〔4〕改用压缩天然气〔CNG〕或液化石油气〔LPG〕〔5〕在汽油中参加乙醇〔混合物〕既节省汽油,又减少污染。目标二：能源的利用和开发1.乙醇〔化学式C2H5OH〕俗称酒精。物理性质:有特殊气味,密度比水小,能与水互溶,易挥发化学性质:可燃性,燃烧时放出大量的热.C2H5OH+3O22CO2+3H2O优点：无污染、热效率高、节省汽油、减少汽车尾气污染制取：高梁、玉米、薯类经过发酵,蒸馏可得酒精(可再生能源)2.氢气〔H2〕最清洁的能源燃烧产物是水,不空气,被认为是理想的清洁、高能(液氢完全燃烧放出的热量约为等质量甲烷的2倍多,同质量汽油的3倍多)燃料氢气的实验室制法：常用锌和稀硫酸反响制取氢气化学方程式是:Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑氢气作能源的三大优点：无污染；发热量高；来源广,可再生氢气作能源的局限：制取本钱高,贮存困难3.人们正在开发利用的能源：太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等四、达标检测1、Ａ、〔１〕〔２〕〔３〕Ｂ、〔２〕〔３〕〔４〕Ｃ、〔１〕〔４〕〔５〕Ｄ、〔１〕〔３〕〔４〕2、氢气是一种绿色能源,科学家们最新研制出利用太阳能产生激光,再利用激光使海水分解得到氢气的新技术其中海水分解可以用化学方程式表示为２Ｈ2Ｏ==２Ｈ2+Ｏ2以下说法不正确的选项是〔〕Ａ、TiO2在反响中作氧化剂Ｂ、水分解不产生污染物Ｃ、TiO2在反响中作催化剂Ｄ、该技术可以将太阳能转化为氢能