《7.2 燃料的合理利用与开发》课堂教学实录（附导学案）

PAGE《燃料的合理利用与开发》课堂教学实录第1课时燃料和热量【教学目标】知识与技能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作用。2．知道化石燃料的不可再生性和合理开采和节约化石燃料的重要性。3．了解化学反应中的能量变化，认识化学反应放出的能量的重要性。4．知道石油炼制的主要产品及其用途。过程与方法自己动手做盐酸与镁条反应的实验，体会化学反应的能量变化，增强动手实验能力。情感、态度与价值观通过燃料不充分燃烧对空气的影响，培养学生的环保意识和节能意识。【教学重点和难点】重点1.甲烷的燃烧及产物的检验。2．石油分馏的产物及用途。难点化学反应中的能量变化。【教学准备】有关化石燃料的录像资科，导气管、烧杯、火柴等。【教学进程】一、导入新课师：播放一段Flash录像：(特写)烧得很旺的炭火和一支温度为20℃的温度计。然后向炭火上加上一铲新煤，红红炭火变暗，温度计示数随之下降到16℃。过了一段时间，炭火又变得红热，温度计示数又上升至20℃。师：生活中的这个常见现象说明了什么问题？(不需要学生立即回答)二、推进新课(一)化学反应中的能量变化师：我们都知道燃料燃烧时产生了热量，是不是只有通过燃烧才能获得能量的呢？下面我们来做教材上的实验7－3。师：实验说明了什么？生：说明了生石灰与水反应会放出热量。师：这种化学反应放热现象在许多化学反应中都会发生，大家请思考：(1)化学反应都是放出能量的吗？请举出生活中你见过的吸收能量的化学反应的例子。(2)我们一开始播放的Flash录像中的现象如何解释？凡是反应需要加热的化学反应就是吸热反应吗？师：演示硫粉在空气中和在纯氧中燃烧的实验，播放煤块和煤粉在空气中燃烧的录像，让学生比较反应现象的不同，并思考原因。(二)化石燃料的利用煤的形成师：植物或植物枯萎后被埋于土中，经长期复杂变化成煤。石油、天然气的形成师：大多数的炼钢厂、热电厂等使用什么燃料？生：煤。师：(1)煤是纯净物吗？(2)那它含有哪些元素？(3)你知道煤作为燃料的原理是什么？生：(1)是混合物。(2)煤主要含碳元素，此外还含有少量的H、N、S、O元素以及无机矿物质(主要含硅、铅、钙、铁等元素)。(3)原理是利用碳元素和氧反应所放出的热量。师：知道人们怎么综合利用煤的吗？煤加工后的主要产品有哪些用途？生：煤eq\o(→,\s\up7(隔绝空气),\s\do5(加热))eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(焦炭→冶炼金属,煤焦油→化工原料,焦炉气→燃料,粗氨水→化肥))煤气的主要成分：氢气(H2)甲烷(CH4)一氧化碳(CO)其他气体师：我国的主要油田有哪些？生：大庆、大港、胜利、华北等。师：石油可直接用作燃料吗？石油产品中有哪些是常用燃料？生：不能！石油中除了含C、H元素外，还含S、O、N等元素。如果把石油直接作燃料的话，石油会燃烧不充分，不仅会造成浪费，还会生成大量的黑烟和含S、含N等有害气体。生：汽油、煤油、柴油、石蜡等都是常用的燃料。师：煤气泄露会造成什么危害？使用灌装液化石油气在安全上应注意什么？生：危害到人体和财产的安全；使用罐装液化石油气在安全上应注意不能加热，不能猛烈撞击等。煤石油炼制方法隔绝空气加热利用沸点不同，将它们加热炼制产品与用途焦炭、煤焦油、煤气等汽油、煤油、柴油、石蜡等天然气师：有人说天然气就是甲烷，甲烷就是天然气，对不对？生：不对，因为虽然天煞气的主要成分是甲烷，但与纯甲烷还是有一定区别的。师：说得对，下面我们来看看天然气的成分。1．构成：主要是碳和氢元素组成的气态碳氢化合物2．主要成分：甲烷(CH4)3．甲烷物理性质：无色、无味气体、密度比空气小、难溶于水4．CH4化学性质——具有可燃性(注意：点燃之前要验纯)CH4＋2O2=CO2＋2H2O师：出示一块蜂窝煤，然后提问：蜂窝煤有许多孔洞，你知道其中的奥秘吗？工业上使用煤等固体燃料，怎样做才能使燃料充分燃烧？【板书设计】课题2燃料的合理利用与开发第1课时燃料和热量eq\a\vs4\al(化学反应中,的能量变化)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(化学反应放出的能量的应用,热量变化\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(放热,吸热))))eq\a\vs4\al(\x(\a\al(燃,料,和,热,量))\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(燃料\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(化石燃料\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(煤——干馏,石油——分馏,天然气——甲烷)),燃料充分燃烧的相关因素\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(氧气浓度,与氧气接触面积)))),合理利用与开发化石能源\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(人类目前所消耗的能,源主要来自化石能源,化石能源资源是有限的)))))【教学反思】课本图文并茂，有利于学生形象地认识当今世界的三大化石燃料。在教学中，教师要发挥学生的主体作用，让学生自主地去认识和探索。最好设计成分组实验，让学生亲自感受到化学反应中能量的变化。对于使燃料充分燃烧的现实意义，可以组织学生认真讨论，切实让学生体验到节能的重要性。第2课时使用燃料对环境的影响及能源的开发和利用【教学目标】知识与技能1．了解化石燃料对环境的影响。2．认识使用和开发清洁燃料及各种能源的重要性。过程与方法做好酸雨危害的模拟实验，明确燃料的燃烧对环境的危害。情感、态度与价值观通过空气质量的恶化和水土流失等事实，增强学生的环保意识和社会责任感。【教学重点和难点】重点煤和汽车用燃料的燃烧产物对空气的污染及防治措施；新能源的开发与利用。难点培养学生学习兴趣和对环境的保护意识。【教学准备】集气瓶、二氧化硫相关图片【教学进程】一、导入新课师：同学们，你们家里做饭时用的是什么燃料？我们烧水时为什么要开窗或开换气扇？走在路上，一辆汽车从你身边经过你有什么感觉？师：燃料的使用，给人们的生活提供能量、带来方便的同时，却对环境造成了不良的影响。二、推进新课(一)燃料燃烧对空气的影响师：1.三大化石燃料是什么？煤中含有哪些元素？2．煤燃烧时会产生二氧化硫、二氧化氮等污染物。这些气体对空气和我们的生活环境造成什么影响呢？师：组织小组实验：酸雨危害的模拟实验组织讨论、观察：原来，二氧化硫、二氧化氮易溶于水，当溶解在雨水中时，就形成了酸雨。师：市区内几乎不使用煤作燃料，可我们的生活环境为什么也会如此恶劣？这是什么引起的？目前，多数汽车都使用什么作为燃料？汽油和柴油作为多数汽车的燃料，它们燃烧时产生的尾气中主要含有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等大气污染物，严重威胁着我们的健康。我们如何才能减少有害气体对空气的污染呢？正如同学们所说，解决空气污染的根本方法就是使用和开发新的燃料及能源。(二)使用和开发新的燃料及能源师：你所知道的清洁燃料有哪些？生：1.乙醇(俗称酒精)是由高粱、玉米和薯类经过发酵、蒸馏等过程得到的。(多媒体出示乙醇的化学式和燃烧的化学方程式)师：乙醇作为燃料有哪些优势？生：放热量大，无污染，可再生。2．氢气师：你对氢气作为一种清洁燃料的认识有哪些？生：氢气本身无毒、极易燃烧、放热量大、燃烧产物是水。师：氢气虽然是最清洁的燃料，但由于氢气的制取成本和贮存困难，作为燃料暂时还不能广泛使用。目前，对氢能源的开发已取得了很大进展，随着科技的发展，氢气终将会成为主要能源之一。师：其实，我国在许多年以前就已经开始努力寻找新的办法，同时开发新的能源来改善大气环境，提高人们生活质量了，比如著名的“西气东输”。师：现代社会对能量的需求量越来越大，化学反应提供的能量已不能满足人类的需求。我国各地区及世界各国也都在利用和开发新的能源。你知道有哪些能源是可被人类利用的吗？生：太阳能、核能、风能、地热能、水能、潮汐能等。师：出示能源图片，这些能源的利用，不但可以部分解决化石燃料面临耗尽的问题，还可以减少对环境的污染。希望同学们将来长大了，能将自己所学知识应用到开发和利用更理想更实用的清洁能源方面，为人类生活质量的进一步提高作出自己的贡献。【板书设计】第2课时使用燃料对环境的影响及能源的开发和利用一、煤的燃料eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(污染产物,酸雨\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(危害,防治))))二、汽车用燃料的燃烧eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(污染产物,防治措施))eq\a\vs4\al(三、使用和开发,新的燃料和能源)eq\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(清洁燃料\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(乙醇,氢气)),新能源\b\lc\{(\a\vs4\al\co1(太阳能,风能,潮汐能,地热能,核能,可燃冰))))【教学反思】本节课具有很强的现实意义，因此在教学时在充分运用录像和图片资料，让学生认识到环境保护和开发新能源的重要性，让学生树立环保意识和节能意识。要善于处理好教学中知识传授与能力培养的关系，巧妙地创设能引导学生主动参与的活动及情境，让学生在实践中学习，才能不断地激发学生的学习积极性与主动性，既培养学生的自学能力，又培养学生的社会责任感。《燃料的合理利用与开发》导学案【学习目标】1．了解化学反应中的能量变化，认识燃料对人类社会的重要性。2．知道化石燃料对人类生活起着重要作用，是不可再生的自然资源。3．知道石油炼制出的几种主要产品及其用途，了解燃料充分燃烧的重要性。【重点难点】1．化学反应中的能量变化。2．燃料充分燃烧的重要性。学习内容一化学反应中的能量变化【学习指导】阅读课本第136－137页的有关内容，完成下列填空。在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰，再加入2mL水，观察现象，并用手轻轻触碰试管外壁，感觉到试管发烫；说明生石灰与水反应放出热量，反应的化学方程式为：CaO＋H2O=Ca(OH)2。事实与研究证明，化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化。能量的变化通常表现为热量的变化，有些反应是放出热量的，如镁与盐酸反应等，有些反应是吸收热量的，如碳与二氧化碳的反应。【名师归纳】不是所有的放热或吸热的变化都是化学变化，有些是物理变化，如电灯通电后发光，浓硫酸溶于水放热等。【反馈练习】1．在下列各化学反应中，不属于放热反应的是(D)A．镁带与盐酸反应B．生石灰与水反应C．酒精在空气中燃烧D．碳和二氧化碳反应2．关于化学反应与能量变化的叙述不正确的是(A)A．在化学反应中只有燃烧才能放出热量B．物质的缓慢氧化均放出热量C．物质发生化学反应的同时伴随着能量变化D．人们使用化石燃料是利用它燃烧产生的热量3．一种新型绿色电池——“燃料电池”是把H2、CO、CH4等燃料和空气不断输入，直接氧化，使化学能转化为电能，称之为“21世纪的绿色发电站”。这三种气体可以作为燃料的原因是(B)A．都是无毒无味的气体B．都可燃烧，并放出大量的热C．燃烧产物均为二氧化碳和水D．均在自然界中大量存在4．在化学课上老师表演了用水点火的魔术，只见老师用滴管向棉花上滴1～2滴水，棉花立即燃烧起来，其诀窍就是：将一小块金属钾藏在棉花中。已知钾能与水反应，则该反应必定是放热(填“吸热”或“放热”)反应。充满好奇的小明亲自进行了该魔术，为了使反应迅速，他将一吸管的水挤向棉花，却惊奇地发现其不能燃烧起来。失败的原因最可能是他挤出的水太多，使温度降到了棉花的着火点以下，除此之外，通常可燃物的燃烧还必须满足另一个条件：与空气或氧气接触。学习内容二化石燃料【学习指导】阅读课本第137－141页的有关内容，完成下列填空。1．三大化石燃料是煤、石油、天然气。化石燃料是不可再生能源。它们还是重要的化工原料，因此人们常把煤称为“工业的粮食”，把石油称为“工业的血液”。2．煤是复杂的混合物，主要含有碳元素。为了使煤得到综合利用，将煤隔绝空气加热，可以使煤分解成许多有用的物质，如焦炭、煤焦油、煤气等。将煤隔绝空气加热是化学变化。3．石油是混合物，主要含有碳、氢元素。为了使石油得到综合利用，利用石油中各成分的沸点不同，将它们分离。此过程属于物理变化。4．天然气的主要成分是甲烷，化学式是CH4。CH4的物理性质：甲烷是一种无色、无味的气体，密度比空气小，可以使用向下排空气法收集；甲烷难溶于水，也可以使用排水集气法收集。5．学生做课本中7－4的演示实验：甲烷具有可燃性，因此点燃前要先验纯。甲烷燃烧时产生蓝色的火焰。用一个冷而干燥的小烧杯罩在火焰的上方，看到的现象是烧杯内壁有水雾生成，分析有水生成，说明甲烷中含有氢元素；把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量的澄清的石灰水，看到的现象是澄清的石灰水变浑浊，分析有二氧化碳生成，说明甲烷中含有碳元素。6．写出CH4燃烧的化学方程式：CH4＋2O2CO2＋2H2O。同学之间相互纠错，看谁写得快，写得好。7．在我国农村，利用沼气可解决生活用燃料问题。它的主要成分是CH4。8．人类消耗的能量主要来自化石燃料，化石燃料最终将被耗尽。科学家发现了未来的替代能源可燃冰，它的优点是：能量高、燃烧值大、储量大，它目前还不能被利用的原因是开采技术上的问题没有解决。【讨论交流】1．石油可直接用作燃料吗？石油产品中有哪些是常用的燃料？2．煤气泄漏会造成什么危害？使用罐装液化石油气在安全上应注意什么？3．甲烷存在于哪些地方？怎样制取？农村利用甲烷干什么？【温馨点拨】1．石油不能直接用作燃料，汽油、航空煤油、煤油、柴油是常用的燃料。2．煤气泄漏会造成人体中毒，使用罐装液化石油气时，不能加热、不能猛烈撞击。3．沼气池的底部常含有甲烷。把植物残体、动植物粪便等放在密闭沼气池中发酵制取甲烷。农村可用沼气解决生活用燃料、照明等问题。【名师归纳】三大化石燃料都属于混合物，石油的炼制属于物理变化，煤的干馏属于化学变化。【反馈练习】1．下列叙述不正确的是(B)A．化石燃料在地球上的蕴藏量并不是无限的B．煤或石油只要完全燃烧就不会对空气造成污染C．人类必须节约现有的能源，并大力开发新能源D．对煤和石油要合理开发、综合利用2．“可燃冰”的主要成分是(CH4·8H2O)。下列说法正确的是(B)A．可燃冰能燃烧，说明水具有可燃性B．可燃冰的发现为我国在新世纪使用高效新能源开辟了广阔的前景C．可燃冰由四种元素组成D．可燃冰的主要成分是固态水3．甲烷是一种“清洁能源”。甲烷燃烧的化学方程式为：CH4＋2O2CO2＋2H2O。城市煤气中通常含有CO气体，写出CO燃烧的化学方程式：2CO＋O22CO2。煤气与天然气相比，从安全角度考虑，煤气的主要缺点是有毒性；从环境保护的角度考虑，煤气、天然气和氢气中，首选的燃料是氢气。学习内容三燃料充分燃烧【学习指导】阅读课本第141页的有关内容，完成下列填空。1．氧气不充足时，燃料中的碳不能充分燃烧，产生黑烟，并生成CO等物质，使燃料燃烧的利用率降低，浪费资源，且污染空气。2．控制燃烧条件，使燃料充分燃烧，对于节约能源非常重要。3．使燃料充分燃烧通常要考虑两点：一是燃烧时要有足够的空气；二是燃料与空气要有足够大的接触面。【讨论交流】工业上有时使用煤等固体燃料，为了使燃料与空气有足够大的接触面，应将固体燃料进行怎样的处理？【温馨点拨】将固体燃料粉碎，增大与空气的接触面积，从而使它们充分燃烧。【名师归纳】含碳燃料的不充分燃烧都会产生有毒的CO，污染环境；提高煤等燃料的利用率，就相当于延长其使用的年限。【反馈练习】认识燃烧原理可以合理利用和控制燃烧反应。下列说法正确的是(C)A．物质与氧气反应时都会发生燃烧B．只有燃烧反应可将化学能转化为热能C．增大可燃物与空气的接触面积，可促进燃烧D．煤炉生火时，用木材引燃是为了提高煤的着火点第2课时使用燃料对环境的影响【学习目标】1．了解化石燃料对环境的影响。2．认识使用和开发清洁燃料及各种能源的重要性。【重点难点】1．化石燃料燃烧对环境的影响及防治措施。2．树立珍惜资源、保护环境、爱护地球的意识。学习内容一燃料燃烧对空气的影响【学习指导】阅读课本第142－144页的有关内容，完成下列填空。1．化石燃料燃烧造成空气污染，主要有以下几方面原因：(1)燃料中的一些杂质如硫等燃烧时，产生空气污染物如二氧化硫等。(2)燃料燃烧不充分，产生一氧化碳等。(3)未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中形成浮尘。(4)煤燃烧时排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物，这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨。2．多数汽车使用的燃料是汽油或柴油，它们燃烧时产生的一些物质，如一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等，会随尾气直接排放到空气中，对空气造成污染。3．减少汽车尾气污染的一些措施：(1)改进发动机的燃烧方式，使汽油能充分燃烧；(2)使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质；(3)使用无铅汽油，禁止含铅物质的排放；(4)加大检测尾气力度。【讨论交流】1．酸雨有何危害？2．乙醇是怎样制得的？俗名叫什么？燃烧生成什么物质？【温馨点拨】1．[酸雨的模拟实验]在水和酸雨中加入不同物质，观察现象，填写下表。加入的物质现象水SO2加水植物叶子或果皮无变化植物叶子或果皮变黄镁条或锌粒无现象镁条或锌粒溶解，有气泡放出大理石或石灰石无现象大理石或石灰石溶解，有气泡放出实验结论：酸雨对植物、金属制品、大理石制品等都有腐蚀破坏作用。2．(1)乙醇由高粱、玉米、薯类等经过发酵、蒸馏制得，属于可再生能源。(2)乙醇俗名酒精，化学式为：C2H5OH。(3)能燃烧：C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O。【名师归纳】1．CO2不是空气污染物，但是它会造成温室效应。2．乙醇燃烧放热，可作燃料。在汽油中加入适量乙醇作汽车燃料，可节省石油资源，减少汽车尾气的污染。【反馈练习】1．含硫的煤不完全燃烧时，排放出污染环境的气体是(D)A．只有COB．只有SO2C．CO和CO2D．SO2和CO2．下列做法不利于改善环境的是(A)A．鼓励农民将秋后农作物的秸秆焚烧B．提倡使用农家肥，尽量少用化学肥料C．限制燃放烟花爆竹D．限制燃油汽车数量的增加3．据报道，广州市交通主干道的空气污染严重超标，其主要原因是(B)A．煤燃烧所排放的废气造成的B．几十万辆汽车、助力车等排放的废气造成的C．工业生产中的废渣、废水、废气造成的D．不断地降雨和各种污水造成的4．煤的主要成分是C，另外还含有少量S、N等元素，煤燃烧的产物会造成温室效应的是CO2，会形成酸雨的是SO2、NO2，易使人中毒的无色气体是CO。学习内容二能源的利用和开发【学习指导】阅读课本第144－145页的有关内容，