2024秋初中化学九年级上册教学设计（教案）第2课时 降低化石能源的利用对环境的影响

PAGEPAGE6第2课时降低化石能源的利用对环境的影响课题降低化石能源的利用对环境的影响课型新授课素养目标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新能源的重要性。1.运用模拟实验，认识酸雨的危害。3.逐步培养学生用辩证的眼光看“燃料”的燃烧。教学重点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”。教学难点1．逐步培养学生对现有资料进行分析的能力。2．提高学生综合应用的能力。教具准备多媒体课件、烧杯、“模拟酸雨水”、树叶、镁带、大理石。课前预习1.化石燃料对环境的影响，煤燃烧时会排出SO2、NO2等污染物，这些气体溶于雨会形成酸雨。2.乙醇俗称酒精，其化学式为C2H5OH，它在空气中燃烧的化学方程式为C2H5OH+3O2点燃2CO2+3H2O。3.最理想最清洁的燃料是氢气，实验室制取H2的化学方程式为Zn+H2SO4==ZnSO4+H2↑。4.化石燃料是人类生产、生活的主要能源，人们开发的新能源有太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等。新课导入［展示］多媒体展示化石能源在人类生活中的用途，及岩石被腐蚀，雾霾，森林被破坏等燃料燃烧造成的环境影响的图片。［新课引入］燃料的使用，给人们的生活带来了很多方便，但是燃料的使用正如一把双刃剑一样，在带给人类方便的同时，也给环境造成了不良的影响。今天就来了解使用燃料对环境的影响，学习如何降低化石能源的利用对环境的影响相关知识。备课笔记进行新课知识点1使用燃料对环境的影响［提问］三大化石燃料是什么？煤中含有哪些元素？煤燃烧后会生成什么物质？［回答］煤、石油、天然气是三大化石燃料。煤中主要含碳元素，此外还含有少量的H、S、N、O等元素。煤的燃烧会产生的空气污染物主要有CO、SO2、NO2、烟尘等。［设问］我们知道煤燃烧会产生SO2、NO2等气体污染物，这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水中，会形成酸雨，那么酸雨会对我们的生活环境造成什么影响呢？［实验探究］教师引导学生分组完成酸雨危害的模拟实验。酸雨危害的模拟实验［现象］（1）无现象；植物叶片(或果皮)都变色。（2）无现象；有气泡冒出，镁条或锌粒逐渐变小。（3）无现象；有气泡冒出。［讨论］比较上述实验，试说明酸雨对环境和人类等造成了哪些危害呢?［回答］（1）酸雨引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动植物的生长。（2）它能破坏土壤、植被、森林。（3）酸雨对金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材料都有腐蚀性。（4）酸雨渗入地下，可能引起地下水酸化。（5）对人体的健康有直接的危害，硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多，可以侵入肺的深部组织，引起肺水肿等疾病而使人致死。……［讨论］我们生活的家园——地球，她在流泪，她在滴血，她的儿女们不能坐以待毙。那我们应该采取怎样的措施来保护她呢?［回答］（1）减少人为排放的污染物。（2）减少煤中的含硫量，对煤炭中的硫资源进行合理的开发和利用。（3）改进设备，使燃料充分燃烧；增加催化净化装置，使有害气体转化成无害气体。（4）使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。（5）开发新能源。……［观察讨论］在城市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？这是如何造成的？备课笔记知识拓展：一般把pH（酸碱度）＜5.6的雨水称为酸雨，酸雨包括雨、雪、雾、雹等降水过程。要防治酸雨，最主要的是减少人为排放的污染物,人为排放的SO2主要来自含硫煤的燃烧，因此在煤的燃烧过程中，常采用排烟脱硫技术，回收二氧化硫。进行新课［回答］城市的空气污染主要是由汽车尾气造成的。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。［阅读］阅读课本P173-174内容，思考化石能源的使用对环境造成的影响。［归纳］煤燃烧时产生二氧化硫、氮的氧化物等污染物，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；汽车使用的汽油或柴油燃烧时产生的一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等，会随尾气直接排放到空气中，造成污染；大量化石能源燃烧释放的二氧化碳会弓|起温室效应加剧，导致全球变暖；等等。［提问］那么我们应该怎样降低化石能源的利用对环境的影响呢？［回答］在使用化石能源时，可以通过提高燃料质量和改进使用技术来减少空气污染物的排放；推广使用脱硫煤，改进生产中使用的脱硫设备；用天然气代替煤；改进汽车发动机的燃烧方式，使用催化净化装置，加大尾气检测力度，推广使用电动汽车。知识点2开发新能源［过渡］随着能源消耗量的增长，化石能源对环境的影响越发突出。同时，人类巨大的能源需求也使化石能源面临枯竭的危险。因此，开发和利用新能源已成为人类的迫切需求。而氢气作为能源，正在受到越来越多的关注。（1）氢气［设问］你对氢气作为一种清洁燃料的认识有哪些？氢能源有哪些优点？目前未广泛使用的原因有哪些？［讲解］氢气本身无毒，完全燃烧放出的热量约为同质量甲烷的两倍或同质量汽油的三倍，且燃烧后的产物是水，不会污染空气，也不会向大气排放二氧化碳。工业上一般通过电解水或以化石能源为原料制取氢气。目前，由于氢气大量制取和储运成本较高，氢气在生产和生活中还未能广泛应用。随着科技的发展，氢能源的开发和利用已取得很大进展，氢气将可能成为主要的能源之一。［布置任务］电解水可以制取氢气。但在实验室里，我们常用锌与稀硫酸反应来制取氢气，请反应的化学方程式。［生］Zn+H2SO4==ZnSO4+H2。［提问］课本P175实验室里制取氢气的简易装置中反应装置和收集装置分别是什么类型呢？［回答］反应装置：固液常温型；收集装置：排水法装置、向下排空气法装置。［延伸］也可设计如下制取装置，如上图所示。此装置的优点：使反应随时发生，随时停止。备课笔记知识拓展：为了减少汽车尾气对空气的污染，主要采取以下措施：a.改进发动机的燃烧方式，使汽油能充分燃烧。b.使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质。c.使用无铅汽油，禁止含铅物质排放。d.加大检测尾气力度，禁止未达环保标准的汽车上路。e.改用压缩天然气（CNG）或液化石油气（LPG）作燃料，以减少对空气的污染。f.在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可适当节约石油能源，并在一定程度上减少汽车尾气的污染。进行新课（2）新能源［提问］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？［回答］正在利用和开发的新能源：太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。［拓展讲解］乙醇是一种清洁能源。乙醇俗称酒精，它是无色透明，具有特殊气味的液体。乙醇还容易挥发，能与水以任意比互溶，而且还是一种优良的有机溶剂。乙醇的成分里含有碳、氢、氧三种元素，它的化学式是C2H5OH。乙醇是以高粱、玉米和薯类等为原料，经过发酵、蒸馏而制得，是可再生能源。车用乙醇汽油：将变性燃料乙醇和汽油以一定比例混合而成的，其优点是：①节省石油资源；②减少汽车尾气的污染；③促进农业生产。［延伸］在街上吃火锅时，有的火锅下面燃烧的是一种外观类似于冰的一种物质，它真的是冰吗?［回答］不是，这种类似于冰的物质其实是一种固体酒精。［补充］从这个实例中我们可以看出乙醇同样有着三态变化。由于乙醇燃烧时能放出大量的热，所以它被用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。［小结］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。

教学板书课题2能源的合理利用第2课时降低化石能源的利用对环境的影响1.使用燃料对环境的影响（1）煤燃烧时产生二氧化硫、氮的氧化物等污染物，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）汽车使用的汽油或柴油燃烧时产生的一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物和烟尘等，会随尾气直接排放到空气中，造成污染；（3）大量化石能源燃烧释放的二氧化碳会弓|起温室效应加剧，导致全球变暖；等等。2.降低化石能源的利用对环境的影响的措施（1）通过提高燃料质量和改进使用技术来减少空气污染物的排放；（2）推广使用脱硫煤，改进生产中使用的脱硫设备；（3）用天然气代替煤；（4）改进汽车发动机的燃烧方式，使用催化净化装置，加大尾气检测力度，推广使用电动汽车。3.开发新能源（1）氢气：无毒，完全燃烧放出的热量高，燃烧后的产物不污染空气。但大量制取和储运成本较高，在生产和生活中还未能广泛应用。（2）其他能源：太阳能、风能、地热能、潮汐能，核能和生物质能。备课笔记特别提醒：在化石燃料中，天然气是比较清洁的燃料。要点提示：乙醇汽油是10%的乙醇和90%的汽油掺和而成的混合物。由于乙醇中含碳量低且不含S、N等元素，因此，具有燃烧产生的有害气体少，节省石油资源，促进农业生产等优点。课堂小结通过这节课的学习，我们知道，在人类利用燃料的同时，也给人类所赖以生存的环境——地球，带来了极大的危害。作为地球人类的一员，我们应该团结起来保护我们的家园，努力学习，投身于现代化建设中。教材习题解答练习与应用（P177）3.(1)二氧化硫(或二氧化氮等，合理即可)(2)我国化石能源的分布情况：天然气主要分布在中西部的众多盆地中；石油资源的地理分布很不均衡，勘探程度差别也很大，目前石油探明储量多集中在黑龙江、山东和辽宁省。煤矿的分布极不均衡,呈现“西多东少、北富南贫”的特点。西气东输工程的意义：①优化能源结构，改善环境状况。②促进经济发展和产业结构调整。③提高人民生活质量(合理即可)。4.(1)乙醇的优势：①可再生且环保；②生产原料来源广；③污染物排放少；④使用成本相对较低。(2)石油的优势：①释放的能量多；②易于储存和运输；③应用广泛。整理与提升（P178）燃烧的条件灭火的原理可燃物清除可燃物或使可燃物与其他物品隔离氧气(或空气)隔绝氧气(或空气)达到可燃物的着火点使温度降到可燃物的着火点以下复习与提高（P179-180）1.B2.C3.B4.D5.（1）ab南海的海底可能存在可燃冰，青藏高原海拔高、气温低，存在冻土层，其中可能存在可燃冰。（2）能源角度：根据初步估算，全球的可燃冰储量可能达到数万亿立方米，这个数量远超现有的传统天然气储量。可燃冰不仅可以用作燃料，还可用于制氢或生产化工原料。经济角度：1m3的可燃冰可分解出约164m3的甲烷，在相同条件下燃烧产生的能量比煤和石油高数十倍左右，是具有极高商业价值的能源。环境角度：可燃冰的主要成分是甲烷水合物，甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水，是一种清洁、高效的能源。6.（1）Y形管中的白磷燃烧、红磷不燃烧，烧杯中的白磷不燃烧，可燃物与氧气(或空气)接触、温度达到可燃物的着火点(2)防止生成的五氧化二磷逸散到空气中污染空气(3)保存在冷水中(合理即可)7.(1)煤天然气(2)abe8.不会感觉到明显放热。试剂瓶膨胀破裂说明其中大部分氧化钙已与空气中的水蒸气反应,再用其做与水反应的实验，由于氧化钙含量少，不会有明显的放热现象。备课笔记教材习题解答9.由图中信息可知，我国对化石能源的利用占比在逐年降低，对其他能源的利用占比逐年增加，这有助于加速实现碳达峰目标。同时，说明我国的能源消费结构在不断优化，向着清洁、低碳方向转变。难题解答例1人类社会的发展离不开能源，下列关于能源的说法错误的是（）A．煤、石油、天然气是三种重要的化石燃料B．太阳能、水能、风能是人类正在利用和开发的重要能源C．使用乙醇汽油能减少有害气体的排放D．氢能虽是理想能源，但由于开发、贮存、运输等技术问题难以攻破，因此无开发价值。【解析】煤、石油、天然气是重要的化石燃料，故A正确；太阳能、风能、水能、核能、地热能等是人类利用和开发的重要能源，故B正确；由于乙醇只含C、H、O三种元素，燃烧后的污染产物少，故C正确；虽然氢能的开发和利用有一定的困难，但它仍是未来理想的能源，有开发价值，故D错。【答案】D例2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呈鲜红色，遇CO2呈暗红色，遇CO2呈胭脂红色）.甲、乙两小组的实验顺序及观察到的现象如图所示：根据以上实验，完成下列问题：（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：________________。【解析】乙醇燃烧在氧气充足时产生二氧化碳、水，在氧气不足时，还产生一氧化碳，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，通过C证明已经无二氧化碳气体。【答案】（1）H2O、CO2;H2O、CO2、C