跨学科实践活动06 调查家用燃料的变迁与合理使用（活动设计）-九年级化学跨学科实践活动教学课件+设计

跨学科实践活动6调查家用燃料的变迁与合理使用活动设计活动：调查家用燃料的变迁与合理使用课时3授课年级九年级主题分析本实践活动主要包含“调查家用燃料”“了解家用燃料的变迁”和“展望未来的家用燃料”三部分内容。活动从对燃料的变迁的思考出发，通过调查家用燃料的活动，认识燃料的多样性及常见家用燃料的使用方式的，从生活实例中了解对燃料燃烧的调控，尝试从科学的角度出发解释这些做法的原理，形成合理利用能源的意识。了解家用燃料的变迁，认识各种燃料的优缺点，从生活方式的变化中感受能源结构的变化，形成节约能源的观念。教学目标运用调查研究的方法收集资料，了解家用燃料的变迁。基于家用需求，从燃烧效果、储存、环境保护、成本等角度理解家用燃料的变迁。结合燃料的性质与燃烧的条件，理解改变燃料加工方式、改进燃烧装置等对燃料合理使用的意义，对家用燃料的选择与合理使用提出改进建议。教学重难点教学重点：理解家用燃料的变迁历程，掌握不同燃料的性质和合理使用方法。教学难点：如何进行有效的调查，分析和解释数据，形成科学的观察和结论知识整合一、燃烧的条件概念通常情况下，可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。条件（1）可燃物（2）氧气（或空气）（3）温度达到着火点（三者缺一不可，否则不能燃烧）二、灭火的原理和方法方法举例灭火的原理燃烧的条件决定着灭火原理，只要破坏燃烧的任何一个条件，就可以达到灭火的目的灭火的方法（1）清除可燃物森林着火砍掉树木，开辟隔离带；煤气罐着，火关闭阀门等；（2）隔绝氧气（或空气）油锅着火盖锅盖；酒精在桌面上燃烧，用湿抹布扑盖；熄灭酒精灯，灯帽盖灭等；（3）降温到着火点以下。油锅着火，放青菜；水灭火；吹灭蜡烛等三、燃料燃烧的调控1.燃料不充分燃烧的缺点：产生的热量减少；浪费资源；产生大量的CO污染空气。2.使燃料充分燃烧的方法：（1）燃烧时要有足够多的空气；（2）燃料与空气有足够大的接触面。四、化石能源1.煤和石油煤石油特点混合物、不可再生能源混合物、不可再生能源主要成分主要含碳元素，还含少量的氢、氮、氧、硫等元素主要含碳、氢元素炼制原理煤隔绝空气加热，发生化学变化利用沸点不同，通过蒸馏使各成分分离（物理变化）炼制产品焦炭、煤焦油、煤气（主要含氢气、一氧化碳、甲烷）汽油、煤油、柴油；沥青；石蜡2.天然气（主要含碳、氢元素，主要成分是甲烷），是较清洁的能源。西气东输：输的是天然气。甲烷化学式CH4物理性质无色,无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。化学性质可燃性：CH4+2O2点燃CO2+2H2O（发出蓝色火焰）燃烧现象及产物检验：产生明亮的蓝紫色火焰，罩在火焰上方的干冷的烧杯内壁出现水雾，倒转烧杯，注入少量澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。沼气主要成分甲烷制备把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵产生。可燃冰主要成分甲烷水合物。优点热值高，储量巨大，有望成为未来新能源。缺点若开发利用不当，可能引发地质灾害和温室效应加剧。教学过程【新课导入】从古至今，尤其是近几十年来，家用燃料经历了巨大的变化。我国幅员辽阔，不同地区家用燃料也不尽相同。你家使用的燃料经历了怎样的变化?原因是什么?这些燃料的使用会带来什么影响?有哪些注意事项?今天，就让我们一起调查家用燃料的变迁与合理使用。【活动过程】任务一调查家用燃料［提问］我们生活中常见的家用燃料有那些？［答］常见的家用燃料有木材、煤炭、液化石油气和天然气等。［追问］这些家用燃料的用途一般有哪些？［答］主要用于烹饪、热水、取暖等。［展示］教师多媒体展示本地家用燃料的种类和使用方式。［交流］同学讨论交流不同类型的家用燃料的组成，使用方式，及使用方式中的科学原理。［总结］家用燃料的使用及其中的科学原理：木材煤炭液化石油气天然气组成主要含C、H、O主要含C，还含有H、O、N、S等主要成分是丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等主要成分是甲烷处理方式和燃具劈小、劈薄，用灶或火炉燃烧制成蜂窝状，用煤炉燃烧加压装入钢瓶中，用煤气灶燃烧通过管道运输，用天然气灶燃烧科学原理增大燃料与空气的接触面，促进其充分燃烧可调节灶具的进气口或进风口，使气体燃料充分燃烧［总结］合理调控燃烧等化学反应，对于生产、生活及科学研究具有重要意义。任务二了解家用燃料的变迁［讨论］小组讨论当地农村燃料的变化历程。［汇报］以小组为单位汇报讨论获得的燃料变迁历程，教师注意鼓励学生相互补充。教师利用多媒体展示农村燃料变迁的主要阶段，注意讲解同时引导学生对讨论的结果进行补充。［小结］家用燃料的变化：木材煤煤气天然气主要成分碳、氢、氧等元素碳、氢、氧、硫、氮等元素一氧化碳、氢气、甲烷等甲烷热值约1.2×107J/kg约3×107J/kg约1.5×107J/m3约3.5×107J/m3［讨论］家用燃料发生变迁的原因是什么呢？试着从它们的优缺点进行分析。［归纳］家用燃料的优缺点(含家用燃料变迁的原因)。木材煤煤气天然气来源自然界自然界煤的综合利用自然界主要反应C+O2点燃CO2C+O2点燃CO2几种气体的燃烧CH4+2O2点燃CO2+2H2O燃烧产物CO2、粉尘等CO2、NO2、SO2、粉尘等CO2、H2O等CO2、H2O等优点取材方便经济性高经济性高、热值大热值大、污染少缺点热值小，储存困难对环境污染大泄露危险泄露危险［小结］家用燃料是基于家用需求而进行改变的，需要从燃烧效果、储存、环境保护、成本等角度考虑家用燃料的选择。任务三展望未来的家用燃料［过渡］我们整理了家用燃料的优缺点，也知道了家用燃料的选择需要综合考虑多方面的因素，而技术的发展和新能源的开发，会不断影响我们家用燃料的发展。［提问］回顾你们生活中使用的燃料，结合前面的活动分析，这些燃料是否能满足生活所需。有没有需要改进的地方。［答］可以满足日常生活，但存在燃烧不充分，使用不方便等问题。［追问］回顾我们了解过的其他能源，你们希望哪些可以成为目前家用燃料的代用品呢？［答］氢能、核能、太阳能、风能、水能、生物质能等。［展示］教师多媒体展示这些现有燃料的代用品的使用资料，并简要介绍各自的优缺点。［讲解］1.清洁能源（1）核能：核能发电具有高效、稳定、不受天气影响的优点，但存在核辐射和核废料问题。（2）天然气：燃烧时产生的二氧化碳比煤炭等传统能源要少得多，清洁且具有较高的安全性。若将烧煤气改为烧天然气，则需将燃气灶的进气口减小（或进风口增大）。2.可再生能源（1）太阳能：通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，具有环保、安全、经济等特点，但成本较高且受天气影响。（2）风能：通过风力发电实现能源转换，在合适地域内使用相对可靠、环保，成本相对较高，也受天气影响。（3）水能：水力发电将水能转化为电能，具有环保、可持续的特点，但对地形的要求较高。3.其他能源（1）生物质能：以生物质为载体，可直接或间接地转化为常规燃料，属于可再生能源，具有广阔的应用前景。（2）地热能：利用地热资源进行发电或供暖，具有环保、安全、稳定等优点，但需要适合的地理条件才能利用。［小结］未来有望成为家用燃料的新型能源有：核能、太阳能、风能、水能、生物质能、地热能等。【课堂小结】运用调查研究的方法收集资料，了解了家用燃料的变迁历程。比较了通过比较多种家用燃料的优缺点及使用方法的合理性，认识到燃料的变迁是基于家用需求的改变，选择需要从燃烧效果、储存、环境保护、成本等角度考虑。理解了到家用燃料的变迁，加工方式的改变，燃烧装置的改进对合理使用的意义。作业设计1．下列属于洁净燃料的是A．煤 B．秸秆 C．氢气 D．石油【答案】C2．对煤和石油的综合利用，开创了辉煌的化学工业。下列说法不正确的是A．加大燃气进气 B．汽油喷成雾状C．

架空木柴 D．煤块变煤粉【答案】A3．合理利用燃料，防止污染环境是可持续发展的重要方面。下列关于燃料的说法正确的是A．氢气在空气中燃烧只生成水，是理想的清洁能源B．天然气的主要成分是COC．化石燃料燃烧都会产生大量CO2，是导致酸雨的主要原因D．只有通过燃料的燃烧才能获得热能【答案】A4．煤和石油是目前使用较多的两种能源，下列有关说法错误的是A．煤和石油都是混合物B．煤和石油燃烧会产生大量污染，应该禁止使用C．煤和石油是不可再生资源，应有计划的合理开采D．煤和石油综合利用的产品很多，是重要的化工原料【答案】B4．某市家用燃料的变迁经历了如图几个阶段：（1）煤的气化可产生管道煤气，其主要反应是碳与水蒸气在高温下反应生成两种常见的可燃性气体，这两种气体是和。(填化学式)

（2）液化石油气是利用石油中各成分的不同，将石油加热炼制得到的一种产品。（3）根据下表可以推出家用煤气或天然气代替其他燃料的原因是__________________(至少写出一点)，写出天然气燃烧的化学方程式：_______________________。

燃料调控主要成分热值木材需频繁添加木材碳、氢、氧等元素2

500~3

000大卡/kg煤需提前点燃，过程复杂碳、氢、硫、氮等元素5

500大卡/kg煤气随用随开一氧化碳和氢气3

800~5

700大卡/m3天然气随用随开甲烷8

000~90

000大卡/m3【答案】（1）COH2（2）沸点（3）随用随开，操作简单；热值高(合理即可)CH4+2O2CO2+2H2O5．中央电视台曾经报道：液化石油气掺入二甲醚（）成行业潜规则，液化石油气掺入二甲醚，会导致液化气罐的配件腐蚀加剧，严重时会造成爆炸。二甲醚本身是可以作为燃料的，二甲醚可由合成气（CO和）在一定的条件下制得，其部分生产过程示意图如下：（1）天然气属于（填“可再生”或“不可再生”）能源。（2）用合成气（CO和）在一定的条件下制二甲醚（）时，还产生了水。写出电解水的化学方程式：。（3）用蒸馏法让二甲醚与甲醇的混合物分离，这是利用两者的不同。（4）二甲醚本是一种国家允许使用的替代能源