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第七单元 课题2 燃料的合理利用与开发教案 (2)

发布时间:2013-12-26 16:46:23  

第七单元 课题2 燃料的合理利用与开发

汪周雄 新洲区阳逻街刘镇中学

1.知识与技能

(1)知道物质发生化学变化时伴随着能量变化,既有放热反应,也有吸热反应;认识通过化学反应实现能量转化的重要性。

(2)知道化石能源的用途;知道石油是由多种成分组成的混合物,了解通过石油的炼制可以得到液化石油气、汽油、柴油等产品;认识化石能源是人类重要的自然资源,对人类生活起着重要作用。

(3)了解化石燃料的不可再生性,燃料充分燃烧的重要性,以及化石燃料燃烧对环境的影响。认识合理利用和开发能源、节约使用化石燃料的重要性;树立环境保护意识。

(4)树立辩证认识问题的意识,正面认识化学的作用。

2.过程与方法

(1)运用思考、讨论的方法来获取信息。

(2)运用实验的方法来得出结论。

3.情感态度与价值观

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。

教学重点

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。

3.了解化学反应中的能量变化。

4.知道石油炼制的几种主要产品及用途。

教学难点

培养学生独立思考、加工信息的能力。

教学方法

创设情境→探究实验→得出结论→联系实际→拓展视野。

教具准备

教师用具:(1)投影仪,冷而干燥的烧杯,试管,小烧杯,导管,铁架台,水槽,橡皮塞;

(2)生石灰,CH4气体,澄清石灰水,锌片,稀硫酸。

课时安排

2课时

第一课时:化学反应中的能量变化;化石燃料的利用。

第二课时:使用燃料对环境的影响;能源的利用和开发

教学过程

第一课时

[新课引入]生活中我们发现燃烧能产生大量的热量。那么,是不是只有通过燃料燃烧才能得到热量呢?下面我们来做一组实验。

[投影打出实验内容]

[实验7—3]在一支试管中加入加入一小勺干燥的生石灰,再加入约2mL水,观察现象,并用手触摸试管外壁。

[学生实验,教师巡视]

[现象]实验7—4,试管壁发热。

[设问]这个实验说明了什么问题呢?

[回答]不仅燃烧可以放热,很多化学反应都可以放热。

[评价]回答得很准确。

[讲解]化学反应在生成新物质的同时,伴有能量的变化,而能量的变化通常表现为热量的变化,即有放热现象或吸热现象发生。类似于可燃物燃烧,镁和盐酸这样的反应,我们称之为放热反应。像碳与二氧化碳:碳酸钙高温分解的反应称之为吸热反应。

[板书]

一、化学反应中的能量变化

放热反应

吸热反应

[讨论]在当今社会,人们利用化学反应,有时主要是为了制取所需要的物质,有时却主要是为了利用化学反应所释放出的能量。化学反应中的热量变化被应用于生活和生产中,同学们能举出一些实际应用的例子吗?

[学生讨论,举例]

[讲解]生活中的各个角落都在使用燃料,正是因为燃料的燃烧,推动了历史的进步。火,是原始人类征服自然的武器。起初,当他们面对熊熊大火时,祖先们不知所措,惊恐万状。但原始人天生的好奇心和探索欲,战胜了恐惧和胆怯,慢慢地他们学会了用火来烧烤食物。熟食增强了入的体质,为身体发育提供了更多的营养,熟食使咀嚼机能减退,于是牙齿变小,颌部短据,面貌变得愈来愈像现代人。

[过渡]现在我们的生活中,经常使用的燃料大多是煤、石油和天然气等。因为它们都是由古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的,所以我们称之为化石燃料。化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的,是不可再生能源。

[板书]二、化石燃料的利用

[板书]1.煤和石油

[活动与探究]

在生活中我们经常用煤气、汽油等作燃料,那么你知道它们是怎样形成的吗?

[回答]1.为了使煤得到综合利用,将煤隔绝空气加热,就可以使煤分解成许多有用的物质,其中就有煤气。

2.如果将石油加热炼制,利用石油中各成分的沸点不同,将它们分离,就可得到不同的产品,比如汽油、煤油、柴油等。

[评价]大家回答得非常好,关于这方面的资料下课后再多查点,开阔视野。

[介绍]煤和石油都是由古代生物遗体埋在地层下,在地壳中经过一系列非常复杂的变化而形成的。由于煤和石油的用途非常广泛,和人类的关系极为密切,所以,人们常把煤称为“工业的粮食”,把石油称为“工业的血液”。

[过渡]下面同学们仔细阅读课本P138、P139内容,你能从中学到什么知识?

[学生阅读]

[设问]你从中学到了什么呢?

[回答]1.煤是由有机物和无机物所组成的复杂混合物,主要含有碳元素,此外,还含有少量的氢、氮、硫、氧等元素以及无机矿物质。

2.将煤隔绝空气加热,可使煤分解成焦炭、煤焦油和焦炉气等。其中,焦炭可以冶金,煤焦油是重要的化工原料,焦炉气则是重要的燃料。这样煤就能被综合利用了。

[教师补充]黑糊糊的煤焦油是一个大宝库,已经从它里面分离出了上百种化合物,又进一步做成了各种有用的物质。

[回答]3.从油井中开采出来的石油,又称原油。原油通常显深棕色或黑色,常有绿色或蓝色荧光,有特殊气味,不溶于水,密度比水的稍小,没有固定的熔点和沸点。

4. 石油主要含有碳和氢两种元素,同时还含有少量的硫、氧、氮等元素,它也是一种混合物。

5.石油和煤一样,给它加热后,同样能得到很多产品。人们利用这些产品的燃烧,给工厂、农村、汽车、轮船、火车等提供所需要的动力和热量。

6.在20世纪兴起了综合利用石油产品的工业——石油化工。科技工作者把燃料油中较大的分子裂解成小分子,然后把它们加工制造成各种产品,例如塑料、合成纤维、染料、洗涤剂等。 ??

[教师补充]石油已经在人类生活中发挥了巨大作用,它已深入到了日常生活中的各个方面。

[介绍]我国是世界上最早发现和利用石油的国家之一。早在一千八百多年前,我国勤劳智慧的劳动人民就发现了石油。我国的石油资源比较丰富,煤也是世界上蕴藏量最大的国家之一。解放后,我国先后开发和建立了大庆、胜利、华北、中原、大港等石油基地和一批煤炭基地,近年来在我国海域和西北部也开发出了新的油田。

[过渡]有石油的地方一般都有天然气。天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物,其中最主要的是甲烷。下面,同学们注意按照课本P139页[实验7—4]进行活动探究,做一做甲烷的燃烧实验。

[板书]2.天然气

[投影]

1.观察甲烷颜色、状态。

2.在实验结束后,烧杯上出现了什么现象?

3.迅速把烧杯倒转过来,向烧杯内注入澄清石灰水后,振荡,又出现了什么现象?

4.在实验开始时,点燃前为什么要先检验甲烷的纯度?

5.在实验中烧杯的条件“冷而干燥”是实验成败的关键吗?为什么?

6.这个实验说明甲烷含有哪些元素?

7.你能写出这个实验中涉及到的化学方程式吗?

[学生活动,教师巡视]

[总结、思考、讨论]

[结论]1.甲烷是无色气体。

[结论]2.甲烷燃烧时火焰明亮并呈蓝色,可以看到,烧杯内壁上有水滴生成。

[设问]有水滴生成,说明了什么问题呢?

[回答]说明甲烷的成分里一定含有氢元素。

[结论]3.向烧杯内注入澄清石灰水后,发现烧杯内澄清的石灰水变浑浊。

[设问]这一现象又说明了什么问题呢?

[回答]这说明甲烷燃烧时有二氧化碳生成,也就是说明了甲烷的成分里一定含有碳元素。

[教师讲解]甲烷是由碳和氢组成的化合物,化学式是CH4。它燃烧时生成二氧化碳和水,同时放出大量的热。

[板书]

CH4+2O2CO2+2H2O

CO2+Ca(OH)2 =CaCO3 ↓+H2O

[结论]4.点燃甲烷和氧气或甲烷和空气的混合物都很可能会发生爆炸,所以要先验纯。

[延伸]煤矿的矿炕里经常有甲烷逸出,由此,同学们想到了什么呢?

[回答]1.煤矿里必须采取通风设施。

2.煤矿里一定要严禁明火。

[结论]5.“冷而干燥”是这个实验成败的关键。“冷”有利于水汽的凝集,“干燥”可以判断是否有水滴生成。

6.这个实验说明甲烷中含有碳元素和氢元素。

[介绍]在池沼的底部常常含有甲烷,通常也称池沼中的气体为沼气。在我国农村,利用沼气可解决生活用燃料问题。

[教师组织学生一起了解沼气的制取和利用]

[过渡]目前,人类通过化学反应获得的能量,大多来自于化石燃料,而化石燃料资源是有限的。煤、石油、天然气等化石燃料的形成,并非一日之功,它要经过数百万年才能形成。化石燃料已经面临被耗尽的危险,应合理开采,并节约使用。但人类目前掠夺式的开发,会给我们的子孙后代造成什么样的影响呢?下面我们一起看一组数据,大家估算多少年后我国的石油和天然气将被耗尽?

[学生活动,教师巡视]

[设问]那么,同学们认为怎样利用能源才可以使它的使用期限得以延长呢?

[学生讨论,回答]

[讲解]总体来讲,如果我们能提高煤等燃料的燃料利用率,就相当于延长煤的使用期限。要使燃料燃烧通常考虑两点:一是要有足够的空气;二是要使燃料与空气有足够大的接触面。

[设问]在实际生活中我们是怎样来克服这些困难的呢?我们来看投影。

[投影]

因为在许多情况下,不能直接燃烧固态煤,如汽车或拖拉机等;或者虽然能够直接燃烧,但效率很低,如蒸汽机车热利用率只有8%,一般民用煤炉只有20%左右。所以在石油、天然气不足的情况下,不得不考虑把煤加工成为气态的、液态的或固态的高级清洁燃料的问题,以提高煤的热量的利用和减轻环境污染。煤在加工过程中,本身的潜在能量会受到一些损失。但由于加工成的气态或液态燃料的热利用率高,因此在一些情况下,煤经过气化或液化而取得的热效益高于直接燃煤。

现在还有相当大的一部分锅炉直接燃烧煤。对低硫煤可以采用粉煤锅炉,但需加烟道脱硫装置。对高硫煤,要用沸腾床燃烧系统,掺石灰实行炉内脱硫和降低氧化氮的生成。以上方法都是为了减轻污染、保护环境。

科学家已经发现了未来新能源——可燃冰。

[小结]通过这节课的学习,我们了解到物质发生化学反应的同时,伴随着能量的变化,通常表现为热量变化,即有放热现象或吸热现象发生。还学习了一些化石燃料,知道化石燃料已经面临被耗尽的危险,应合理开采,并节约使用。

[作业]课后习题1、2、4

板书设计

课题2 燃料的合理利用与开发

一、化学反应中的能量变化

放热

吸热

二、化石燃料

1.煤和石油

2.天然气

3.合理利用与开发化石能源

第二课时

[新课引入]煤是我们最常用的燃料,给我们的生活带来了很多便利,但是,任何事物都是有两面的,化石燃料的炭烧,在造福我们的同时,也带来了一些问题。

[过渡]下面同学们仔细阅读课本P142、P143内容,你能从中学到什么知识?

[学生阅读]

[投影]

煤:主要含有C元素,还含有少量的H、N、S、O等元素

石油:主要含有C元素和H元素,还含有少量的N、S、O等元素

由于都含有碳、硫、氮这三种元素,所以燃烧后会生成CO2(温室效应)、CO(有毒)以及SO2、NO2(造成酸雨)等气体。

[讨论]根据上述探究,试说明酸雨可能对环境造成怎样的破坏,应采取怎样的防止和保护措施?

[学生讨论,交流]

[讲解]汽车尾气中的主要污染物: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。

[投影]

减少汽车尾气对空气污染的措施有:

(1)改进发动机的燃烧方式,以使汽油能充分燃烧。

(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,禁止含铅物质排放。

(4)使用压缩天然气[CNG]或液化石油气[LPG]作燃料。

(5)在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料。

[板书]点燃

C2H5OH+ 3 O2===== 2CO2+ 3H2O

[讨论]使用车用乙醇汽油有什么好处?

[回答]可以适当节省石油资源,在一定程度上减少汽车尾气的污染。并且,可以通过高粱、玉米和薯类等发酵、蒸馏而得到,是可再生能源。

[评价]回答的很好,现在武汉市已经有很多公汽、出租车使用了乙醇汽油。

[过渡]随着人类对能源的需求越老越多,化石燃料等不可再生能源面临枯竭,对环境的负面影响也很大,开发新的能源就成了人类越来越迫切的要求。下面同学们仔细阅读课本P144、P145、P146内容,你能从中学到什么知识?

[板书] 四、能源的利用和开发

[讨论]氢气和天然气都可以作为燃料。目前,天然气作为燃料使用已经非常广泛,而氢气还不能作为燃料被广泛应用。为什么?

[学生讨论,交流]

[投影]

优点:a、资源丰富,可再生;

b、燃烧放热多;

c、生成物不污染环境。

缺点:a、制取成本高;

b、贮存、运输困难。

[提问]目前,人们可以开发利用的新能源有哪些?

[回答]新能源的种类包括太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。

[提问]为什么要开发新能源呢?

[回答]解决化石能源枯竭问题,减少环境污染。

[小结]通过这节课的学习,我们知道了使用燃料对环境的影响以及新能源开发的重要性。

[作业]课后习题3、5、6、7、8、9

板书设计

课题2 燃料的合理利用与开发

三.使用燃料对环境的影响

为人类的生活生产提供了能源保障

给环境带来了危害

四.能源的利用与开发

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