2021年初中化学人教版 九年级上册 第七单元 课题2 燃料的合理利用与开发（课时2） 教案

第七单元
燃料及其利用
课题2
燃料的合理利用与开发
第2课时
使用燃料对环境的影响
能源的利用和开发
教学目标
一、知识与技能
1.了解化石燃料燃烧对环境的影响。
2.认识使用和开发清洁燃料及各种能源的重要性。
二、过程与方法
1.通过酸雨危害的模拟实验来培养学生的探究能力。
2.通过对燃料的选用来培养学生比较、分类、归纳和概括等信息加工能力。
3.通过讨论培养学生形成良好的学习习惯和学习方法。
教学重点
1.了解化石燃料燃烧对环境的影响。
2.认识使用和开发清洁燃料及各种能源的重要性。
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。
新课引入
［教师］
在开始学习新内容前，我们先来观看两组幻灯片。
［投影］
第一组：教材P140图7-30
第二组：教材P142图7-34以及P143图7-35、图7-36和图7-37。
［设问］
这样的两组画面给同学们传递了什么样的信息呢？
［学生回答］
第一组画面显示的是化石燃料在人类生活中的用途；第二组画面显示了燃料燃烧提供能量的同时，却给环境造成了不良的影响，如腐蚀岩石、污染空气等。
［教师］
非常好。我们这节课就一起来学习“使用燃料对环境的影响”。
教学过程
Ⅰ.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］我们知道煤燃烧产生的SO2、NO2气体污染物溶于雨水，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。
向一个空集气瓶和一个充满SO2的集气瓶中各加入少量水。分别将表中所列物质放入上述两种液体中，观察现象。
［讨论］比较上述实验，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］
请同学们再看一组城市的图片，在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？
［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。
［提问］我们如何才能减少汽车尾气对空气的污染呢？请看书后归纳。
［回答］
减少汽车尾气的污染主要是从燃料的使用和汽车技术方面采取措施：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气体；③使用无铅汽油，禁止含铅物质排放；④在管理上，加大检测尾气的力度，禁止没有达到环保标准的汽车上路；⑤改用天然气、液化石油气、乙醇汽油作为汽车燃料。
［提问］什么是乙醇汽油？它和汽油相比有哪些优点？看课本P144化学·技术·社会“车用乙醇汽油”。
［回答］车用乙醇汽油是将变性燃料乙醇和汽油以一定比例混合而成的一种汽车燃料，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。
［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，能与水以任意比例互溶，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。乙醇以高粱、玉米和薯类等为原料，经过发酵、蒸馏制得，是可再生能源。
［设问］根据乙醇的化学式，推断乙醇与氧气发生反应的生成物是什么呢?请写出乙醇燃烧的化学方程式。
［回答］二氧化碳和水。化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
［小结］
化石燃料燃烧对空气造成污染的主要原因：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；③未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中。
［延伸］
减少化石燃料燃烧对环境污染的常用方法：①在工厂安装高效除尘器；②排烟脱硫，将工厂废气中的二氧化硫回收；③排烟脱氮，如在汽车上安装净化装置，以降低废气中有害气体的含量；④改进燃烧方法，使燃料充分燃烧以控制氮的氧化物和碳氢化合物的生成；⑤改变燃料结构，使用天然气等“清洁能源”。
［过渡］煤和石油虽然是重要的化工原料，由于它们燃烧时对空气造成污染，所以人类把眼光放在了使用和开发清洁的燃料上。
Ⅱ.能源的利用和开发
（1）氢气
［提问］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？
［回答］氢气是无色无味的气体，难溶于水，本身无毒，是最轻的气体，极易燃烧，是最清洁的燃料；氢能源的三大优点：①来源广泛；②燃烧热值高；③产物是水，不污染环境。广泛使用面临的困难：制取成本高和贮存、运输困难。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。
［提问］实验室制取氢气的原理和装置是什么？
［回答］①制取原理：Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑或Zn+2HClZnCl2+H2↑。
②反应装置：此反应属固—液不加热型，且H2是一种难溶于水、密度比空气小的气体，可用排水法或向下排空气法收集（如课本P145图7-40）。
［延伸］也可设计如下制取装置，如图7-2-3所示。此装置的优点：使反应随时发生，随时停止。
［讨论］组织学生交流讨论课本P145讨论题。
（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有太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。
［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，还可以减少化石燃料燃烧对环境的污染。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。
课堂小结
1.煤燃烧产生的空气污染物主要有SO2、NO2、CO、粉尘等。其中SO2和NO2溶于雨水会形成酸雨。
2.乙醇燃烧的化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
3.认识化石燃料燃烧是对空气造成污染的主要原因。
4.实验室制取氢气的原理：Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。
5.新能源：太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。
板书设计
1.使用燃料对环境的影响
2.能源的利用和开发
（1）
氢气：最清洁的燃料。氢能源的三大优点：①来源广泛；②燃烧热值高；③产物是水，不污染环境。
制取原理：Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑
（2）
新能源：太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。
教学反思
本节课的教学内容难度不大，比较适合学生自学，所以在教学过程中主要以学生的自主探究活动为主，使学生通过自己的努力来认识并掌握新知识，初步培养学生的自学能力。教师在教学中主要起着组织者的角色，配合并帮助学生完成自学。这样的教学方式给了学生较大的自由度，能够很好地调动学生学习的积极性，有利于学生学习能力的发挥和培养。21教
例题展示
类型一
燃料燃烧对环境的影响
例1某火力发电厂为了防止废气中二氧化硫污染环境，现采用廉价易得的石灰浆来吸收。其反应方程式为2CaCO3+2SO2+O22CaSO4+2X。试推测X的化学式为CO2。X的大量排放，仍可带来环境问题，它对环境带来的影响是温室效应。由此看来，要减少该类型工厂废气中的二氧化碳的排放，最好的方案是将二氧化硫气体回收利用，二氧化硫气体有作漂白剂等用途。
类型二
新能源的开发利用
例2全球能源生产正向“氢能经济”转型，以可再生生物资源(如纤维素等)为原料生产氢气已成为能源研究的重点。图7-2-4是某新型能源转换与利用模式示意图。
(1)该模式中涉及的能源转化依次为太阳能→生物质能→氢能→电能。
(2)某有机物水相重整制取H2分两步进行反应，其中第一步反应可表示为CxHyOz→CO＋H2(未配平)，则x∶z＝1∶1。
(3)该系统中循环使用的物质是CO2。
(4)与电解水相比，该模式制取氢气的主要优点是不需消耗电能，节能。
类型三
氢气的制取
例3以下获取氢气的途径中，从绿色能源的角度看，较有发展前途的是(A)
①电解水
②利用太阳能分解水
③使用高效催化剂分解水
④水煤气法：C+H2O(气)
CO+H2
⑤热裂法：CH42H2+C
A.②③
B.④⑤
C.①②④
D.③④⑤
解析:电解水制取氢气，消耗大量的电能；水煤气法制氢气，原料是碳且反应条件是高温，浪费能源；热裂法制氢气，反应条件是高温，浪费能源；利用太阳能或使用高效催化剂分解水制氢气，不仅节约能源，而且不产生有害物质，故选A。
课后作业
一、当堂反馈
1.
使用下列能源会造成环境污染的是(A)
A.煤
B.风能
C.太阳能
D.地热能
2.“酸雨”的形成主要是由于(A)
A.工业上大量燃烧含硫燃料
B.大气中二氧化碳的含量增多
C.汽车排出大量尾气
D.森林遭到乱砍滥伐，破坏了生态平衡
解析:硫燃烧生成二氧化硫，二氧化硫溶于水生成酸，是酸雨形成的主要原因。
3.下列关于实验室制取氢气的四种说法中，正确的是(A)
A.必须选择含氢元素的物质作原料
B.必须用排水法收集氢气
C.必须使用锌与稀盐酸反应
D.必须使用酒精灯加热
4.酸雨、温室效应、臭氧空洞是人类面临的三大环境问题，下列说法不正确的是(D)
A.对燃煤预先采取脱硫措施，可以减少酸雨
B.逐步使用核能、风能、氢能，可以减少温室效应
C.使用无氟冰箱等，可以减少臭氧空洞
D.使用液化气代替汽油作汽车燃料，可以减少温室效应
5.人类社会的发展离不开电源，能源和环境问题是困扰人类可持续发展的一个重要因素。哈尔滨市火力发电需消耗大量的煤炭，热电公司技术研究小组改进燃炉结构，适当增加进风量，将炉内煤粉吹起，使之剧烈燃烧。
请回答下列问题：
(1)解这种做法有利于节能的原因是使煤与氧气（或空气)充分接触而充分燃烧。
(2)这种做法也有利于减排，但还存在的问题是消耗大量的化石能源，而化石能源短缺，你的建议是开发新的清洁、无污染的能源。
二、课后练习
1.下列燃料中属于可再生能源的是(D)
A.天然气
B.煤
C.石油
D.酒精
2.下列燃料中被称为未来绿色能源的是(D)
A.煤
B.石油
C.天然气
D.氢气
3.下列情况：①煤的燃烧；②工业废气的任意排放；③燃放鞭炮；④用汽油作燃料的汽车尾气的排放；⑤用氢气作燃料的新型燃气车排放的尾气。会引起空气污染的是(C)
A.①④⑤
B.①②③
C.①②③④
D.①②③④⑤
4.能源的开发和利用关系到社会的进步和发展，有关能源的认识错误的是(B)
A.沼气是可再生的生物能源
B.使用天然气不会对环境造成任何污染
C.乙醇汽油的使用可以节省石油资源
D.开发新能源可解决能源短缺问题
5.当今世界的三大环境问题是酸雨、臭氧层空洞和温室效应，其中形成酸雨的主要原因是人们向空气中排放了大量有害气体，它们主要是(D)
A.CO和CO2
B.SO2和CO
C.CH4和CO
D.SO2和NO2
6.“减少污染、净化空气，还我一片蓝天”已成为人们共同的心声。
（1）汽车燃料燃烧不充分时，会产生炭粒和有毒的CO（填化学式）气体，污染空气。
（2）汽车使用压缩天然气（CNG）作燃料，会减少对空气的污染。天然气所含主要成分的化学式是CH4。压缩天然气（CNG）加气站必须悬挂图标，因为加气站空气中含有天然气，遇到明火，可能会发生爆炸。