(共48张PPT)
xxxx课题名称
xx版xx年级上册
能源
化石燃料
水能、太阳能、风能、核能等
煤
石油
天然气
“工业的粮食”，是人类历史上最古老的化石燃料之一
“工业的血液”
地下自然形成的可燃性气体，
主要成分是甲烷（CH4)
水 能
风 能
太阳能电池
太阳能
地热发电
地热能
核 能
核电站
核弹爆炸
电 能
煤
石 油
天 然 气
一、化石燃料
煤：
石油：
天然气：
三大化石燃料
“工业的粮食”，是人类历史上最古老的化石燃料之一
“工业的血液”
地下自然形成的可燃性气体，
主要成分是甲烷（CH4)
石油与煤
煤、石油、天然气的形成
煤、石油、天然气的元素组成
煤、石油、天然气的分布
煤、石油、天然气的用途
煤、石油、天然气的热值和燃烧产物比较
化石燃料与环境污染
煤的形成
石油的形成
天然气的形成
煤的组成
碳元素
氢元素
氮元素
氧元素
硫元素
碳元素
氢元素
氧元素
硫元素
氮元素
石油的组成
天然气的组成
天然气主要是由碳和氢组成的气态碳氢化合物组成的混合物，其中最主要的是甲烷（ CH4 ）
煤的干馏（炼焦）
煤
焦炭+煤焦油+焦炉气
加强热
隔绝空气
思考：煤的干馏属于什么变化？
化学变化
煤的综合利用
石油的分馏
石油的综合利用
池塘里的沼气
天然气
沼气
瓦斯
甲烷在自然界中的几种主要存在形式:
甲烷的性质
一、物理性质：
通常状况下，无色、无味的气体；
难溶于水；
密度小于空气；
有三态变化。
二、化学性质：
可燃性
现象：
1、产生蓝色火焰
2、放热
3、干冷的烧杯内壁有水雾
4、迅速将烧杯倒转后，倒入澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊
甲烷燃烧（点燃前需要检验纯度）
CH4+2O2 CO2+2H2O
点燃
可燃冰是一种天然气水合物，埋藏在海底岩石中，在低温高压条件下，一体积可燃冰可以储载100-200倍体积的甲烷气体，具有能量高，燃烧值大等优点。
化石燃料燃烧与环境污染
1、全球气候变化
温室效应
2、热污染
局部区域的水温上升
3、大气污染
粉尘、酸雨、一氧化碳污染
1、温室效应
——温室气体
CH4 、CO2
全球变暖
土地沙漠化
冰川融化
2、大气污染
—SO2、NO2
造成酸雨
酸雨对乐山大佛的腐蚀
3、热污染
——使环境
温度升高
储量有限的化石燃料
目前全世界使用的能源有90%取自化石燃料，它们经历了上亿年的时间才得以形成，因此不可再生。
从已探明的储量分析，现在地球上的石油、天然气和煤炭的总储量分别为：
石油 1万亿桶； 天然气 120万亿立方米；
煤炭 1万亿吨
按照目前全世界对化石燃料的消耗速度计算，这些能源可供人类使用的时间大约还有：
石油 45-50年；天然气 50-60年；煤炭 200-220年
思 考
地球上的矿物资源是有限的，总有一天会被完全消耗掉。
我们如何解决人类所面临的能源短缺问题
解决方法：
1、节约现有能源
2、加强能源的综合利用
节约用电；节约用煤；
研制节能产品，减少能源消耗；
3、开发利用新能源
改进燃料燃烧设备和技术，使燃料充分燃烧；对燃料进行深加工后综合利用；
二、太阳能
太阳能的应用：
太阳能热水器
火力发电厂发电中能量转化：
化石燃料
化学能
热能
机械能
电能
为什么化石燃料的转化率低？
我们以火力发电厂发电为例
三、化学电池
你现在知道为什么化石燃料的转化率低的原因了吗？
那么生活中有没有能量转化率较高的装置？
——化学电源
生活生产中常见电池
你知道这些电池工作时，能量是如何转化的？
三、化学电池
可燃性物质与氧气在催化剂的作用下反应，直接将化学能转化为电能
连接锌片与负极、
铜片与正极
观察到什么现象？
说明什么？
实验中能量是如何
转化的？
使用电池虽然能减少大气污染和提高能量的转化效率，但废旧电池能否随意丢弃？
为什么？
你认为应如何处理？
交流与讨论
随意丢弃废旧电池会导致固体废弃物和重金属离子对环境的污染。
四、氢能:
能源的分类一:
一、实验室制取氢气的原理:
Zn + H2SO4 == ZnSO4 + H2
回忆与思考
1、固体（块状）与液体反应且不需要加热，
2、氢气密度比空气小，难溶于水且不跟水反应。
根据反应物的状态和条件及生成物的性质你认为实验室制取氢气应选择怎样的实验装置
排水法
简单装置
向下排空气法
发生装置
收集装置
向下排空气法
实验室制取氢气装置
长颈漏斗简易装置
分液漏斗简易装置
有启普发生器功能简易装置
启普发生器
氢气的化学性质：
１、氢气的可燃性：（做燃料）
２、氢气的还原性：（还原氧化铜）
2H2 + O2 == 2H2O
点燃
H2 + ＣuO == Cu + H2O
△
现学现用
1、下列能量转化是化学能转化成电能的（ ）
A.潮汐发电 B.电灯发光
C.用干电池做电源 D.用电动机带动水泵抽水
C
2、燃料电池是将化学能转化为电能的装置，下列燃料电池最清洁的是 （ ）
A.O2—CH4燃料电池 B.O2—C2H5OH燃料电池
C.O2—H2燃料电池 D.O2—CO燃料电池
C
3、能源可划分为一级能源和二级能源,自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源,需要依靠其他能源的能量间接地制取称为二级能源。下列叙述正确的是（ ）
A.氢气为一级能源
B.核能为一级能源
C.电能为二级能源
D.天然气为二级能源
ＢC中小学教育资源及组卷应用平台
9.1能源的综合利用教学设计
课题 能源的综合利用 单元 第九章 学科 化学 年级 九年级
教材分析 教材内容分2课时能源及能源种类 、化学燃料的利用第1课时，太阳能、氢能、化学电池1课时。认识开发新能源、节约能源、提高能源利用率等措施在解决能源危机的重要性，并体会化学在解决能源危机方面的重大意义。
学习目标 了解常见的能源，知道能源对人类社会发展的重要作用，培养节能的好习惯。比较常见的化学能源，认识提高能源的利用率，开发利用新能源的重大意义。学会制备氢气的原理、装置、收集方法。
重点 几种常见的能源比较，培养节能习惯，感悟开发新能源的重大意义。。
难点 氢气的原理、装置、收集方法
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 让学生说说日常生活中常用到的燃料有哪些？ [生]根据日常生活回答：木材、煤、石油、天然气……. 引起兴趣
讲授新课 [师]那么煤和木材有什么区别？木材用完了，我们可以再植树，几年后就又有了，煤用完了后我们可以再种植吗？[生]讨论，回答：木材在短时间内是可以再生的，而煤却不可以再生。[投影]图片展示化石燃料形成过程，讲解：生活中常用的煤、石油、天然气，都叫做化石燃料。[师]请总结它们的形成过程。[生]古代植物或植物枯萎后被埋于土中经过长期的复杂变化形成煤；古代海洋生物死亡后被层层泥砂掩埋经过长期的复杂变化在不同地层分别形成石油、天然气。[师]从形成过程分析它们有什么特点？[生]它们的形成过程都经历了非常漫长的年代和复杂的变化。[师]在生物学习中我们知道了化石的形成，那么联系化石的形成过程，想一想为什么把这些燃料叫做化石燃料？化石燃料有哪些特点？[生]因为这些燃料同化石一样是经历了漫长的年代、复杂的变化才形成的，所以称做化石燃料。由于它们形成所需要的时间和变化对于我们来说是无法重演的，所以它们都是不可再生的能源。 在教师的引导下走进新课堂，进入情境。让学生了解生活，了解社会，知道燃料的种类。让学生了解化石燃料的形成过程和用途。 图片，多媒体
指导阅读教材相关内容并完成下表 [师]煤是什么物质？由哪些元素构成？煤做燃料时，热量是如何产生的？ 煤 石油组成 主要元素 其他元素 炼制方法 主要产品及用途 共同点 [师]煤是一种复杂的混合物；主要含有碳元素，还有氢元素和少量的氮，硫，氧等元素；煤主要是利用碳与氧气反应放出热量。[师]煤气的主要成分是什么？燃烧后产物有哪些？[生]煤气的主要成分是氢气、甲烷、一氧化碳及其其他气体；燃烧后的产物有水、二氧化碳等。[师]煤气泄露后会有什么危险？[生]煤气泄露会使人中毒，因为一氧化碳能够与血液中的血红蛋白结合，使血红蛋白与氧的结合能力下降。[师]石油主要含有哪些元素？石油经过炼制会得到哪些产品？分离这些产品的原理是什么？[师]石油主要含有碳和氢两种元素；石油可以分离出汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青、溶剂油等产品；利用各种产品的沸点不同进行分离。[师]石油可以直接做燃料吗？石油产品中有哪些是常用燃料？[生]不可以，石油直接燃烧会给环境造成很大的污染，而且石油中含有多种产品，而每种产品的用途、沸点都不同，直接燃烧会使资源浪费。[师]使用罐装液化石油气在安全方面应注意些什么？[生]应该注意防止漏气和剧烈碰撞，还要注意远离火源[讲述]往往有石油的地方，一般都有一种气态燃料，天然气的存在。天然气主要是由碳和氢组成的气态化合物，其中最主要是甲烷。下面，同学们进行活动探究，做一做甲烷的燃烧实验。探究内容如下：[投影]1、观察甲烷的颜色，状态[生]甲烷无色，气态。2、观察甲烷燃烧时的现象，干燥的烧杯有什么变化？说明了什么？[生]甲烷燃烧时有淡蓝色的火焰；火焰上方的烧杯壁上产生水珠；说明甲烷燃烧时有水生成。3、澄清石灰石有什么变化？说明了什么？[生]石灰水变浑浊，说明甲烷燃烧时有二氧化碳生成，总体来说，说明甲烷燃烧生成了水和二氧化碳4、实验点燃前，为什么要先检验甲烷的纯度？[生]点燃甲烷和氧气或甲烷和空气的混合气体都有可能会发生爆炸，所以要先验纯。6、你能写出这个反应的化学方程式吗？[引导]2002年的世界杯足球赛在韩国的汉城举行。就在这举世瞩目的足球赛场下埋着汉城人15年的垃圾。这些曾被人们抛弃的垃圾却为赛场提供了能源。请结合教材中的“沼气的制取和利用”想一想这是为什么？[生]阅读教材，讨论，回答：把秸杆、杂草、人畜粪便等废物放在密闭的沼气池中发酵，就会发生甲烷。那么汉城足球场下的垃圾经过发酵也会产生甲烷，而甲烷又可以燃烧，从而提供了能量。[陈述]虽然我们的生活中有很多燃料，但是目前人类消耗的能量主要还是来自于化石燃料。如果我们继续这样大量开采下去，总有一天这些化石燃料会被耗尽。请大家结合教材表7—3，估算一下我国的石油、天然气在多少年后将被耗尽。[生]石油大约20年后被耗尽；天然气大约63年后会被耗尽。[师]看到这些数字，你们有什么样的感想？[生]自由讨论：我们现在必须合理利用现有的资源，限量开采，寻找更好的替代燃料。 指导学生开展教材中的探究活动，了解煤和石油的特点培养学生的阅读能力、归纳能力、自学能力。知道石油不可直接做燃料；加强有毒、易燃物的安全知识教育。让学生学会怎样通过对产物的检验来分析物质的组成。培养学生分析图表的能力，养成节能意识。
燃料燃烧对空气的影响[教师]展示燃料使用的图片（工业、农业、生活、交通），介绍燃料的使用给人们生活带来众多方便；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。请调查的同学给我们举一些燃料使用时影响环境的例子。[学生]温室效应、厄尔尼诺现象、酸雨等展示照片和资料）
1、煤的燃烧讨论根据煤中含有的元素，分析煤的燃烧可能产生哪些气体？[学生]煤中含有碳元素，完全燃烧产生CO2；不完全燃烧产生CO；含有硫元素，燃烧产生SO2；含有氮元素，燃烧产生NO2。其中CO2造成温室效应，CO为有毒气体。[学生]煤燃烧过程中还会产生烟尘。[教师]在学习CO2时，我们知道CO2会与水反应产生碳酸，请同学们推测SO2会与水反应吗？产物如何呢？[学生]应该也可能和水反应产生酸。[教师]说得不错，SO2和NO2溶于雨水，会形成酸雨。[教师]展示酸雨危害图片问：50多年前，中国北京故宫太和殿台阶拉杆及其石柱上的浮雕，花纹清晰，现已模糊不清，有些甚至失去造型轮廓。主要原因是什么？[学生]风吹、酸雨、水渍，使之风化。[教师]为什么酸雨有如此大的威力，我们可以通过实验来探究。[教师]集气瓶中为SO2和少量水的混合物，两者混合后生成亚硫酸，用以模拟酸雨。烧杯中液体为水，供大家做对比实验。同学们可以先预测可能观察到的现象。[学生]预测现象四人小组合作实验[学生]1、学生取出所带物品进行实验。2、分小组观察现象，讨论、交流。[学生]汇报。交流实验的结论：酸雨危害是多方面的，对生态系统、建筑设施都有直接和潜在的危害。[教师]总结归纳：酸雨会使存在于土壤、岩石中的金属元素溶解，流入河川和湖泊，使得鱼类大量死亡，并使水生植物及引水灌溉的农作物，累积有毒金属，将会经过食物链进入人体，影响人类的健康。酸雨会影响农林作物叶部的新陈代谢，同时土壤中的金属元素因被酸雨溶出，造成矿物质大量流失，植物无法获得充足的养分，而枯萎死亡。湖泊酸化后，可能使生态系统改变，甚至湖中生物死亡，生态机能因而无法进行，最后变成死湖。[教师]根据上述实验,请同学们考虑应采取怎样的防止和保护措施。首先分析空气中的SO2来自于哪里？[学生]由于煤、石油等化石燃料的燃烧，工厂废气的排放[教师]如何减少SO2的排放？[学生]原煤脱硫，用低硫燃料，改进燃煤技术，对燃煤排放到大气中的烟气脱硫等。
[教师]通过上节课的学习,我们清楚地认识到：化石燃料的大量使用已经严重威胁着地球，大自然已经给人类发出了严重警告，我们每个人都应该做地球的清洁卫士，请同学们想一想有什么办法可以控制这种局势的蔓延呢？[学生讨论][学生]杜绝化石燃料的燃烧。[教师]请同学们考虑：在现阶段，新能源还没有大量开发，如果我们完全不使用化石燃料，我们的汽车工业、航空航天技术还能够飞速发展吗？[学生]不能。只能尽量减少使用，但不能完全杜绝。[学生]可以开发新的能源。[教师]既然同学们提到了开发新的能源，那么，请大家将搜集到的世界各地正在开发或有待开发的新能源的资料和素材展示出来与大家分享。[学生交流][教师]小结：目前各国正在开发或有待开发的新能源有：乙醇、氢气、太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能、水能等。因此我们今天就来更具体地了解太阳能。[教师] 下面请大家举例太阳能在生活中的应用PPT展示太阳能的应用<小结> 地球，人类共有的家园。环保，与未来紧密相连的话题。一份责任，一份义务，一份爱心，让我们共同呵护与拥有。 增强学生社会责任感。纠正错误，肯定成绩，增强自信。培养团队意识，语言表达能力。让学生感受到人类的聪明才智对社会发展的推动作用，激发环保意识与社会责任感。
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第1节 能源的综合利用
一、单选题（共7题；共14分）
1.日益严峻的能源危机促进了可再生能源的研究。下列属于可再生能源的是（ ）
A.太阳能
B.煤
C.石油
D.天然气
2.当今人类使用的三大化石燃料为（ ）
A.煤、石油、氢气
B.汽油、柴油、液化石油气
C.甲烷、天然气、乙醇
D.煤、石油、天然气
3.下列说法中，不正确的是（ ）
A.化石燃料主要是指煤、石油、天然气
B.实验室不能用 CaCO3和稀H2SO4反应制取CO2
C.SO2是形成酸雨的主要原因
D.催化剂就是在化学反应中能加快化学反应速率的物质
4.随着国际油价的不断攀升，能源问题再次成为人们关注的焦点。发展离不开能源，下列说法正确的是（ ）
A.既然油价上涨，应该禁止所有机动车辆上路行驶
B.随着油气价格上涨，“西气东输”工程将显得毫无意义
C.在农村，建议农民将农作物秸秆收好以作为生产沼气的原料
D.天然气、可燃冰、氢能必将成为人类日后的新型能源
5.下列观点中，你不赞成的是（ ）
A.煤在为人类提供能源和化工原料的同时，也埋下祸根
B.氢气让人欢喜让人忧
C.“煤气化”能提高市民的生产质量，同时也隐伏着无形杀手
D.石油是可再生能源
6.日本地震引起福岛第一核电站核核泄漏引起人们对能源安全重视，下列能源使用安全环保的是（ ）
A.煤
B.天然气
C.石油
D.太阳能
7.（2016 黄石）下列物质中，不属于化石燃料的是（ ）
A.煤
B.石油
C.天然气
D.乙醇
二、填空题（共5题；共13分）
8.石油是古代海洋生物、动植物的遗骸埋在土里经过长期复杂的变化形成的，是一种黏稠状的液体，是复杂的混合物，主要含________元素。
9.能源与环境问题是当今社会备受关注的热点。
（1）化石燃料是现今社会的最主要能源，化石燃料包括煤、石油和________。
（2）“雾霾”天气与大气中含有大量PM2.5（直径小于或等于2.5微米的颗粒物）有关．下列做法有助于减少雾霾天气的是 ________（填字母序号）。
A．校园内垃圾就地焚烧 B．机动车采取限行措施
C．节日里禁止燃放烟花爆竹 D．调整上下班时间，各单位错峰出行
（3）煤气化提高煤的利用率，降低环境污染的方法。煤与水蒸气在高温下反应得到水煤气（主要成分是一氧化碳和氢气），反应的化学方程式为________。关于水煤气，下列叙述合理的是________。
A．具有可燃性 B．可用于冶炼某些金属
C．点燃前应先验纯 D．完全燃烧无污染，属于清洁燃料
（4）被称之为“软电池”的纸质电池，采用薄层纸片作为传导体，在其一边镀锌，另一边镀二氧化锰，避免了传统电池所带来的金属、锂及碱性化合物的污染问题，因而可作为一般的家庭废物加以处理。电池总反应为Zn+2MnO2+H2O==ZnO+2MnO（OH）。下列说法不正确的是______（填字母序号）。
A．开发利用该电池可以节约金属资源
B．开发利用该电池可以减少对环境的污染
C．该电池反应中二氧化锰起催化作用
D．该电池反应中，锌元素化合价升高
10.下列属于化石燃料的是（________）。
A.天然气 B.沼气 C木材 D.________
11.目前汽车的主要燃料是汽油和柴油。
（1）汽油和柴油都是用________加工的产品；
（2）汽油和柴油不完全燃烧会产生与血红蛋白结合的有毒气体，它是________。
12.当今世界的三大化石燃料是________、________和________。
三、综合题（共2题；共14分）
13.能源的开发、储存和综合利用是世界各国科学家关注的重大课题。
（1）现用的汽油、航空煤油、柴油等是根据沸点不同从石油中分馏出来，石油分馏的过程属________（选填“物理”或“化学”）变化。化石燃料中主要含有碳、氢元素，还含有少量硫、氮等元素，燃烧时，这些元素常常转化为________等气体污染物。
（2）燃烧是化学能转化为热能的常见形式，图A、B是关于燃烧条件探究的实验。
①图A铜片上的白磷能燃烧，红磷不能燃烧，由此现象能得出的结论是________。
②图B中发生反应的化学方式程为________。
（3）破坏燃烧条件可以灭火，避免火灾。
①图C所示的“火立熄”接触到火焰3～5秒后炸开，释放的粉末覆盖在可燃物上，同时放出不可燃气体，使火焰熄灭。“火立熄”的灭火原理是_______（填序号）。
A．清除可燃物 B．使可燃物与氧气隔绝 C．降低可燃物的着火点
②CO2用于扑灭一般可燃物引起的火灾，利用了它的________和密度比空气大的性质。
14.在当今社会，人类需要的大部分能量都是由化学反应产生的。
（1）下列物质属于化石燃料的是（填写字母编号）________。
A．乙醇 B．石油 C．氢气 D．煤
（2）氢气是一种清洁能源，氢气燃烧的化学方程式为________，在实验室里可以通过置换反应来制取氢气，写出其中一个化学方程式____ ____。
（3）煤中含有的硫在燃烧时会以SO2的形式排放，污染大气，某工厂有含硫0.8%的煤5 000 t，回答下列问题：
①5000 t含硫0.8%的煤中，所含硫的质量是________t；
②SO2的相对分子质量为________，上述煤如果不经过处理直接完全燃烧，产生CO2的质量是________t；
③SO2可用于生产硫酸，化学方程式为2SO2+O2+2H2O==2H2SO4 。参加反应的SO2与生成的H2SO4的质量比是 ________，如果将上述SO2全部转化，可得到H2SO4的质量比为________t（精确到0.1）。
四、实验探究题（共1题；共12分）
15.（1）天然气作为燃料已进入千家万户，天然气属于________(可再生或不可再生)能源，天然气主要成分甲烷在空气中完全燃烧的化学方程式是________。如果它不完全燃烧会生成什么物质呢？某研究性学习小组对此展开探究：
（2）【提出猜想】生成物中一定有________(填化学式)，可能有CO2和CO。
（3）【实验探究】该小组同学将燃烧生成的混合气体依次通过如图所示装置，验证猜想。
【现象与结论】①观察到A中________，证明混合气体中有CO2 。
②C中浓硫酸的作用是________。
③观察到D中粉末由黑色变成________色，证明混合气体中有CO，该反应的化学方程式为________。
（4）【交流与讨论】(4)小武认为：从E装置中澄清石灰水变浑浊也能推断出混合气体中有一氧化碳，那么B中NaOH溶液的作用是________，发生反应的方程式是_______。为了得到更可靠的结论，同学们建议在B、C之间连接一个与A相同的装置，则该装置的作用是________。
（5）小文则提出：从环保的角度看，此装置有一个不足之处，你认为是________。
（6）【解释与应用】日常生活中厨房里的燃气不完全燃烧也会产生CO，人吸入较多CO会发生中毒，中毒的原理是CO与人体血液中________结合使它失去输氧功能，因此厨房里要注意经常开窗通风透气，防止发生中毒事故。
参考答案
一、单选题
1. A 2. D 3. D 4. C 5. D 6. D 7. D
二、填空题
8.碳、氢
9.天然气；BCD；C+H2O CO+H2；ABCD；C
10.A；煤或石油
11.石油；一氧化碳
12.煤；石油；天然气
三、综合题
13.（1）物理；SO2、NO2（或氮氧化合物）
（2）可燃物燃烧的条件之一温度必须达到着火点；4P+5O2 2P2O5
（3）B；不能燃烧、不能支持燃烧
14.（1）BD
（2）2H2+O2 2H2O；Zn+H2SO4═ZnSO4+H2↑
（3）40；64；80；32：49；122.5
四、实验探究题
15.（1）不可再生；CH4+2O2 CO2+2H2O
（2）H2O
（3）变浑浊；干燥气体或吸收水分；紫红或红；CuO+CO Cu+CO2
（4）除去或吸收CO2；CO2 + 2NaOH==Na2CO3 + H2O；检验或确认CO2已经除尽
（5）没有处理尾气，会污染空气
（6）血红蛋白
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