课题2 燃料的合理利用与开发第1课时 化学反应中的能量变化 化石燃料的利用 教案

课题2
燃料的合理利用与开发
第1课时
化学反应中的能量变化
化石燃料的利用
教学目标
知识要点
课标要求
21世纪教育网1.化学反应中能量的变化（重点）
知道物质在发生化学变化时伴随着能量变化
2.
化石燃料的利用（重点）
知道化石燃料是重要的自然资源；知道
石油液化气、汽油、煤油等都是石油加工的产物；了解化石燃料的不可再生性，
燃料充分燃烧的重要性。
教学过程
情景导入
多年以来，加拿大已出口石油和天然气到美国。现在，美国并不需要它，加拿大正在转向亚洲市场。在2015年，巴西将成为石油出口国。人们之所以对石油问题给予高度关注，主要是因为石油是当今人类生产、生活的重要能源。与石油一样，煤、天然气也是重要能源。
合作探究
探究点一
化学反应中能量的变化
提出问题
在化学反应时，是不是只有通过燃烧才能获得能量呢？
讨论交流
结合以前学习的化学知识和生活现象讨论相关原因。了解化学反应中能量的变化。
实验活动
【实验操作】在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰（或几小块食品袋中的干燥剂，主要成分CaO），再加入约2mL水，观察现象，并用手轻轻触碰试管外壁。
【实验现象】生石灰逐渐膨胀，碎裂成粉末，产生大量的白雾，用手触碰试管外壁，感觉发烫。
【实验结论】生石灰与水反应放出大量的热，化学方程式为：CaO
+
H2O
=
Ca(OH)2
归纳总结
1.物质发生化学反应的同时，常常伴随着能量的变化，通常表现为热量变化，即有放热现象或吸热现象。许多化学反应会放出热量，如：燃烧、镁和盐酸反应等；有些化学反应会吸收热量，如：碳与二氧化碳反应C+CO2错误！未找到引用源。2CO。
2.人类生活对能量的利用
（1）生活燃料的利用：做饭、取暖等；
（2）利用燃料产生的热量：发电、烧制陶瓷、冶炼金属、发射火箭；
（3）爆炸产生的热量：开采煤矿、开山炸石、拆除危旧建筑；
（4）食物在体内缓慢氧化放出热量：维持体温和日常生命活动所需要的能量；
（5）能量的转化：电池充电时电能转化为化学能；使用电池是化学能转化为电能。
探究点二
化石燃料的利用
提出问题
（1）你家中做饭、洗浴用什么燃料？
（2）汽车、轮船等交通工具使用什么燃料？
（3）炼钢厂、热电厂等使用什么燃料？
（4）以上使用的燃料有什么优缺点？
讨论交流
结合生产、生活实例讨论相关原因。了解化学石燃料的利用。
归纳总结
1.煤
2.石油
课堂讨论
1.石油可直接用作燃料吗？石油产品中有哪些是常用的燃料？
2.煤气泄漏会造成什么危害？石油罐装液化石油气在安全上应注意什么？3.天然气
（1）组成：天然气主要成分是甲烷，还含有其他的气态碳氢化合物，属于混合物。
（2）甲烷的性质：
①物理性质：通常状况下，甲烷是无色无味、极难溶于水的气体，它的密度比空气小。
②化学性质：可燃性，点燃前必须验纯。
现象：产生明亮的蓝色火焰，放出热量。在火焰上方罩一个冷而干燥的烧杯，烧杯内壁有水珠出现，迅速把烧杯倒转过来，向烧杯中注入少量澄清石灰水，震荡，石灰水变浑浊。结论：
（3）天然气的用途：燃料和工业原料。
知识拓展
⑴煤矿的矿井坑、池沼的底部常含有甲烷，要注意安全。
⑵沼气：沼气的主要成分甲烷，它是由秸秆、柴草、人畜粪便等放在封闭的沼气池中发酵产生，属于可再生能源，沼气可以解决农村生活燃料问题，有利于改善农村环境卫生。4.合理利用和开发化石能源
（1）节约能源最重要的是使燃料充分燃烧。
（2）使燃料充分燃烧的条件：
①燃烧时要有足够多的空气，燃料与空气要有足够大的接触面积。
②燃烧不充分不仅使燃料产生的热量减少，无谓的浪费资源，而且还会产生大量的有害气体，污染空气。
课堂讨论
1.化石燃料是不是取之不尽的呢？
2.做饭时，有时燃气灶的火焰呈黄色或橙色，锅底出现黑色，调节一下进风中就可以了，这是为什么呢？知识拓展
“可燃冰”科学家在海底发现了大量“可燃冰”，它是一种甲烷水合物（CH4·XH2O），是甲烷与水在低温、高压条件下形成的，具有能量高、燃烧热值大等优点，且储量很大，它将成为代替化石燃料的新能源。
目前存在的问题：开采的关键是解决技术上的问题，防止甲烷气体泄漏造成更严重的温室效应。
板书设计
第1课时
化学反应中的能量变化
化石燃料的利用
一、化学反应中能量的变化
吸热现象
放热现象
二、化石燃料的利用
化石燃料（不可再生资源）
煤：工业的粮食
石油：工业的血液
天然气：清洁能源
合理利用和开发化石能源
教学反思
成功之处
本堂课教学主要以学生活动为主，通过学生自学、收集资料、分组整理资料、相互交流等形式，不仅拓宽了学生的知识面，还可以对学生进行国情教育，使学生对能源关系全球未来命运的共同问题有一定的认识，增强节约能源的意识。
不足之处
学生对煤、石油和天然气等并不陌生。但是学生对化石燃料的认识仅仅停留在能燃烧层面上，部分同学知道一些化石燃料的成分，对化石燃料如煤、石油的综合利用知道的不多。
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
知识要点
课标要求
1.使用燃料对环境的影响
了解燃料燃烧对环境的影响
2.能源的利用和开发
认识使用开发清洁燃料及各种能源的重要性
教学过程
情景导入
人类一直生活在空气清新，风景如画的美好世界里。可是工业革命以后，人类突然发现，在我们生活的世界里，天不再是那么湛蓝，水不再绿，空气不再清新。
请思考造成这种现象的原因是什么？
合作探究
探究点一
使用燃料对环境的影响
提出问题
（1）化石燃料燃烧对空气造成污染有多严重，能不能不用化石燃料？
（2）汽车用的燃料主要是什么？汽车尾气中的主要污染物有哪些？如何对汽车尾气进行处理？
讨论交流
阅读教材，结合生产、生活实例讨论相关原因。了解使用化学石燃料对环境的影响。
归纳总结
1.化石燃料燃烧造成空气污染主要原因：
（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，产生一氧化碳等。
（3）未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中形成浮尘。
2.酸雨
（1）形成：煤燃烧时生成NO2和SO2等污染物，这些污染物反应后溶于雨水，形成酸雨。
（2）危害：
①危害人体健康；
②导致水体酸化，严重影响水生动植物的生成；
③破坏土壤、植被、森林；
④腐蚀金属及建筑物。
（3）防治措施：
①减少硫的氧化物、氮的氧化物等物质向空气中排放；
②用天然气代替煤；
③大力推广使用脱硫煤。
3.汽车用燃料的燃烧对空气的影响
（1）目前，多数汽车使用的燃料是从石油中分离出来的汽油和柴油。
（2）主要污染物：
CO、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等，其中氮氧化合物也会导致酸雨。
（3）减少汽车尾气排放的措施：
①改进发动机的燃烧方式，以便燃料充分燃烧，减少CO的排放；
②使用催化转化装置，使有害气体转化为无害物质；③使用无铅汽油，防治含铅物质排放；
④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；
⑤加大检测尾气的力度，禁止没有达到环保标准的汽车上路。
⑥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。
4.乙醇
（1）制取：乙醇俗酒精，化学式为C2H5OH，它是以高粱、小麦、玉米、薯类等为原料，经过发酵、蒸馏制成的。
（2）性质：无色，有特殊气味的液体，能与水以任意比互溶；在空气中能燃烧，发出淡蓝色火焰，放出大量的热，化学方程式为：
C2H5OH
+
3
O2
2
CO2
+
3
H2O
（3）用途：乙醇属于可再生资源，用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。
（4）车用乙醇汽油的优点：节省石油资源；减少汽车尾气污染；促进农业发展。
探究点二
能源的利用和开发
提出问题
你所知道的清洁燃料有哪些？哪些能源是可被人类利用的？各有什么优点？
讨论交流
结合生产、生活实例讨论相关原因。了解新能源的利用。
归纳总结
1.氢能源
（1）特点：氢气本身无毒，是无色无味气体，难溶于水，密度最小；极易燃烧、放热量大、燃烧产物是水；燃烧产物无污染，是最清洁的燃料。
2H2+O2 2H2O
（2）优点：①资源丰富，可再生；②无毒、极易燃、燃烧放热多；③燃烧产物是水，几乎不产生有害气体和颗粒物，不污染环境。
（3）缺点：①制取成本高；②贮存、运输困难。作为燃料暂时还不能推广使用。
（4）实验室制取氢气：
实验室常用锌和稀硫酸反应制取氢气。反应化学方程式为：Zn
+
H2SO4
=
ZnSO4
+
H2↑
实验室制取氢气的简易装置如图所示：
2.其它新能源
目前，人们正在利用和开发的其他新能源，如太阳能、风能、地热能、潮汐能、核能、生物质能等。这些能源的利用，可以部分解决化石能源面临耗尽的问题，并在一定程度上减少了对环境的污染。
板书设计
第2课时
使用燃料对环境的影响
能源的利用和开发
教学反思
成功之处
本堂课教学主要以学生活动为主，通过学生自学、收集资料、分组整理资料、相互交流等形式，不仅拓宽了学生的知识面，还可以对学生进行环境教育、国情教育，使学生对能源、环境这些关系全球未来命运的共同问题有一定的认识，激发学生环保意识与社会责任感。
不足之处
学生课前收集资料太少，对能源的节约认识不深刻。