人教版九年级上册化学7.2 燃料合理利用和开发(第1课时)教案

初 三 年级、 化学 学科教案
课题： 课题2燃料的合理开发和利用（第1课时） 使用时间： _年 12月 3日
主备人： 审核： 化学备科组
教学目标 一、知识与技能
1、了解化学反应中的能量变化，知道化学反应中的能量变化对人类生产、生活的重要作用。
2、知道化石燃料是人类重要的自然资源，对人类生活起着重要作用；同时，了解化石燃料的不可再生性，认识合理开采和节约使用化石燃料的重要性。
3、知道石油炼制出的几种主要产品及其用途，认识燃料充分燃烧的重要性。
二、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。
三、情感、态度与价值观
通过对化石燃料的形成、使用年限，以及化石燃料对人类所起的重要作用的了解，使学生认识到合理开发化石能源的重要性，培养节约利用资源的意识。
教学重点 1、了解化学反应中的能量变化；
2、了解化石燃料的形成过程和不可再生性；
3、认识化石燃料对人类所起的重要作用；
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 通过燃烧反应中热量的利用，引出化学反应中能量的变化，再通过实验进行探究,从而认识到化学反应利用的重要性；通过学生自己阅读、思考和讨论，来学习有关煤和石油的知识，以培养学生的能力；关于天然气，则是从认识其主要成分出发，通过实验，进一步认识燃料的燃烧和应用；在了解化石燃料对人类所起的重要作用的同时，让学生对化石燃料的使用年限进行估算，以认识到合理开发和节约使用资源的重要性。
教学过程设计 [复习]大家写一下木炭燃烧的化学方程式，谁能说一下这个化学方程式表示的含义？
[设问]化学方程式从质和量的角度表示出了化学反应前后的物质变化，但是现象描述中有放出大量的热。燃料燃烧产生了热量，那么是不是只有通过燃烧才能放出热量呢？
[演示实验]实验7-3：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，主要成分是CaO），再加入约2mL水，观察现象，并用手轻轻触碰试管外壁。说出实验现象，并写出化学方程式。
[学生回答]生石灰逐渐溶解，水沸腾，试管壁发热。
CaO+H2O=Ca(OH)2
[演示实验]镁条和稀盐酸反应。做3组实验，将试管在学生中传递，让学生们感受反应中的热量变化。
[讲解]事实和研究证明，化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化。化学不仅研究物质的性质、组成、结构和变化，还研究物质变化过程中伴随的能量变化。能量的变化通常表现为热量的变化，有些反应是放出热量的，如氧化钙与水、镁与稀盐酸反应等；有些反应则是吸收热量的，如碳与二氧化碳的反应。
[讨论]前面我们学过哪些反应是放出热量的？
[小结]一、化学反应中的能量变化
化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化，通常表现为热量的变化。放热反应有：氧化钙与水、金属与酸反应、燃烧和缓慢氧化等，吸热反应有：碳与二氧化碳的反应等。
[设问] 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。同学们能举出一些利用化学反应产生能量的实例吗？
[投影]一些图片，让学生说一说化学反应产生能量的用途。
[提问]目前，人类生活所需要的能量大多来自于燃料的燃烧，一说到燃料，大家能想到什么？对，人类通过化学反应获得的能量，大多来自于化石燃料。大家知道三大化石燃料吗？是什么？
[学生回答]煤、石油、天然气
[板书] 二、化石燃料的利用
[简介]一边投影一些图片，一边简介煤、石油、天然气都是由古代生物的遗骸经过几亿年复杂的变化而形成的，所以被称为化石燃料，它们是不可再生的，属于混合物。
[讨论]阅读有关煤的内容，说一说煤含有哪些元素？煤干馏的原理、产物及其用途？
[小结]
煤
（1）组成元素：主要是碳元素，还含有少量H、N、S、O等元素。
（2）煤的干馏：隔绝空气加强热（化学变化）
固体：焦炭——冶金工业重要原料
液体：煤焦油——化工原料
粗氨水——化肥
气体：煤气——燃料
[简介]介绍煤气的成分。
[视频]煤的综合利用。
[讨论]阅读有关石油的内容，说一说石油含有哪些元素？石油分馏的原理、产物及其用途？
[小结]
2、 石油
（1）组成元素：主要是碳和氢两种元素，含有少量S、O、N等。
（2）石油的分馏：利用沸点不同（物理变化）
[简介]一边投影图片，一边简介石油分馏的产物及其用途。
[视频] 石油的综合利用。
[设问] 煤气、罐装煤气和水煤气有何不同？
[讲解]煤气是混合物，主要成分有氢气、甲烷、一氧化碳及其他气体，可用作生活燃气；罐装煤气不是煤气，而是液化石油气，这是石油化工的一种产品，其主要成分有丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等物质；水煤气是氢气和一氧化碳的混合气。
[提问] 天然气在生活中经常被提及，那么天然气的主要成分是什么？主要成分的化学式怎么写？
[学生回答]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，化学式为CH4。
[讨论]根据已有知识，预测一下甲烷燃烧的产物是？要检验甲烷燃烧的产物的话，应该如何检验？
[学生回答]甲烷燃烧生成二氧化碳和水。点燃从导管放出的甲烷，在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯，然后迅速把烧杯倒转过来，向烧杯内注入澄清石灰水后，振荡。
[演示实验]实验7-4，甲烷的燃烧实验（强调点燃前先验纯！）
[提问]观察甲烷是什么颜色？什么气味？什么状态？甲烷在水中的溶解性怎么样呢？甲烷的密度和空气比较起来怎么样呢？
[学生回答]甲烷是无色无味气体，难溶于水，密度比空气的小。
[提问]根据甲烷的这些性质，我们可以用哪些方法收集甲烷气体？
[学生回答]可以用排水法收集，也可以用向下排空气法收集。
[小结] （1）甲烷的物理性质：
无色无味的气体，密度比空气小，难溶于水。
[讨论]
（1）在实验开始时，点燃前为什么要先检验甲烷的纯度？
（2）甲烷燃烧时火焰是什么颜色的？一开始，烧杯上出现了什么现象？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？
（3）你能写出这个实验中涉及到的化学方程式吗？
[学生回答]
（1）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。
（2）甲烷燃烧时火焰明亮并呈蓝色，烧杯内壁上有水滴，澄清的石灰水变浑浊。
[小结] （2）甲烷的化学性质：可燃性
CH4+2O2 === CO2 + 2H2O
[提问]如何辨别三大可燃性气体：氢气、甲烷和一氧化碳？
[学生回答]不能看火焰颜色(肉眼难以识别)，要看燃烧产物。
[延伸]煤矿的矿坑里经常有甲烷逸出，由此，同学们想到了什么呢？
[学生回答]煤矿里必须采取通风设施，煤矿里一定要严禁明火。
[提问]你们知道还有哪些地方存在甲烷气体吗？
[简介]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。天然气、沼气、瓦斯、坑气的主要成份都是甲烷。
[过渡]化石燃料要经过数百万年才能形成，是不可再的生能源，人类目前大量开采，将使化石燃料最终被耗尽。因此人类应该考虑如何合理利用化石燃料。
[简介]我国化石燃料资源分布状况,西气东输。
[讨论]估算大约多少年后我国的石油、天然气和煤将被耗尽？填表(教材P142页“讨论”)，并谈谈你对化石燃料的使用与开发的看法。
[小结]不算不知道，一算吓一跳。化石燃料用不了多久就耗完了。因此，我们一方面要合理开采、节约使用，另一方面还要研究和开发新能源。
[讨论]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。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？
[小结]如果我们能提高煤等燃料的利用率，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。燃料充分燃烧的意义：燃料燃烧若不充分，不仅使燃料燃烧产生的热量减少，浪费资源，同时还会产生大量的CO等物质，污染空气。
[过渡]就在人们担心化石燃料将被耗尽时，科学家发现海底蕴藏着大量可燃烧的“冰”——可燃冰。
[简介]大家翻开课本P142，目前在海底埋藏着大量可燃烧的冰，叫可燃冰，主要成分是甲烷水合物，可成为未来的新能源，但目前技术上还存在着困难，无法进行大量开采，还需要我们后辈一起努力。可燃冰的学名为“天然气水合物”，是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%?-99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”。1立方米这种可燃冰燃烧，相当于164立方米的天然气燃烧所产生的热值。据粗略估算，在地壳浅部，可燃冰储层中所含的有机碳总量，大约是全球石油、天然气和煤等化石燃料含碳量的两倍，海底可燃冰的储量够人类使用1000年。据专家估计，全世界石油总储量在2700亿吨到6500亿吨之间。按照目前的消耗速度，再有50－60年，全世界的石油资源将消耗殆尽。可燃冰的发现，让陷入能源危机的人类看到新希望。然而要从海底将这些东西发掘出来，却并非易事。科学家们认为，这种矿藏哪怕受到最小的破坏，甚至是自然的破坏，就足以导致甲烷气的大量散失，从而使大气中的温室气体含量急剧增加，它所产生的后果将是不堪设想的。世纪之交，在一座新能源的宝库面前，人们不得不审慎从事——谁能肯定它不是潘多拉的盒子？万一打开了就关不上了呢？不过就算有了可燃冰，资源也总共有用完的一天，所以我们应该要节约利用资源，尽量延长使用年限。
[提问]本课主要学习了哪些内容？你有哪些收获？
[小结]这节课，我们认识了当今世界的三大化石燃料，通过分组设计实验，亲自感受到化学反应中能量的变化， 并且学习讨论了燃料充分燃烧的现实意义，切身体验到节能的重要性。
[作业布置］课时作业本P106-107
教学板书 一、化学反应中的能量变化：
1、放热反应：
2、吸热反应：
二、化石燃料的利用：
1、煤：
（1）组成元素：
（2）煤的干馏：
2、石油：
（1）组成元素：
（2）石油的分馏：
3、天然气：
（1）甲烷的物理性质：无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小。
（2）甲烷的化学性质：可燃性
CH4+2O2 === CO2 + 2H2O
4、燃料的充分燃烧：
（1）要有足够多的空气；
（2）燃料与空气有足够大的接触面。
教学探讨与反思 通过本节课的教学，觉得采用如下的三个策略，能够受到比较好的教学效果。
1、实验探究、小组讨论交流策略：给学生创设大量动手实践的机会，通过引导学生进行实验探究，并在探究的过程中进行小组交流讨论，给予学生充分的学习自主性和创造发挥的空间。
2、问题引导探究策略：通过问题的设计激发学生的兴趣和好奇心，并逐步引导，使学习内容深入。
3、紧密联系生活实际的策略：问题和实验设计尽量结合学生已有的社会生活知识和经验，增强学生对化学的兴趣。