第1课时化学反应中的能量变化化石燃料的利用
【学习目标】
1．知道化学反应中常常伴随能量变化。
2．知道化石燃料是重要的自然资源；知道液化石油气、汽油、煤油等都是石油加工的产物。
3．了解化石燃料的不可再生性，理解燃料充分燃烧的重要性。
【学习重点】知道三大化石燃料及煤和石油的加工产品；知道燃料充分燃烧需要的条件。
【学习难点】理解充分燃烧的条件；常见可燃性气体的鉴别。
【学习过程】
一、自主学习
1．物质发生化学反应生成新物质的同时，常常伴随着能量的变化，通常表现为热量的变化：①放热现象，如生石灰与水反应；②吸热现象，如碳与二氧化碳的反应。
2．三大化石燃料是煤、石油和天然气，是不可再生能源。（1）煤主要含有碳元素。（2）石油主要含有碳、氢元素。（3）天然气的主要成分是甲烷。
3．使燃料充分燃烧的方法：一是燃烧时要有足够的空气；二是燃料与空气要有足够大的接触面积。
二、自主探究
知识点一 化学反应中的能量变化
【师生合作】完成教材P136的“实验7-3”，探究化学反应中的能量变化。
实验内容
手轻轻触碰试管外壁
化学方程式
生石灰与水反应
烫手
CaO+H2O===Ca(OH)2
镁与盐酸反应
烫手
Mg+2HCl===MgCl2+H2↑
结论：化学反应在生成新物质的同时，还伴随能量的变化，通常表现为热量的变化，即吸热现象或放热现象发生。
知识点二 化石燃料的使用
【引导自学】
1．煤与石油(都是混合物)(填“纯净”或“混合”)
煤(“工业的粮食”)
石油(“工业的血液”)
组成元素
主要含碳元素
主要含碳、氢元素
性质
黑色固体，有光泽，有可燃性
黏稠状液体
加工方式
煤的干馏(化学变化)
分馏：利用沸点不同(物理变化)
加工主要产品
焦炭、煤焦油、
溶剂油、汽油、煤油、石蜡、沥青等
2．天然气
天然气中的主要成分是天然气(CH4)，为混合物。?CH4的物理性质：无色无味的气体，极难溶于水，密度比空气小。
【师生合作】完成教材P139的“实验7-4”，探究CH4的化学性质：可燃性。
实验内容
实验现象
实验分析与结论
点燃甲烷(点燃前必须先验纯)
产生明亮的蓝色火焰，放出热量
甲烷中含有碳、氢元素，甲烷燃烧的化学反应方程式为?CH4+2O2CO2+2H2O
在火焰上方罩一个干冷的烧杯
烧杯内壁有水滴出现
迅速翻转烧杯，向烧杯注入少量澄清石灰水
澄清石灰水变浑浊
知识点三 合理利用与开发化石能源
【小组讨论】阅读教材P140~P141，了解我国化石燃料的现状以及如何合理利用与开发化石能源。
1．化石能源是不可再生能源，通过教材P141的“表7-3”可知，化石燃料是有限的，因此我们要对化石燃料进行合理利用和开发。?
2．（1）燃料不充分燃烧的危害：
①浪费资源；
②产生有害气体CO。
（2）使燃料充分燃烧通常考虑两点：
一是燃烧时要有足够的空气；
二是燃料与空气要有足够大的接触面积。
三、我的收获
四、当堂检测
1．下列说法正确的是（D）
A．人类只有通过燃料燃烧才能获得热量
B．水蒸法吸收热量，这是吸热现象
C．能源都是燃料
D．物质发生化学反应的同时，常伴随放热现象或吸热现象
2．许多变化都产生热量，下列放热现象主要由物理变化引起的是（D）
A．食物腐烂发热B．燃料燃烧放热
C．生石灰与水化合放热D．灯泡通电发热
3．化石燃料是不可再生的能源，下列不属于化石燃料的是（C）
A．煤
B．石油
C．乙醇
D．天然气
4．下列关于石油的说法正确的是（C）
A．石油的蕴藏量是无限的
B．石油是“清洁燃料”
C．石油属于混合物
D．石油除了作燃料，不能再开发利用了
5．鉴别氢气、一氧化碳和甲烷可以根据（D）
A．颜色
B．溶解性
C．可燃性
D．燃烧后产物
6．燃烧木柴时，通常架空些，才能燃烧得更旺。其原理是（B）
A．散热的速度加快
B．增大木柴与空气的接触面积
C．木柴的着火点降低
D．提高空气中氧气的含量
7．使燃料充分燃烧通常需要考虑两点：一是燃烧要有足够的空气；二是燃料和空气要有足够大的接触面积。燃料燃烧不完全，不仅使产生热量减少，浪费燃料，而且还会产生大量的一氧化碳等有害气体。
8．在氢气、氧气、甲烷、一氧化碳、二氧化碳等五种气体中选择适当的物质（用化学式表示）填空：最清洁的燃料H2；有剧毒的气体CO；能灭火的气体CO2
；能支持燃烧的气体O2；和空气混合后点燃可能爆炸的气体H2、
CO、CH4；天然气和沼气的主要成分是CH4。
五、布置作业
3第1课时 化学反应中的能量变化 化石燃料的利用
三维目标要求
知识与技能
1．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。
2．了解化石燃料的不可再生性。
3．知道石油、煤炼制出的几种主要产品及其用途。
4．了解化学反应中的能量变化，认识燃料充分燃烧的重要性。
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，如做甲烷燃烧实验的同时介绍可燃物组成中碳元素、氢元素的鉴定方法。
3．通过图片展示煤、石油的成分及用途。
情感、态度与价值观
通过对化石燃料的形成、使用年限及对人类所起重要作用的了解，使学生认识到合理开发化石燃料的重要性，培养节约及合理利用资源的意识。
教学重点和难点
教学重点
1．化石燃料的类型及其主要成分。
2．燃料充分燃烧的条件。
教学难点
甲烷燃烧产物的分析。
情境导入
如图所示为一种自热盒饭，自热盒饭是一种简洁方便的食品，你知道自热盒饭发热的原理吗？
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中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，主要成分为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＋H2OCa(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高温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；使用电池时化学能转化为电能。
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。了解化石燃料的利用。
归纳总结
化石燃料煤：“工业的粮食”
石油：“工业的血液”
天然气不可再生能源
1．煤。
物质
煤
性质
黑色固体，有光泽，具有可燃性
组成元素
主要含碳元素，还含有氢元素和少量的氮、硫、氧等元素
形成
古代植物等被埋于土中，经长期复杂的变化而形成
综合利用
煤隔绝空气加强热分解
(化学变化)
固体产物：焦炭用途冶金原料
液体产物：煤焦油用途化工原料
气体产物：煤气用途重要燃料
用途
重要的能源，重要的化工原料(工业“粮食”)
2.石油。
物质
石油
性质
黏稠状液体
组成元素
主要含碳、氢两种元素，还含少量氧、硫、氮等元素
形成
古代动植物的遗骸被层层泥沙掩埋，经长期复杂的变化而形成
综合利用
石油加热炼制(分离)
(物理变化)
溶剂油用途在油脂、橡胶、油漆生产中作溶剂
汽油用途汽车燃料
航空煤油用途飞机燃料
煤油用途工业洗涤剂
柴油用途拖拉机、重型汽车、军舰、
轮船、坦克燃料
润滑油用途机械用润滑剂
石蜡
沥青
用途
重要的能源、重要的化工原料(工业“血液”)
3.天然气。
(1)组成：天然气的主要成分是甲烷，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。如图，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，振荡，石灰水变浑浊。
结论：CH4＋2O2点燃CO2＋2H2O。
(3)天然气的用途：燃料和工业原料。
知识拓展煤矿的矿井坑、池沼的底部常含有甲烷，要注意安全。沼气：沼气的主要成分为甲烷，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，无谓地浪费资源，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，调节一下进风口就可以了，这是为什么呢？
板书设计
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
一、化学反应中能量的变化
1．吸热现象。
2．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
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、相互交流等形式拓宽学生的知识面，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
学生对化石燃料的认识仅仅停留在能燃烧层面上，对化石燃料如煤、石油的综合利用知道得并不多
4第2课时使用燃料对环境的影响能源的利用和开发
【学习目标】
1．了解燃料燃烧对环境的影响。
2．认识利用、开发清洁燃料及各种能源的重要性。
【学习重点】三大化石燃料对环境的影响及防治措施。
【学习过程】
一、自主学习
1．化石燃料对环境的影响，煤燃烧时会排出SO2、NO2等污染物，这些气体溶于雨会形成酸雨。
2．乙醇俗称酒精，其化学式为C2H5OH，它在空气中燃烧的化学方程式为C2H5OH＋3O22CO2＋3H2O。
3．最理想最清洁的燃料是氢气，实验室制取H2的化学方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑。
4．化石燃料是人类生产、生活的主要能源，人们开发的新能源有太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等。
二、自主探究
知识点一 使用燃料对环境的影响
【引导自学】请学生自主阅读教材P142~144，了解使用化石燃料对环境造成的影响。
1．化石燃料燃烧会造成空气污染，主要是因为：
（1）燃料中的一些杂质，如硫等燃烧时，产生了空气污染物如二氧化硫等；?
（2）燃料燃烧不充分，产生烟尘等；?
（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．酸雨的形成、危害以及防治
（1）酸雨的形成：煤燃烧时会排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物，这些气体或气体在空气中反应后的生成物溶于雨水，会形成酸雨。?
（2）酸雨的危害：①酸雨会危害人体健康；②导致水体酸化，影响水中动植物的生长；③破坏土壤、森林、植被；④腐蚀建筑物等。
（3）酸雨的防治：①大力推广清洁能源；②用天然气替代煤。
3．汽车燃料的燃烧对空气的影响
（1）汽车尾气的主要污染物有一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。?
（2）减少汽车尾气污染空气的措施：
a．改进发动机的燃烧方式，使汽油能充分燃烧；
b．使用催化净化装置，使有害气体转化为无害物质；
c．使用无铅汽油，禁止含铅物质排放；
d．加大检测尾气力度，禁止未达环保标准的汽车上路；
e．改用压缩天然气或液化石油气作燃料；
f．在汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料。
知识点二 使用和开发新的燃料和能源
【引导自学】请学生自主阅读教材P144~145，了解新的燃料与能源。
1．乙醇
（1）乙醇可通过高粱、玉米、薯类等发酵、蒸馏得到。
（2）乙醇俗称酒精，化学式为C2H5OH。
（3）乙醇的可燃性：乙醇在空气中能燃烧，发出蓝色火焰，放出大量的热，化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
[提示]
乙醇是一种清洁能源。汽油中加入适量乙醇作为汽车燃料，可节省石油资源，减少汽车尾气的污染。
2．氢能源
（1）氢气燃烧释放的热量高，且燃烧产物是水，不污染空气，燃烧的化学方程式为2H2＋O22H2O。?
（2）实验室制取氢气：
简易装置
实验室里，我们常用锌粒和稀硫酸反应来制取氢气，反应的化学方程式为Zn＋H2SO4===ZnSO4＋H2↑；
收集氢气可用排水法或向下排空气法。?
（3）目前，在生活和生产中大量使用氢能源还存在一定的困难，由于制取氢气的成本高和贮存困难，作为燃料和化学电源暂时还未能广泛应用。
3．开发和利用新能源
目前，人类正在利用和开发许多其他能源，如：太阳能、风能、地热能、潮汐能、生物质能和核能等。
三、我的收获
四、当堂检测
1．从环境保护的角度考虑，下列燃料中最理想的是( A )
A．氢气
B．天然气
C．酒精
D．汽油
2．造成酸雨的主要物质是( D )
A．甲烷和一氧化碳
B．二氧化硫和一氧化碳
C．一氧化碳和二氧化碳
D．二氧化硫和二氧化氮
3．下列能源不应大力开发的是( D )
A．太阳能
B．风能发电
C．水能发电
D．火力发电
4．能源与人类生产、生活息息相关，请回答下列问题。
（1）氢气是清洁燃料，氢气在氧气中燃烧的化学方程式为2H2＋O22H2O。
（2）煤不充分燃烧时会产生大量的有毒气体，该气体是CO。
（3）从“低碳经济”的角度分析，在氢能、化石燃料、太阳能、风能等能源中，应尽量减少化石燃料的使用。
5．现代社会对能源的需求量越来越大，能源的开发和利用备受人类关注。
（1）化石燃料包括煤、石油和天然气。它们是不可(填“可”或“不可”)再生资源。
（2）某工厂每天燃烧的煤含硫0.16
t，根据化学方程式计算该工厂每天产生的二氧化硫的质量是多少？
解：设生成二氧化硫的质量为x。
S＋O2SO2
32
64
0.16
t
x
=x＝0.32
t
答：该工厂每天产生的二氧化硫的质量是0.32
t。
五、布置作业
3第2课时 使用燃料对环境的影响 能源的利用和开发
三维目标要求
知识与技能
1．了解使用氢气、天然气(或沼气)、液化石油气、酒精、汽油和煤等燃料对环境的影响，懂得选择对环境污染较小的燃料。
2．认识新能源开发的重要性。
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．通过讨论使学生养成良好的学习习惯并获得适用的学习方法。
情感、态度与价值观
1．帮学生树立科学的物质观，让学生学会用辩证的观点看待事物。
2．鼓励学生积极关注与化学有关的社会问题，让学生形成主动参与社会决策的意识。
3．让学生树立珍惜资源、保护环境、爱护地球的意识，培养学生积极实践的科学精神。
教学重点和难点
教学重点
了解化石燃料对环境的影响。
教学难点
认识新能源开发的重要性。
情境导入
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。如图所示，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。
归纳总结
1．化石燃料燃烧造成空气污染的主要原因：
(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存；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，防止含铅物质排放；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：乙醇俗称酒精，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＋3O2点燃2CO2＋3H2O。
(3)用途：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。
归纳总结
1．氢能源。
(1)特点：氢气本身无毒，是无色、无味的气体，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点燃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。反应的化学方程式为Zn＋H2SO4ZnSO4＋H2↑。
实验室制取氢气的简易装置如图所示：
2．其他新能源。
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
使用燃料对环境的影响化石燃
料燃烧产生的污染物：二氧化硫、二氧化氮等
危害酸雨
温室效应
汽车用燃
料的燃烧尾气中的污染物：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
防治
措施使用无铅汽油
改进燃料燃烧方式
使用催化净化装置
加大尾气监测力度
新能源的利用开发清洁
能源乙醇
氢气
新能源：太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等
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
3
