燃料及其利用

第七单元 燃料及其利用
教材分析：本单元从常见的燃烧现象入手，解释燃烧的条件和灭火的原料以及一些安全知识。利用燃烧的实例很多，而生活中利用最多的是燃料的燃烧。所以，在介绍了燃烧等知识后，又介绍了燃料及其用途，以及使用燃料对环境的影响等。
本单元在内容的安排上注意从学生的亲身体验出发，选择学生熟悉和生活中常见的知识和现象，并配合图形和绘画，增强学生对知识的感受；注意通过活动探究、调查研究、讨论和实验等方式，培养学生的创新精神和实践能力；教材中还适当编入与社会发展、新科技等相关的资料，以开阔学生的眼界。
重点：燃烧的条件和灭火的原理与方法；
难点：化学反应中伴随着能量变化。
思路：本单元每一课题内容呈现方式上几乎都主张实验、活动与探究等清静的创设和练习学生的生活实际，因此学习时要联系实际，积极参与实验、讨论]调查等活动，学习对获得的事实进行分析得出结论的科学方法。
本单元设计了4个演示实验、4个探究活动、8处讨论及3处嗲查研究，涵盖了本单元的每一课题，这写轰动于探究、调查研究、讨论和实验等对培养实验能力，科学探究能力，形成实验技能、培养科学方法、增强创新精神和实践能力，对引导学生参与实践、探究知识的形成过程起着非常重要的作用。
中考分析：本单元的知识和现代社会、生活联系密切。所站分值有不断增大的趋势，命题趋向有：（1）联系生产、生活实际，研究燃烧的条件、灭火原理及防火措施，考察解决实际问题的能力；（2）依据课本知识进行迁移，考查对某些防火、防爆安全措施的理解程度；（3）各种燃料的使用以及由此带来的各种环境问题等；其中合理开发与节约使用资源、新能源的开发与环境保护将是开放性试题及研究性学习题命题的热点，考查题型主要是选择题，填空题及简答题。由管本单元的试题，只要明确研究性学习的一般思路与方法，灵活运用有关知识并结合运用获取的有效性，就能比较顺利地加以解决。
课题1 燃烧和灭火
一、教学目标
1、知识与技能
①认识燃烧条件和灭火原理；
②初步学会灭火器的选择和使用；
③了解易燃物和易爆物的安全知识；
2、过程与方法
①通过实验认识探究问题方法；
②利用实验学习对比在化学学习中作用；
③通过活动和探究，体会对获得的事实进行分析得出结论的科学方法。
3、情感态度价值观
①认识燃烧实质及其对生活产生重大影响；
②了解火灾危害与防护方法，了解逃生一般方法。
二、教学重点 燃烧条件 灭火原理
三、教学难点 利用燃烧条件和灭火原理解释一些日常现象。
四、教学方法 利用活动元教学原理，设计一些活动，以突破教学的重难点
五、课时安排 一课时

教学过程设计
教学过程教学拓展
引入新课 燃烧是人类最早利用的化学反应之一，人类已有几十万年的利用燃烧反应的历史。日常生活中燃烧现象也屡见不鲜，那么物质燃烧到底要满足什么样的条件呢？
学生活动;联想生活中的有关燃烧现象并思考老师的提问(燃烧的条件是什么？)。
活动与探究一：
1、分组实验
（1）用镊子分别夹取一根小木条和一块小石子，在酒精灯上点燃。
（2）用镊子分别夹取一个蘸有水、一个没蘸水的小棉花团，放到酒精灯的火焰上片刻。
（3）分别点燃两支小蜡烛，将其中的一支用烧杯罩住。
2、完成实验报告
实验步骤 实验现象 实验结论 （1）
（2）
（3）
3、交流与讨论
通过上述实验，你能得出物质燃烧与哪些因素有关？
4、活动小结
燃烧需要的条件是：
板书：一、燃烧的条件
1、燃烧的定义：燃烧时一种发光发热的剧烈的氧化反应
教师演示实验：
（1）在500 mL的烧杯中注入400 mL热水，并放入一小块白磷。在烧杯上盖一个薄铜片，铜片上一端放一小堆干燥的红磷，另一端放一小块已用滤纸吸去表面上水的白磷，观察现象。
（2）、用导管对准上述烧杯中的白磷，通入少量空气，观察现象。
讨论与交流下列问题：
（1） 上述实验中，为什么薄铜片的白磷燃烧而红磷不燃烧？
（2） 为什么铜片的白磷燃烧而水中的白磷不燃烧？
（3） 本来在热水中不燃烧的白磷，为什么在通入空气后却燃烧了？
（4） 综上所述，燃烧需要什么条件？
板书：2、燃烧需要的三个条件
（1）燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光、发热的剧烈的氧化反应
（2）燃烧需要三个条件：可燃物、氧气（或空气）、达到燃烧时所需要的最低温度（也叫着火点）
板书：二、灭火的原理和方法
讨论与交流：在日常生活中，同学们有过灭火的经验吗？谈谈你在生活中采取的一些灭火措施。
分组实验：如图点燃三支蜡烛，在其中一支蜡烛上扣一只烧杯；将另两支蜡烛放在烧杯中，然后向其中一只烧杯中加适量碳酸钠和盐酸，观察现象并分析原因。
提问：（1）你如何熄灭蜡烛？
（2）炒菜时油锅中的油不慎着火，如何处理？为什么？
教学过程教学拓展
（3）堆放杂物的纸箱着火了，如何处理？为什么？
（4）扑灭森林火灾时的有效方法之一是将大火蔓延线路前的一片树木砍掉，为什么？
（5）如何解释“釜底抽薪”和“杯水车薪”这两个成语？
4、 观看幻灯片及Flash动画资料并思考面对火灾时如何进行灭火或逃生。
板书：三、常见易燃易爆物的安全知识

课题2 燃料和热量
一、教学目标
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；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。
2．知道石油炼制出的几种主要产品及其用途。
3．了解化学反应中的能量变化，认识燃料充分燃烧的重要性。
教学过程教学拓展
[学习情景]展示柴草、煤、塑料片、布料等实物。
[设问]看到这些实物，你想说些什么?
[学生回答]如：1．它们都是与人类关系十分密切的可燃物。
2．它们在外界条件，如氧气、温度等条件适宜的情况下，都可以燃烧。
3．想告诉大家，平时生活中注意安全。
4．想知道煤、塑料等物质是怎样形成的。
……
[新课引入]在日常生活中，许多物质都能发生燃烧反应，从最早使用的柴草。到煤、石油和天然气，发展至今天，出现了许许多多的新型燃料。这节课我们就来学习燃料和能量。
[板书]课题2 燃料和热量
[设问]燃料的燃烧在人类社会的发展过程中起着相当重要的作用，你能举出一些例子吗?
[学生回答、交流]
[讲解]生活中的各个角落都在使用燃料，正是因为燃料的燃烧，推动了历史的进步。火，是原始人类征服自然的武器。起初，当他们面对熊熊大火时，祖先们不知所措，惊恐万状。但原始人天生的好奇心和探索欲，战胜了恐惧和胆怯，慢慢地他们学会了用火来烧烤食物。熟食增强了入的体质，为身体发育提供了更多的营养，熟食使咀嚼机能减退，于是牙齿变小，颌部短据，面貌变得愈来愈像现代人。
[过渡]现在我们的生活中，经常使用的燃料以煤、石油和天然气最为常见。因为它们都是由古代生物的遗骸经一系列复杂变化而形成的，所以我们称之为化石燃料。下面，我们就以天然气为例，来对化石燃料进行学习。
[“煤和石油”放在拓展性课题中]
[板书]一、化石燃料??天然气
[讲解]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。下面，同学们注意按照课本P134页[实验7?3]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．观察甲烷颜色、状态。
2．在实验结束后，烧杯上出现了什么现象?
3．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?
4．在实验开始时，点燃前为什么要先检验甲烷的纯度?
5．在实验中烧杯的条件“冷而干燥”是实验成败的关键吗?为什么?
6．这个实验说明甲烷含有哪些元素?
7．你能写出这个实验中涉及到的化学方程式吗?
[学生活动，教师巡视]
[总结、思考、讨论]
[结论]1．甲烷是无色气体。
[思考]1．甲烷在水中的溶解性怎么样呢?
2．甲烷的密度和空气比较起来怎么样呢?
[答案]1．甲烷极难溶于水。
2．甲烷的密度比空气的小。
[设问]那么，同学们想一想，这样的特点，给我们在收集甲烷气体时，提供了怎样的信息呢?
[回答]收集时，可以用排水法，也可以用向下排空气法。
[评价]回答得非常好，我们在学习中要注意新、旧知识的联系。
[板书]1．甲烷的物理性质：无色、无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。
[结论]2．甲烷燃烧时火焰明亮并呈蓝色，可以看到，烧杯内壁上有水滴生成。
[设问]有水滴生成，说明了什么问题呢?
[回答]说明甲烷的成分里一定含有氢元素。
[结论]3．向烧杯内注入澄清石灰水后，发现烧杯内澄清的石灰水变浑浊。
[设问]这一现象又说明了什么问题呢?
[回答]这说明甲烷燃烧时有二氧化碳生成，也就是说明了甲烷的成分里一定含有碳元素。
[教师讲解]甲烷是由碳和氢组成的化合物，化学式是CH4。它燃烧时生成二氧化碳和水，同时放出大量的热。
[板书]2．甲烷的燃烧
CH4+2O2 CO2+2H2O
[结论]4．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。
[延伸]煤矿的矿炕里经常有甲烷逸出，由此，同学们想到了什么呢?
[回答]1．煤矿里必须采取通风设施。
2．煤矿里一定要严禁明火。
[结论]5．“冷而干燥”是这个实验成败的关键。“冷”有利于水汽的凝集，“干燥”可以判断是否有水滴生成。
6．这个实验说明甲烷中含有碳元素和氢元素。
[介绍]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。
[投影]

[教师组织学生一起了解沼气的制取和利用]
[过渡]人们目前所消耗的能量主要来自化石燃料。然而，化石燃料的形成并非那么简单。
[投影]

[介绍]从这两个图中，我们可以看出煤、石油、天然气等化石燃料的形成，并非一日之功，它要经过数百万年才能形成。但人类目前掠夺式的开发，会给我们的子孙后代造成什么样的影响呢?下面我们一起看一组数据，大家估算多少年后我国的石油和天然气将被牦尽?
我国1998年化石燃料储量及年产量
　探明储量年产量
石油32.7吨1．6亿吨
天然气1．37×104亿立米217亿方米
煤1145亿吨12．4亿吨
[学生活动，教师巡视]
[过渡]化石燃料被人们广泛使用，是因为它燃烧能产生大量的热量。那么，是不是只有通过燃料燃烧才能得到热量呢?下面我们来做两组实验。
[投影打出实验内容]
[实验7?4]在一支试管中加入几小段镁条，再加入5 mL盐酸，观察现象，并用手触摸试管外壁。
[实验7?5]在一个小烧杯里，加入约20 g已研磨成粉末的氢氧化钡晶体，将小烧杯事先放在已滴有3～4滴水的玻璃片上。然后再加入约10 gNH4Cl晶体，并立即用玻璃棒搅拌，使氢氧化钡晶体与NH4Cl充分反应。观察玻璃片上的水是否由于结冰而将玻璃片与小烧杯粘在一起。
[学生实验，教师巡视]
[现象]实验7?4，试管中有大量气泡冒出，试管壁发热，实验7?5，由于结冰，玻璃片与小烧杯粘在一起。
[设问]这两个实验说明了什么问题呢?
[回答]化学反应中都伴随有能量的变化，有些化学反应中有热量放出，有的则从外界吸收
热量。
[评价]回答得很准确。
[讲解]化学反应在生成新物质的同时，伴有能量的变化，而能量的变化通常表现为热量的变化。类似于可燃物燃烧，镁和盐酸这样的反应，我们称之为放热反应。像碳与二氧化碳：氢氧化钡晶体和NH4Cl的反应，称之为吸热反应。
[板书]
吸热
二、化学反应中的能量变化
放热
[介绍]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的热量和能量的实例吗?
[学生讨论，举例]
[介绍]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?
[学生讨论，回答]
[讲解]总体来讲，如果我们能提高煤等燃料的燃料利用率，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。
[设问]在实际生活中我们是怎样来克服这些困难的呢?我们来看投影。
[投影]
因为在许多情况下，不能直接燃烧固态煤，如汽车或拖拉机等；或者虽然能够直接燃烧，但效率很低，如蒸汽机车热利用率只有8％，一般民用煤炉只有20％左右。所以在石油、天然气不足的情况下，不得不考虑把煤加工成为气态的、液态的或固态的高级清洁燃料的问题，以提高煤的热量的利用和减轻环境污染。煤在加工过程中，本身的潜在能量会受到一些损失。但由于加工成的气态或液态燃料的热利用率高，因此在一些情况下，煤经过气化或液化而取得的热效益高于直接燃煤。
现在还有相当大的一部分锅炉直接燃烧煤。对低硫煤可以采用粉煤锅炉，但需加烟道脱硫装置。对高硫煤，要用沸腾床燃烧系统，掺石灰实行炉内脱硫和降低氧化氮的生成。以上方法都是为了减轻污染、保护环境。
[小结]通过这节课的学习，我们了解了一些化石燃料，我们还知道化石燃料已经面临被耗尽的危险，应合理开采，并节约使用。
同时，我们还应认识到，物质发生化学反应的同时，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发生。

课题3 使用燃料对环境的影响
教学目标
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。
3．能调查或收集有关酸雨对生态环境和建筑物危害的资料及当地空气质量周（日）报或相关信息，能初步分析这一时段空气质量变化的原因。
4．形成保护环境、爱护环境的意识。
教学重点：
培养学生学习兴趣和对环境的保护意识
教学难点：同重点
课时安排：1课时

教学过程教学拓展
同学们，你们家里做饭时用的是什么燃料？我们烧水时为什么要开窗或开换气扇？
走在路上，一辆汽车从你身边经过你有什么感觉？
燃料的使用，给人们的生活提供能量、带来方便的同时，却对环境造成了不良的影响。
一、燃料燃烧对空气的影响
[复习引入]
1．三大化石燃料是什么？煤中含有哪些元素？
煤燃烧时会产生二氧化硫、二氧化氮等污染物。这些气体对空气和我们的生活环境造成什么影响呢？
[导课]
我们来做个实验：
[组织小组实验]
（酸雨危害的模拟实验）。
[组织讨论、观察]
原来，二氧化硫、二氧化氮易溶于水，当溶解在雨水中时，就形成了酸雨。我们看一组图片：

这些都是煤的燃烧对空气的影响。
[组织观察]
2．请同学们再看一组图片：

[组织讨论]
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？
目前，多数汽车都使用什么作为燃料？
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，严重危胁着
教学过程教学拓展
我们的健康。
我们如何才能减少有害气对空气的污染呢？
正如同学们所说，解决空气污染的根本方法就是使用和开发新的燃料及能源。
二、使用和开发新的燃料及能源
[组织讨论]你所知道的清洁燃料有哪些？
[讲解介绍]
1．乙醇（俗称酒精）
是由高梁、玉米和薯类经过发酵、蒸馏等过程得到的。
（多媒体出示乙醇的化学式和燃烧的化学方程式）
[组织讨论]
乙醇作为燃料有哪些优势？（放热量大，无污染，可再生）
[组织讨论、归纳]
2．氢气
你对氢气作为一种清洁燃料的认识有哪些？
（氢气本身无毒、极易燃烧、放热量大、燃烧产物是水）
[讲解介绍]
氢气虽然是最清洁的燃料，但上于氢气的制取成本主和贮存困难，作为燃料暂时还不能广泛使用。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。
[组织阅读]
其实，我国在许多年以前就已经开始努力寻找新的办法同时开发新的能源来改善大气环境，提高人民生活质量了。比如著名的“西气东输”。
[组织讨论]
3．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？
（太阳能、核能、风能、地热能、水能、潮汐能等）
[出示能源图片]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]
谈谈这节课你的收获？
反思：科普内容，有助于提高学生学习兴趣，在时间允许的情况下，可以通过学生查资料、竞赛等形式进行！

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