示范教案（第七單元課題2 燃料和熱量 第1課時）

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課題2 燃料和熱量 從容說課 本課題主要學習有關煤和石油的知識、天然氣以及化學反應中的能量變化?？紤]到本單元中的拓展性課題——煤和石油的綜合利用，所以，在內(nèi)容安排上，教師將本課題中有關煤和石油的知識放在了拓展性課題中進行學習。 在“天然氣”的教學中，教師引導學生從認識其主要成分出發(fā)，通過對實驗進行觀察和分析，進一步認識燃料的燃燒和應用，并一起寫出化學方程式。接著，教師又借助投影內(nèi)容，向?qū)W生介紹了沼氣的一些利用知識。 關于化學反應與能量，教師采用了演示實驗，利用兩個對比實驗，使學生了解化學反應中伴隨能量變化的現(xiàn)象。 最后，教師組織學生通過討論的形式對煤和石油及其綜合利用進行了學習。 教學目標 1．知識與技能 (1)知道化石燃料是人類重要的自然資源，對人類生活起著重要作用；同時，了解化石燃料的不可再生性，認識合理開采和節(jié)約使用化石燃料的重要性。 (2)知道石油煉制出的幾種主要產(chǎn)品及其用途。 (3)了解化學反應中的能量變化，認識燃料充分燃燒的重要性。 2．過程與方法 (1)運用思考、討論的方法來獲取信息。 (2)運用實驗的方法來得出結(jié)論。 3．情感態(tài)度與價值觀 通過對化石燃料的形成、使用年限，對人類所起的重要作用的了解，使學生認識到合理開發(fā)的重要性，培養(yǎng)節(jié)約利用資源的意識。 教學重點 1．了解化石燃料的形成過程和不可再生性。 2．認識化石燃料對人類所起的重要作用。 3．了解化學反應中的能量變化。 4．知道石油煉制的幾種主要產(chǎn)品及用途。 教學難點 1．培養(yǎng)學生獨立思考、加工信息的能力。 2．拓展性課題“煤和石油的綜合利用”。 教學方法 創(chuàng)設情境→探究實驗→得出結(jié)論→聯(lián)系實際→拓展視野。 教具準備 教師用具：(1)投影儀，冷而干燥的燒杯，試管，小燒杯，玻璃片； (2)CH4氣體，鎂條，鹽酸，氫氧化鋇晶體，氯化銨晶體。 課時安排 2課時 第一課時：化石燃料；化學反應中的能量變化。 第二課時：拓展性課題——煤和石油的綜合利用。 教學過程 第一課時 [以新舊知識的聯(lián)系，創(chuàng)設情境] [學習情景]展示柴草、煤、塑料片、布料等實物。 [設問]看到這些實物，你想說些什么? [學生回答]如：1．它們都是與人類關系十分密切的可燃物。 2．它們在外界條件，如氧氣、溫度等條件適宜的情況下，都可以燃燒。 3．想告訴大家，平時生活中注意安全。 4．想知道煤、塑料等物質(zhì)是怎樣形成的。 …… [新課引入]在日常生活中，許多物質(zhì)都能發(fā)生燃燒反應，從最早使用的柴草。到煤、石油和天然氣，發(fā)展至今天，出現(xiàn)了許許多多的新型燃料。這節(jié)課我們就來學習燃料和能量。 [板書]課題2 燃料和熱量 [設問]燃料的燃燒在人類社會的發(fā)展過程中起著相當重要的作用，你能舉出一些例子嗎? [學生回答、交流] [講解]生活中的各個角落都在使用燃料，正是因為燃料的燃燒，推動了歷史的進步?；穑窃既祟愓鞣匀坏奈淦鳌Ｆ鸪?，當他們面對熊熊大火時，祖先們不知所措，驚恐萬狀。但原始人天生的好奇心和探索欲，戰(zhàn)勝了恐懼和膽怯，慢慢地他們學會了用火來燒烤食物。熟食增強了入的體質(zhì)，為身體發(fā)育提供了更多的營養(yǎng)，熟食使咀嚼機能減退，于是牙齒變小，頜部短據(jù)，面貌變得愈來愈像現(xiàn)代人。 [過渡]現(xiàn)在我們的生活中，經(jīng)常使用的燃料以煤、石油和天然氣最為常見。因為它們都是由古代生物的遺骸經(jīng)一系列復雜變化而形成的，所以我們稱之為化石燃料。下面，我們就以天然氣為例，來對化石燃料進行學習。 [“煤和石油”放在拓展性課題中] [板書]一、化石燃料——天然氣 [講解]天然氣主要是由碳和氫組成的氣態(tài)碳氫化合物，其中最主要的是甲烷。下面，同學們注意按照課本P134頁[實驗7—3]進行活動探究，做一做甲烷的燃燒實驗。探究內(nèi)容如下： [投影] 1．觀察甲烷顏色、狀態(tài)。 2．在實驗結(jié)束后，燒杯上出現(xiàn)了什么現(xiàn)象? 3．迅速把燒杯倒轉(zhuǎn)過來，向燒杯內(nèi)注入澄清石灰水后，振蕩，又出現(xiàn)了什么現(xiàn)象? 4．在實驗開始時，點燃前為什么要先檢驗甲烷的純度? 5．在實驗中燒杯的條件“冷而干燥”是實驗成敗的關鍵嗎?為什么? 6．這個實驗說明甲烷含有哪些元素? 7．你能寫出這個實驗中涉及到的化學方程式嗎? [學生活動，教師巡視] [總結(jié)、思考、討論] [結(jié)論]1．甲烷是無色氣體。 [思考]1．甲烷在水中的溶解性怎么樣呢? 2．甲烷的密度和空氣比較起來怎么樣呢? [答案]1．甲烷極難溶于水。 2．甲烷的密度比空氣的小。 [設問]那么，同學們想一想，這樣的特點，給我們在收集甲烷氣體時，提供了怎樣的信息呢? [回答]收集時，可以用排水法，也可以用向下排空氣法。 [評價]回答得非常好，我們在學習中要注意新、舊知識的聯(lián)系。 [板書]1．甲烷的物理性質(zhì)：無色、無味的氣體，密度比空氣小，極難溶于水。 [結(jié)論]2．甲烷燃燒時火焰明亮并呈藍色，可以看到，燒杯內(nèi)壁上有水滴生成。 [設問]有水滴生成，說明了什么問題呢? [回答]說明甲烷的成分里一定含有氫元素。 [結(jié)論]3．向燒杯內(nèi)注入澄清石灰水后，發(fā)現(xiàn)燒杯內(nèi)澄清的石灰水變渾濁。 [設問]這一現(xiàn)象又說明了什么問題呢? [回答]這說明甲烷燃燒時有二氧化碳生成，也就是說明了甲烷的成分里一定含有碳元素。 [教師講解]甲烷是由碳和氫組成的化合物，化學式是CH4。它燃燒時生成二氧化碳和水，同時放出大量的熱。 [板書]2．甲烷的燃燒 CH4+2O2CO2+2H2O [結(jié)論]4．點燃甲烷和氧氣或甲烷和空氣的混合物都很可能會發(fā)生爆炸，所以要先驗純。 [延伸]煤礦的礦炕里經(jīng)常有甲烷逸出，由此，同學們想到了什么呢? [回答]1．煤礦里必須采取通風設施。 2．煤礦里一定要嚴禁明火。 [結(jié)論]5．“冷而干燥”是這個實驗成敗的關鍵?！袄洹庇欣谒哪案稍铩笨梢耘袛嗍欠裼兴紊?。 6．這個實驗說明甲烷中含有碳元素和氫元素。 [介紹]在池沼的底部常常含有甲烷，通常也稱池沼中的氣體為沼氣。在我國農(nóng)村，利用沼氣可解決生活用燃料問題。 [投影] [教師組織學生一起了解沼氣的制取和利用] [過渡]人們目前所消耗的能量主要來自化石燃料。然而，化石燃料的形成并非那么簡單。 [投影] [介紹]從這兩個圖中，我們可以看出煤、石油、天然氣等化石燃料的形成，并非一日之功，它要經(jīng)過數(shù)百萬年才能形成。但人類目前掠奪式的開發(fā)，會給我們的子孫后代造成什么樣的影響呢?下面我們一起看一組數(shù)據(jù)，大家估算多少年后我國的石油和天然氣將被牦盡? 我國1998年化石燃料儲量及年產(chǎn)量 探明儲量 年產(chǎn)量 石油 32.7噸 1．6億噸 天然氣 1．37104億立米 217億方米 煤 1145億噸 12．4億噸 [學生活動，教師巡視] [過渡]化石燃料被人們廣泛使用，是因為它燃燒能產(chǎn)生大量的熱量。那么，是不是只有通過燃料燃燒才能得到熱量呢?下面我們來做兩組實驗。 [投影打出實驗內(nèi)容] [實驗7—4]在一支試管中加入幾小段鎂條，再加入5 mL鹽酸，觀察現(xiàn)象，并用手觸摸試管外壁。 [實驗7—5]在一個小燒杯里，加入約20 g已研磨成粉末的氫氧化鋇晶體，將小燒杯事先放在已滴有3～4滴水的玻璃片上。然后再加入約10 gNH4Cl晶體，并立即用玻璃棒攪拌，使氫氧化鋇晶體與NH4Cl充分反應。觀察玻璃片上的水是否由于結(jié)冰而將玻璃片與小燒杯粘在一起。 [學生實驗，教師巡視] [現(xiàn)象]實驗7—4，試管中有大量氣泡冒出，試管壁發(fā)熱，實驗7—5，由于結(jié)冰，玻璃片與小燒杯粘在一起。 [設問]這兩個實驗說明了什么問題呢? [回答]化學反應中都伴隨有能量的變化，有些化學反應中有熱量放出，有的則從外界吸收 熱量。 [評價]回答得很準確。 [講解]化學反應在生成新物質(zhì)的同時，伴有能量的變化，而能量的變化通常表現(xiàn)為熱量的 變化。類似于可燃物燃燒，鎂和鹽酸這樣的反應，我們稱之為放熱反應。像碳與二氧化碳：氫氧化鋇晶體和NH4Cl的反應，稱之為吸熱反應。 [板書] 吸熱 二、化學反應中的能量變化 放熱 [介紹]在當今社會，人們利用化學反應，有時主要是為了制取所需要的物質(zhì)，有時卻主要是為了利用化學反應所釋放出的能量。同學們能舉出一些利用化學反應的熱量和能量的實例嗎? [學生討論，舉例] [介紹]目前，人類通過化學反應獲得的能量，大多來自于化石燃料，而化石燃料資源是有限的。那么，同學們認為怎樣利用能源才可以使它的使用期限得以延長呢? [學生討論，回答] [講解]總體來講，如果我們能提高煤等燃料的燃料利用率，就相當于延長煤的使用期限。要使燃料燃燒通常考慮兩點：一是要有足夠的空氣；二是要使燃料與空氣有足夠大的接觸面。 [設問]在實際生活中我們是怎樣來克服這些困難的呢?我們來看投影。 [投影] 因為在許多情況下，不能直接燃燒固態(tài)煤，如汽車或拖拉機等；或者雖然能夠直接燃燒，但效率很低，如蒸汽機車熱利用率只有8％，一般民用煤爐只有20％左右。所以在石油、天然氣不足的情況下，不得不考慮把煤加工成為氣態(tài)的、液態(tài)的或固態(tài)的高級清潔燃料的問題，以提高煤的熱量的利用和減輕環(huán)境污染。煤在加工過程中，本身的潛在能量會受到一些損失。但由于加工成的氣態(tài)或液態(tài)燃料的熱利用率高，因此在一些情況下，煤經(jīng)過氣化或液化而取得的熱效益高于直接燃煤。 現(xiàn)在還有相當大的一部分鍋爐直接燃燒煤。對低硫煤可以采用粉煤鍋爐，但需加煙道脫硫裝置。對高硫煤，要用沸騰床燃燒系統(tǒng)，摻石灰實行爐內(nèi)脫硫和降低氧化氮的生成。以上方法都是為了減輕污染、保護環(huán)境。 [小結(jié)]通過這節(jié)課的學習，我們了解了一些化石燃料，我們還知道化石燃料已經(jīng)面臨被耗盡的危險，應合理開采，并節(jié)約使用。 同時，我們還應認識到，物質(zhì)發(fā)生化學反應的同時，伴隨著能量的變化，通常表現(xiàn)為熱量變化，即有放熱現(xiàn)象或吸熱現(xiàn)象發(fā)生。 [布置作業(yè)]課后習題1、2、3、4、5 通過不同的方法，獲取“煤的加工產(chǎn)品”的用途。 板書設計 課題2 燃料和熱量 一、化石燃料——天然氣 1．甲烷的物理性質(zhì)：無色、無味的氣體，密度比空氣小，極難溶于水。 2．甲烷的燃燒： CH4+2O2CO2+2H2O 吸熱 二、化學反應中的能量變化 放熱 5