课题2 燃料的合理利用与开发-教学设计

燃料的合理利用与开发教学设计人教版教材九年级化学上册第七单元燃料及其利用课题2燃料的合理利用与开发天津市北辰区实验中学 王雅萍一、教学分析（一）分析教材 化石燃料是生活和生产中常用的燃料，煤、石油和天然气等对于学生来说也不陌生。所以本课题采用活动与探究的教学方式，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。环境问题日益严重，特别是燃料燃烧对环境造成的污染，是不容忽视的问题，本课结合化石燃料燃烧对环境的影响，说明使用清洁燃料和开发新能源以及保护环境的重要性。学习本课题，学生可通过亲身体验探究活动来认识化学反应中的能量变化，从而认识到化学反应利用的重要性。（二）分析学生 九年级学生在生活中已经积累了一些与化学相关的知识，具有一定的判断能力，初步掌握了问题的解决方法，但还未上升到理论阶段，欠缺综合分析能力。鉴于我校学生对生活和课外知识有浓厚兴趣，我将教材内容略为拓展，增加了甲烷的性质、在生活中的应用等知识。使教学内容和社会生活相互渗透，真正做到化学与生活实际紧密联系。 （三）教学重点、难点重点： 1、化学变化中的能量变化。2、化石燃料的类型及其综合利用。3、如何合理利用和开发化石燃料。难点：培养学生收集信息并加工信息，独立学习的能力。二、教学目标：1、知识与技能：（1）知道物质发生化学变化时伴随着能量变化，既有放热反应，也有吸热反应；认识通过化学反应实现能量转化的重要性。（2）知道化石能源的用途；知道石油是由多种成分组成的混合物，了解通过石油的炼制可以得到液化石油气、汽油、柴油等产品；认识化石能源是人类重要的自然资源，对人类生活起着重要作用。（3）了解化石燃料的不可再生性，燃料充分燃烧的重要性，以及化石燃料燃烧对环境的影响。认识合理利用和开发能源、节约使用化石燃料的重要性。2、过程与方法：（1）运用学生分组实验、阅读、自主学习思考、讨论的方法来获取信息；（2）利用课件介绍化石燃料的形成，强调化石燃料的不可再生性。通过图片、视频等资料展示煤、石油和天然气的成分、用途。3、情感态度与价值观：（1）通过学生实验、讨论的过程，体验成功的喜悦；（2）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，增强节约使用能源的观念。（3）树立辩证认识问题的意识，正面认识化学的作用。（4）树立环境保护意识。三、教学策略：在进行本课题的教学时，采用导学案式教学方法，信息技术与化学学科整合，引导学生自主学习，并通过演示法与讲授法、探究法、归纳法相结合的启发式综合教学法来了解化学反应中的能量变化及三大化石燃料的形成、综合利用。通过教师演示实验，学生自主实验，及组内讨论，分析实验现象、自由发挥得出结论，充分调动学生的积极性、主动性。注重对学生探究能力、创新精神的培养，更注重让学生主动获取知识。四、教学过程:教学过程教学内容师生活动设计意图感知过程创境激趣设疑引思1、课前让学生对本课要学的知识进行简单了解，自主学习课本内容。对于感兴趣的内容充分利用网络，自主探究，并做预习的思维导图。2、由老师自己的一台车，出现的困惑，引起学生的兴趣，并利用视频“3.15晚会披露调和汽油”激发学生学习有关“汽油”的知识。 1、生通过网络查找关于“化学反应中的能量变化在实际生活中的应用”的图片。2、师 王老师有一台车大家都清楚，最近老师有个困惑，因为我看了“3.15”晚会，究竟是什么困惑呢？大家来看看这个视频。生观看视频“3.15晚会披露调和汽油”师我们看完了视频，对有关汽油的问题是不是有些了解了？那么我们带着这些问题，来进行本课的学习燃料的合理利用与开发1、充分利用信息技术与课程整合的有效方法调动学生学习的积极性，并利用本校的“思维导图”特色模式让学生充分预习，为课上的学习奠定好的基础。2、从生活中发现化学，体会到化学无处不在；从刚刚大家都关注的“3.15”晚会的“调和汽油”引入课题，体会到化学一直在我们身边。很好的激活了课堂，激发了同学们的求知欲。认知过程营造环境观察分析1、学生们根据提供的材料，分组进行对比实验，探究“化学反应中的能量变化”学生通过实验、讨论得出现象和结论。学生通过实验总结“化学反应中的热量变化”。2、由生活例子体会生活中的能量变化1、师首先问大家一个问题：我的车为什么要加汽油？生汽油燃烧产生热量，推动汽车前进。师我们上节课学习了“燃烧和灭火”的知识，知道了燃烧一般都放热，那么是不是只有通过燃烧才能获得能量呢？下面我们分组做两个实验，首先读清学案的要求，我们做两个实验，看好本组要操作的实验，再根据要求和步骤做实验，注意安全，组长分配好做实验、辅助、记录等事项，并填好学案表格内容。生做实验师先请做生石灰和水反应的同学来说表格内容。生现象固体少量溶解手的感觉发热化学方程式CaO+H2 O= Ca(OH)2结论生石灰与水反应放热师再请做氯化铵和氢氧化钡反应的同学来说表格内容。生现象有刺激性气味气体产生水结冰，玻璃片粘在烧杯底部。手的感觉发冷结论氯化铵与氢氧化钡反应吸热师我们根据实验能得出什么结论？生总结生石灰和水反应氯化铵和氢氧化钡反应碳和二氧化碳反应镁和稀盐酸反应化学反应中热量变化放热吸热2、师当今社会，人类需要的大部分能量都是由化学反应产生的，你能举出例子吗？生做饭、取暖、火箭升空师展示图片：做饭、取暖、开山炸石、拆除危旧建筑、发电、烧制陶瓷、发射火箭、冶炼金属等。1、通过小组成员之间相互帮助、相互交流使学生学会分享、学会合作、学会创新，感受合作带来的成功与喜悦。通过两组对比非常明显、现象显著的实验，让学生在探究的乐趣中体会化学反应的能量变化。对“化学反应中的能量变化”的初步的认识和理解，让学生在实验中自然而然的得出结论，体会实验是化学学习的基础，为初步培养学生科学思想做了铺垫。2、通过实验、图片及学生的亲身体会，让学生明确生活中处处离不开化学反应，体会化学的重要性。理解过程交流操作同化顺应1、由生活常识得出三大化石燃料，并进行自我导学完成煤、石油、天然气的形成和元素组成。通过实验，明确如何验证燃烧产物。让学生学会根据实验现象推断出正确的结论。通过甲烷燃烧产物的推断，举一反三推断煤和石油的燃烧产物。2、利用视频学习煤和石油的综合利用，并利用学案进行巩固。1、师作为重要的能源，燃料对人类社会是非常重要的。那么，我们经常使用的燃料都有哪些呢？生煤、石油、天然气。师 煤、石油、天然气是三大化石燃料，那么，它们是怎么形成的？由哪些元素组成？请同学们阅读书137-139页，结合老师提出的2个问题进行自我导学。生看书、完成学案内容进行自我导学。师（看图片）通过我们的自我导学，我们知道煤是怎么形成的？生古代植物经过一系列复杂变化形成的。师（看图片）石油和天然气是怎么形成的？生古代动植物经过一系列复杂变化形成的。师请同学用一句话总结回答第一个问题：煤、石油、天然气是怎样形成的？生化石燃料是由古代生物的遗骸经过一系列复杂变化而形成的。化石燃料都是不可再生能源。师第二个问题：它们是混合物还是纯净物？组成元素有哪些？ 生混合物煤石油天然气组成主要元素CC HC H其他元素H S N OS N O燃烧的产物师如何验证他们的燃烧产物呢？下面以天然气的主要成分甲烷为例，来看老师做“甲烷燃烧”实验，来验证甲烷燃烧的产物。生看老师做的实验视频。师通过看视频，请同学们完成实验记录生实验步骤实验现象结论1. 点燃甲烷产生明亮的蓝色火焰甲烷具有可燃性2.将冷而干燥的小烧杯罩在火焰上烧杯内壁出现水珠甲烷中含有氢元素3.向小烧杯中注入澄清的石灰水，振荡澄清石灰水变浑浊 点燃甲烷中含有碳元素化学方程式CH4+2O2 = CO2+2H2O师小结：可燃物组成中氢元素和碳元素的鉴定方法：根据燃烧后是否有水和二氧化碳生成。那么我们是不是能够把燃烧产物一栏推断出来？生煤石油天然气组成主要元素CC HC H其他元素H S N OS N O燃烧的产物CO2 H2OSO2 NO2等CO2 H2O2、师通过前面的学习，我们可以看到煤和石油燃烧都会产生很多污染物，而且利用率很低、，浪费严重，那么如何将煤和石油进行综合利用呢？请大家看视频“煤的综合利用-煤的干馏”然后根据视频内容完成学案内容。生观看视频回答问题：煤气主要成分：氢气、甲烷、一氧化碳、其他气体“煤的干馏”属于 化学 变化。师下面大家看视频“石油的综合利用-石油的分馏”然后根据视频内容完成学案内容。生观看视频回答问题：石油的分馏原理：利用石油中各成分的 沸点 不同，属于 物理 变化。1、让学生在生活常识的基础上得出三大化石燃料，让学生能够在生活中发现化学，便于引出下面的知识，承上启下。自我导学，发扬学生自主学习能力。在学生自我导学的基础上结合图片及老师的讲解更加深了煤、石油天然气的形成及其不可再生性。表格展示简单易懂，且助于学生理解，一目了然。教师演示视频能够清楚展示甲烷燃烧的现象及燃烧产物的验证，本实验利用实验视频能够充分利用信息技术与化学学科整合，提高课堂效率。通过验证甲烷燃烧产物实验，发挥学生推断能力，提高知识的认知能力和举一反三的解决问题能力。2、由前面的实验及图片的综合分析，得出煤和石油燃烧利用率低，引出煤、石油的综合利用，承接顺畅。我们平时接触不到的工艺：煤的干馏和石油的分馏，利用视频让学生了解到其原理、产物、用途，学生能够比较有效的掌握，然后利用学案的问题进行巩固，则起到事半功倍的效果。巩固过程建构获得强化记忆1、由前面的学习拓展甲烷的知识。2、通过图片、表格、自主学习，让学生掌握合理利用和开发化石能源的方式、方法。展示表格、图片。3、学生自主学习，了解如何合理利用和开发化石能源。4、通过视频观看“可燃冰”的知识。1、师我们刚才已经得出结论了，煤和石油燃烧都会产生很多污染物，而天然气燃烧只会产生二氧化碳和水，最多就是不充分燃烧再产生一氧化碳，那么通过比较生成物，煤、石油、天然气谁比较适宜直接用做燃料？生天然气师那么关于甲烷的知识，我们进行拓展（老师提问，学生回答）：（1）沼气池中的气体沼气 煤矿坑道中的气体瓦斯它们主要都含有甲烷。（2）实施西气东输工程中的“西气”是天然气。（3）甲烷：最简单的有机物物理性质：无色无味的气体，难溶于水，密度比空气小。化学性质：可燃性点燃CH4 + 2O2 = 2H2O +CO2 注意：点燃前要验纯师其中沼气是我们日常生活中比较常见的气体，例如池塘里就有沼气（展示图片）那么人工能制取沼气吗？生可以，把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲烷。师在我国农村利用沼气，不仅可以解决生活用燃料问题；还能综合治理环境卫生问题。2、师刚刚我们学习了关于化石燃料的一些知识，那么化石燃料在我们的生活生产中有什么用途呢？生农业 交通工业生活师总结并展示图片 那么既然化石燃料在我们生活、生产中这么重要，我们就能无所顾忌的大用特用吗？当然不行，因为我们刚刚学过化石燃料是不可再生资源，储量是一定的，那么根据年产量，它们终究有开采完的一天，那么根据老师给出的“2009年化石燃料储量及年产量”表大家能不能简单算一下开采年限？生学生讨论、计算得出结论探明储量年产量开采年限石油28.33亿吨1.89亿吨15.0年天然气32124亿立方米851.7亿m337.7年煤3261亿吨30.5亿吨106.9年师那么根据表格，我们可以画出这样的图（展示图片）我们可以看出，不论人类怎样精打细算，化石燃料也总有枯竭的一天，这一天离我们还远吗？那么我们如何面对能源危机呢？生合理利用、让燃料更充分燃烧3、师带着这些问题，我们看书141页，结合老师提出的3个问题进行总结生学生自学并回答问题：（1）燃料不充分燃烧的缺点？ 燃烧不充分不仅浪费资源 还产生CO，污染空气。（2）燃料充分燃烧的条件？燃烧有足够多的空气或氧气；燃料与空气有足够大的接触面积。（3）如何合理利用和开发化石能源？合理开采。提高燃料利用率。4、师那么除了合理利用和开发化石能源外我们还要找一些新能源来代替化石能源利用，来缓解化石能源的危机，那么大家都知道哪些新能源呢？生学生回答师有的同学提到了“可燃冰”那么我们来了解一下它的知识。生观看视频师通过观看视频，我们都了解到哪些“可燃冰”的知识呢？生可燃冰是“甲烷水合物”，可燃冰存在于海底，可燃冰燃烧放热大，可燃冰没有普遍开采，可燃冰开采不当会使甲烷气体泄漏造成更严重的温室效应1、将理论用于实际，拓展生活中燃料甲烷的知识，让学生了解了很多平时不注意的知识，加强生活常识及安全知识，提高生活品质，并激发学生热爱生活，关注社会的责任感。2、结合图片，让学生了解到化石燃料的重要性，并引出化石能源即将面临的枯竭的问题，激发学生的社会责任感，并且通过计算让学生了解到合理利用和开发化石能源的重要性及与我们生活的关联性。3、如何面对能源危机，合理利用化石能源这个知识，是学生容易理解的，通过自我导学及讨论，让学生充分利用自己的能力解决问题，并且老师在适时的帮助解决这个实际问题，使学生的学习效率有效提高。4、对于不常接触的“可燃冰”采用信息技术让学生进行了解和吸收，能有效的掌握。应用过程迁移拓展发展能力1、总结归纳学生根据所学进行总结归纳并进行交流。2、联系实际问题进行本节课知识的巩固。3、以“李克强总理在答中外记者问”视频结束，阐述政府对此类问题的解决方法。1、师本节课我们的知识已经学完了，那么我们根据大家在课前画的预习“思维导图”再根据我们刚刚讲的知识，对自己的思维导图进行扩充和修改，并进行组内讨论，然后我们进行交流。生修改、交流师利用转盘随机抽取一组，让代表到讲台前利用展台给大家讲解本组的“思维导图”师老师帮助学生进行修正，并展示板书（老师画的思维导图）帮助大家一起进行总结。2、师我们学了新知识，又进行了总结，下面就来检验一下效果，进行自我检测，我们有四类题，请每组的A同学做第1题，B同学做第2题， C同学做第3题， D同学做第4题。然后进行组组间PK赛。生学生做题，并讲解：（1）下列变化属于物理变化的是 （ C ）A、把煤隔绝空气加强热制取焦炭B、用酒精制造醋酸、香精等有机物C、石油加热分馏制造出各种石油化工原料D、把某些废弃的有机物经发酵制甲烷（2）一种新型绿色电池燃料电池，是把H2、C0、CH4等燃料和空气不断输入，直接氧化，使化学能转化为电能，被称为21世纪“绿色”发电站。这三种气体可作为燃料的原因是（ B ）A、都是无毒无害的气体 B、 氧化时都放热C、燃烧产物均为CO2和水 D、均在自然界中大量存在（3）（2013红桥区一模）古语道：“人要实，火要虚”。此话的意思是：做人必须脚踏实地，事业才能有成；燃烧固体燃料需要架空，燃烧才能更旺。从燃烧的条件看，“火要虚”的实质是（ B ） A增大可燃物的热值 B增大可燃物与空气的接触面积 C提高可燃物的着火点 D提高空气中氧气的含量生活中，人们常常利用燃料燃烧反应产生的能量来做饭、取暖。下列有关说法正确的是 C 。A化学反应过程中都会发生放热现象B在化学反应中只有燃烧反应才能放出热量C在当今社会，人类需要的大部分能量是由化学反应产生的（4）（2010和平区一模）我国使用“长征三号甲”运载火箭将“嫦娥I号”送上月球。有些运载火箭的动力是由高氯酸铵(NH4C1O4)分解所提供的；我市家庭厨房中的煤气已被天然气所替代。天然气的主要成分燃烧的化学点燃方程式是CH4 + 2O2 = 2H2O +CO2 使用天然气时，为使其充分燃烧，你采取的方法是保证足够多的空气，使燃料与空气最大的接触 。天然气在第一次通过管道输送道到用户家时，必须先将管道内注满氮气,填充氮气的目的是作保护气，防止跟空气（2）混合引起爆炸 。3、师相信大家通过今天的学习,我们了解到燃料燃烧能量的变化，而且面对开始我们提到的汽油的一系列问题，我们来看李克强总理在答中外记者问时的表态，（看视频）所以，我们相信政府的力度，关于燃料的问题会尽快更好的解决，而且克强总理提到的雾霾等环境问题我们在下