《燃料的合理利用与开发》教案

《燃料的合理利用与开发》教案教学目标教学目标：认识常见的化石燃料，并能设计实验验证甲烷元素组成。能基于燃烧模型，从元素组成角度分析燃料的燃烧产物，确定燃料充分燃烧的措施。认识化学反应中的能量变化。了解常见的新能源及其应用。教学重点：能基于燃烧模型，从元素组成角度分析燃料的燃烧产物，确定燃料充分燃烧的措施。教学难点：设计实验验证甲烷元素组成；对燃烧模型的深刻理解；评价太阳能、风能等几种新能源。教学过程时间教学环节主要师生活动课堂引入环节一：汽车尾气来源环节二：减少空气污染环节三：化学反应中的能量变化环节四：认识新能源教师：空气污染，会危害人体健康，空气污染的元凶之一是汽车尾气。问题一：汽车尾气是如何产生的？学生：来自于汽油等燃料的燃烧。教师：从元素组成、资源利用角度认识常见的化石能源：煤、石油、天然气。如何设计实验，验证甲烷的元素组成？学生活动一：讨论天然气的元素组成。依据电解水的实验思路，检验天然气完全燃烧的产物，由化学反应前后元素种类不变，推出甲烷由C、H元素组成。问题二：如何减少汽车尾气污染？学生活动二：阅读任务单中的资料1，总结可能替代汽油的清洁燃料。从来源、能否再生、燃烧值等角度分析乙醇汽油和压缩天然气的优缺点。教师：为什么汽油、乙醇、天然气能够为汽车提供动力？学生：都是燃料，结合可燃物燃烧模型可知，可燃物燃烧时会放出大量热，能够为汽车提供动力。结合汽油、乙醇和天然气的元素组成可知，它们都含碳元素，因此燃烧产物中有二氧化碳，当燃烧不充分时，会产生CO。教师：如何保证燃料充分燃烧？学生：结合燃烧模型，可从控制可燃物和控制氧气两个角度分析。结合蜂窝煤、沸腾炉等案例，可增大可燃物与氧气的接触面积保证充分燃烧；结合鼓风机、涡轮增压器等案例，可增大氧气浓度保证充分燃烧。教师：有没有不含碳元素的燃料？学生活动三：讨论氢气的优缺点，认识液氢在特定领域的应用。知识小结：对燃烧模型进一步巩固认识。燃料的燃烧反应是人类获得能量的主要来源。燃料包括化石燃料，如煤，石油，天然气。燃烧产物对环境产生了一定的影响。因此要开发清洁的燃料，如乙醇，氢气等。此外还可增大燃料与氧气的接触面积，及增大氧气浓度，使燃料充分燃烧，从而提高燃料利用率，减少污染。教师：还有哪些反应可提供能量？演示实验：稀盐酸与镁条发生化学反应，同时放出热量；演示生石灰与水的反应，模拟自热米饭的原理。学生：认识到所有的化学变化都同时伴随着物质变化和能量变化。能量变化常表现为热量变化。教师：除化学反应，还有哪些途径可提供能量？从哪些角度评价新能源？学生活动四：阅读任务单中的资料2，从储量、成本、环境和技术水平等方面评价太阳能、风能、地热能、核能等几种新能源。教师：虽然新能源各有优缺点，在替代传统化石能源的道路上任重而道远。但新能源的利用，可以部分缓解化石能源面临耗尽的问题，并在一定程度上减少对环境的污染。目前约有14%的能源利用来自于非化石能源。太阳能等新能源在某些领域已经取得了很好的应用。介绍天宫一号、天问一号、太阳能汽车充电站、核电站、风电场等我国已取得的成就。课后知能演练基础巩固1.“盐穴储气”是一种地下储能技术。储气时采集盐水,注水时排天然气,原理如图所示,下列说法正确的是()。A.天然气是可再生能源 B.天然气难溶于盐水C.从m端进气可采集盐水 D.从n端进水可排天然气能力提升2.下列关于能源和能量的说法正确的是()。A.可燃冰就是干冰,主要成分为CO2B.化学反应中只有燃烧反应才能放出热量C.人类利用的能量都是通过化学反应获得的D.煤、石油、天然气属于化石燃料,是不可再生能源3.请回答下列问题。(1)化石燃料是当今人类获得能量的主要来源,其中有石油、和天然气,化石燃料都属于(“可再生”或“不可再生”)能源。

(2)石油又叫原油,没有固定的沸点,炼油厂根据石油中各成分沸点的不同将其分离开来,可得到汽油、煤油、柴油、石蜡、沥青等。则说明石油属于(填字母)。

A.化合物 B.混合物C.纯净物 D.单质(3)为了珍惜石油等化石燃料,我们在生产、生活中应如何做?思维拓展4.《汉代古火井碑序》记载:“诸葛丞相躬莅视察,改进技法,刳斑竹以导气(气指天然气),引井火以煮盐”。天然气的主要成分是甲烷(CH4),化学兴趣小组的同学对甲烷燃烧的产物产生了兴趣,请你参与探究。【提出问题】甲烷在氧气中燃烧后生成哪些物质?【查阅资料】①含碳元素的物质在氧气中完全燃烧生成CO2,不完全燃烧生成CO;②无水CuSO4是一种白色粉末状固体,遇水变蓝色;③氢氧化钠溶液可用于吸收二氧化碳。【猜想与假设】甲:CO2、H2O;乙:CO、H2O;丙:NH3、CO2、H2O;丁:CO2、CO、H2O。(1)有人认为丙同学的猜想是错误的,理由是。

【实验探究】为了验证上述猜想与假设,将甲烷在一定量的O2中燃烧后的产物依次通过下列装置:(2)实验中观察到A中,B、E中澄清石灰水变浑浊,D中,由此推断丁同学猜想成立。

(3)装置A、B的顺序不能颠倒,其原因是。(4)装置B中发生反应的化学方程式为。

【反思与交流】(5)装置E后添加一个大气球的目的是。

答案：课后知能演练1.B解析:天然气属于化石燃料,不能短时期内从自然界得到补充,属于不可再生能源,A项错误;进气时采集盐水,注水时排天然气,说明天然气难溶于盐水,B项正确;图中装置采集盐水时,长导管是出盐水管,则从n端进气可采集盐水,C项错误;图中装置排出瓶中气体时,长导管是进水管,从m端进水可排天然气,将天然气从短导管排出,D项错误。2.D解析:可燃冰是天然气的水合物,主要成分为CH4,A项错误;化学反应中不是只有燃烧反应才能放出热量,如生石灰与水反应也会放出热量,B项错误;人类利用的能量并不都是通过化学反应获得的,如太阳能、风能等,C项错误;煤、石油、天然气属于化石燃料,是经过亿万年缓慢形成的,在短期内得不到补充,都是不可再生能源,D项正确。3.(1)煤不可再生(2)B(3)节约使用化石能源,寻求石油的代用品,开发和使用新能源和燃料,推广使用乙醇汽油等解析:(1)煤、石油、天然气等燃料属于化石燃料,都属于不可再生能源。(2)根据石油中各成分沸点的不同将其分离开来,得到汽油、煤油、柴油,说明石油由很多物质组成,属于混合物。(3)节约使用化石能源,寻求石油的代用品,开发和使用新能源和燃料,推广使用乙醇汽油等可以节约化石燃料。4.(1)反应物中不含氮元素,生成物中不可能有氨(2)无水CuSO4变蓝色黑色粉末变成红色(3)气体先通过澄清石灰水后会带出水蒸气,对实验结果造成干扰(4)CO2+Ca(OH)2CaCO3↓+H2O(5)一氧化碳有毒,要收集处理尾气解析:(1)由于反应物中不含氮元素,生成物中不可能有氨,则丙同学的猜想是错误的。(2)丁同学猜想成立,即甲烷在氧气中燃烧后生成CO2、CO、H2O,无水CuSO4是一种白色粉末状固体,遇水变蓝色,则实验中观察到A中无水CuSO4变蓝,B中澄清石灰水变浑浊,说明生成了水和二氧化碳,一氧化碳与氧化铜在加热的条件下反应生成铜和二氧化碳,则观察到E中澄清石灰水变浑浊,D中黑色粉末