《燃料和熱量》說(shuō)課
本課題主要學(xué)習有關(guān)煤和石油的知識、天然氣以及化學(xué)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，在內容安排上，教師將本課題中有關(guān)煤和石油的知識放在了拓展性課題中進(jìn)行學(xué)習。
在“天然氣”的教學(xué)中，教師引導學(xué)生從認識其主要成分出發(fā)，通過(guò)對實(shí)驗進(jìn)行觀(guān)察和分析，進(jìn)一步認識燃料的燃燒和應用，并一起寫(xiě)出化學(xué)方程式。接著(zhù)，教師又借助投影內容，向學(xué)生介紹了沼氣的一些利用知識。
關(guān)于化學(xué)反應與能量，教師采用了演示實(shí)驗，利用兩個(gè)對比實(shí)驗，使學(xué)生了解化學(xué)反應中伴隨能量變化的現象。
最后，教師組織學(xué)生通過(guò)討論的形式對煤和石油及其綜合利用進(jìn)行了學(xué)習。
教學(xué)目標
1．知識與技能
�。�1）知道化石燃料是人類(lèi)重要的自然資源，對人類(lèi)生活起著(zhù)重要作用；同時(shí)，了解化石燃料的不可再生性，認識合理開(kāi)采和節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(xué)反應中的能量變化，認識燃料充分燃燒的重要性。
2．過(guò)程與方法
�。�1）運用思考、討論的方法來(lái)獲取信息。
�。�2）運用實(shí)驗的方法來(lái)得出結論。
3．情感態(tài)度與價(jià)值觀(guān)
通過(guò)對化石燃料的形成、使用年限，對人類(lèi)所起的重要作用的了解，使學(xué)生認識到合理開(kāi)發(fā)的重要性，培養節約利用資源的意識。
教學(xué)重點(diǎn)
1．了解化石燃料的形成過(guò)程和不可再生性。
2．認識化石燃料對人類(lèi)所起的重要作用。
3．了解化學(xué)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(xué)難點(diǎn)
1．培養學(xué)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(xué)方法
創(chuàng )設情境→探究實(shí)驗→得出結論→聯(lián)系實(shí)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(shí)安排
2課時(shí)
第一課時(shí)：化石燃料；化學(xué)反應中的能量變化。
第二課時(shí)：拓展性課題——煤和石油的綜合利用。
教學(xué)過(guò)程
第一課時(shí)
[以新舊知識的聯(lián)系，創(chuàng )設情境]
[學(xué)習情景]展示柴草、煤、塑料片、布料等實(shí)物。
[設問(wèn)]看到這些實(shí)物，你想說(shuō)些什么？
[學(xué)生回答]如：
1．它們都是與人類(lèi)關(guān)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(shí)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，出現了許許多多的新型燃料。這節課我們就來(lái)學(xué)習燃料和能量。
[板書(shū)]課題2燃料和熱量
[設問(wèn)]燃料的燃燒在人類(lèi)社會(huì )的發(fā)展過(guò)程中起著(zhù)相當重要的作用，你能舉出一些例子嗎？
[學(xué)生回答、交流]
[講解]生活中的各個(gè)角落都在使用燃料，正是因為燃料的燃燒，推動(dòng)了歷史的進(jìn)步�；�，是原始人類(lèi)征服自然的武器。起初，當他們面對熊熊大火時(shí)，祖先們不知所措，驚恐萬(wàn)狀。但原始人天生的好奇心和探索欲，戰勝了恐懼和膽怯，慢慢地他們學(xué)會(huì )了用火來(lái)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(yíng)養，熟食使咀嚼機能減退，于是牙齒變小，頜部短據，面貌變得愈來(lái)愈像現代人。
[過(guò)渡]現在我們的生活中，經(jīng)常使用的燃料以煤、石油和天然氣最為常見(jiàn)。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(chēng)之為化石燃料。下面，我們就以天然氣為例，來(lái)對化石燃料進(jìn)行學(xué)習。
[“煤和石油”放在拓展性課題中]
[板書(shū)]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(xué)們注意按照課本P134頁(yè)[實(shí)驗7—3]進(jìn)行活動(dòng)探究，做一做甲烷的燃燒實(shí)驗。探究?jì)热萑缦拢?/p>
[投影]
1．觀(guān)察甲烷顏色、狀態(tài)。
2．在實(shí)驗結束后，燒杯上出現了什么現象？
3．迅速把燒杯倒轉過(guò)來(lái)，向燒杯內注入澄清石灰水后，振蕩，又出現了什么現象？
4．在實(shí)驗開(kāi)始時(shí)，點(diǎn)燃前為什么要先檢驗甲烷的純度？
5．在實(shí)驗中燒杯的條件“冷而干燥”是實(shí)驗成敗的關(guān)鍵嗎？為什么？
6．這個(gè)實(shí)驗說(shuō)明甲烷含有哪些元素？
7．你能寫(xiě)出這個(gè)實(shí)驗中涉及到的化學(xué)方程式嗎？
[學(xué)生活動(dòng)，教師巡視]
[總結、思考、討論]
[結論]1．甲烷是無(wú)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(lái)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(wèn)]那么，同學(xué)們想一想，這樣的特點(diǎn)，給我們在收集甲烷氣體時(shí)，提供了怎樣的信息呢？
[回答]收集時(shí)，可以用排水法，也可以用向下排空氣法。
[評價(jià)]回答得非常好，我們在學(xué)習中要注意新、舊知識的聯(lián)系。
[板書(shū)]1．甲烷的物理性質(zhì)：無(wú)色、無(wú)味的氣體，密度比空氣小，極難溶于水。
[結論]2．甲烷燃燒時(shí)火焰明亮并呈藍色，可以看到，燒杯內壁上有水滴生成。
[設問(wèn)]有水滴生成，說(shuō)明了什么問(wèn)題呢？
[回答]說(shuō)明甲烷的成分里一定含有氫元素。
[結論]3．向燒杯內注入澄清石灰水后，發(fā)現燒杯內澄清的石灰水變渾濁。
[設問(wèn)]這一現象又說(shuō)明了什么問(wèn)題呢？
[回答]這說(shuō)明甲烷燃燒時(shí)有二氧化碳生成，也就是說(shuō)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(xué)式是CH4。它燃燒時(shí)生成二氧化碳和水，同時(shí)放出大量的熱。
[板書(shū)]2．甲烷的燃燒
CH4+2O2CO2+2H2O
[結論]4．點(diǎn)燃甲烷和氧氣或甲烷和空氣的混合物都很可能會(huì )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(xué)們想到了什么呢？
[回答]1．煤礦里必須采取通風(fēng)設施。
2．煤礦里一定要嚴禁明火。
[結論]5．“冷而干燥”是這個(gè)實(shí)驗成敗的關(guān)鍵�！袄洹庇欣谒哪�，“干燥”可以判斷是否有水滴生成。
6．這個(gè)實(shí)驗說(shuō)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(chēng)池沼中的氣體為沼氣。在我國農村，利用沼氣可解決生活用燃料問(wèn)題。
[投影]
[教師組織學(xué)生一起了解沼氣的制取和利用]
[過(guò)渡]人們目前所消耗的能量主要來(lái)自化石燃料。然而，化石燃料的形成并非那么簡(jiǎn)單。
[投影]
[介紹]從這兩個(gè)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(guò)數百萬(wàn)年才能形成。但人類(lèi)目前掠奪式的開(kāi)發(fā)，會(huì )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據，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1.37×104億立米217億方米
煤1145億噸12.4億噸
[學(xué)生活動(dòng)，教師巡視]
[過(guò)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(guò)燃料燃燒才能得到熱量呢？下面我們來(lái)做兩組實(shí)驗。
[投影打出實(shí)驗內容]
[實(shí)驗7—4]在一支試管中加入幾小段鎂條，再加入5mL鹽酸，觀(guān)察現象，并用手觸摸試管外壁。
[實(shí)驗7—5]在一個(gè)小燒杯里，加入約20g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10gNH4Cl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(guān)察玻璃片上的水是否由于結冰而將玻璃片與小燒杯粘在一起。
[學(xué)生實(shí)驗，教師巡視]
[現象]實(shí)驗7—4，試管中有大量氣泡冒出，試管壁發(fā)熱，實(shí)驗7—5，由于結冰，玻璃片與小燒杯粘在一起。
[設問(wèn)]這兩個(gè)實(shí)驗說(shuō)明了什么問(wèn)題呢？
[回答]化學(xué)反應中都伴隨有能量的變化，有些化學(xué)反應中有熱量放出，有的則從外界吸收
熱量。
[評價(jià)]回答得很準確。
[講解]化學(xué)反應在生成新物質(zhì)的同時(shí)，伴有能量的變化，而能量的變化通常表現為熱量的變化。類(lèi)似于可燃物燃燒，鎂和鹽酸這樣的.反應，我們稱(chēng)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(chēng)之為吸熱反應。
[板書(shū)]
吸熱
二、化學(xué)反應中的能量變化
放熱
[介紹]在當今社會(huì )，人們利用化學(xué)反應，有時(shí)主要是為了制取所需要的物質(zhì)，有時(shí)卻主要是為了利用化學(xué)反應所釋放出的能量。同學(xué)們能舉出一些利用化學(xué)反應的熱量和能量的實(shí)例嗎？
[學(xué)生討論，舉例]
[介紹]目前，人類(lèi)通過(guò)化學(xué)反應獲得的能量，大多來(lái)自于化石燃料，而化石燃料資源是有限的。那么，同學(xué)們認為怎樣利用能源才可以使它的使用期限得以延長(cháng)呢？
[學(xué)生討論，回答]
[講解]總體來(lái)講，如果我們能提高煤等燃料的燃料利用率，就相當于延長(cháng)煤的使用期限。要使燃料燃燒通�？紤]兩點(diǎn)：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(wèn)]在實(shí)際生活中我們是怎樣來(lái)克服這些困難的呢？我們來(lái)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(chē)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(chē)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(wèn)題，以提高煤的熱量的利用和減輕環(huán)境污染。煤在加工過(guò)程中，本身的潛在能量會(huì )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(guò)氣化或液化而取得的熱效益高于直接燃煤。
現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，摻石灰實(shí)行爐內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]通過(guò)這節課的學(xué)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(kāi)采，并節約使用。
同時(shí)，我們還應認識到，物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應的同時(shí)，伴隨著(zhù)能量的變化，通常表現為熱量變化，即有放熱現象或吸熱現象發(fā)生。
[布置作業(yè)]課后習題1、2、3、4、5
通過(guò)不同的方法，獲取“煤的加工產(chǎn)品”的用途。
板書(shū)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(wú)色、無(wú)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(xué)反應中的能量變化
放熱
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