初中九年级化学上册《燃料的合理利用与开发》设计学案.docx
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初中九年级化学上册《燃料的合理利用与开发》设计学案
燃料的合理利用与开发
【学习目标】
1.了解化学反应中的能量变化,认识燃料对人类社会的重要性。
2.知道化石燃料对人类生
活起着重要作用,是不可再生的自然资源。
3.知道石油炼制出的几种主要产品及其用途,了解燃料充分燃烧的重要性。
【重点难点】
1.化学反应中的能量变化。
2.燃料充分燃烧的重要性。
学习内容一 化学反应中的能量变化
【学习指导】
阅读课本第136-137页的有关内容,完成下列填空。
在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰,再加入2mL水,观察现象,并用手轻轻触碰试管外壁,感觉到试管发烫;说明生石灰与水反应放出热量,反应的化学方程式为:
CaO+H2O===Ca(OH)2。
事实与研究证明,化学反应在生成新物质的同时,还伴
随着能量的变化。
能量的变化通常表现为热量的变化,有些反应是放出热量的,如镁与盐酸反应等,有些反应是吸收热量的,如碳与二氧化碳的反应。
【名师归纳】
不是所有的放热或吸热的变化都是化学变化,有些是物理变化,如电灯通电后发光,浓硫酸溶于水放热等。
【反馈练习】
1.在
下列各化学反应中,不属于放热反应的是(D)
A.镁带与盐酸反应 B.生石灰与水反应
C.酒精在空气中燃烧D.碳和二氧化碳反应
2.关于化学反应与能量变化的叙述不正确的是(A)
A.在化学反应中只有燃烧才能放出热量
B.物质的缓慢氧化均放出热量
C.物质发生化学反应的同时伴随着能量变化
D.人们使用化石燃料是利用它燃烧产生的热量
3.一种新型绿色电池——“燃料电池”是把H2、CO、
CH4等燃料和空气不断输入,直接氧化,使化学能转化为电能,称之为“21世纪的绿色发电站”。
这三种气体可以作为燃料的原因是(B)
A.都是无毒无味的气体
B.都可燃烧,并放出大量的热
C.燃烧产物均为二氧化碳和水
D.均在自然界中大量存在
4.在化学课上老师表演了用水点火的魔术,只见老师用滴管向棉花上滴1~2滴水,棉花立即燃烧起来,其诀窍就是:
将一小块金属钾藏在棉花中。
已知钾能与水反应,则该反应必定是放热(填“吸热”或“放热”)反应。
充满好奇的小明亲自进行了该魔术,为了使反应迅速,他将一吸管的水挤向棉花,却惊奇地发现其不能
燃烧起来。
失败的原因最可能是他挤出的水太多,使温度降到了棉花的着火点以下
,除此之外,通常可燃物的燃烧还必须满足另一个条件:
与空气或氧气接触。
学习内容二 化石燃料
【学习指导】
阅读课本第137-141页的有关内容,完成下列填空。
1.三大化石燃料是煤、石油、天然气。
化石燃料是不可再生能源。
它们还是重要的化工原料,因此人们常把煤称为“工业的粮食”,把石油称为“工业的血液”。
2.煤是复杂的混合物,主要含有碳元素。
为了使煤得到综合利用,将煤隔绝空气加热,可以使煤分解成许多有用的物质,如焦炭、煤焦油、煤气等。
将煤隔绝空气加热是化学变化。
3.石油是混合物,主要含有碳、氢元素。
为了使石油得到综合利用,利用石油中各成分的沸点不同,将它们分离。
此过程属于物理变化。
4.天然气的主要成分是甲烷,化学式是
CH4。
CH4的物理性质:
甲烷是一种无色、无味的气体,密度比空气小,可以使用向下排空气法收集;甲烷难溶于水,也可以使用排水集气法收集。
5.学生做课本中7-4的演示实验:
甲烷具有可燃性,因此点燃前要先验纯。
甲烷燃烧时产生蓝色的火焰。
用一个冷而干燥的小烧杯罩在火焰的上方,看到的现象是烧杯内壁有水雾生成,分析有水生成,说明甲烷中含有氢元素;把烧杯倒过来,向烧杯内注入少量的澄清的石灰水,看到的现象是澄清的石灰水变浑浊,分析有二氧化碳生成,说明甲烷中含有碳元素。
6.写出CH4燃烧的化学方程式:
CH4+2O2CO2+2H2O。
同学之间相互纠错,看谁写得快,写得好。
7.在我国农村,利用沼气可解决生活用燃料问题。
它的主要成分是CH4。
8.人类消耗的能量主要来自化石燃料,化石燃料最终将被耗尽。
科学家发现了未来的替代能源可燃冰,它的优点是:
能量高、燃烧值大、储量大,它目前还不能被利用的原因是开采技术上的问题没有解决。
【讨论交流】
1.石油可直接用作燃料吗?
石油产品中有哪些是常用的燃料?
2.煤气泄漏会造成什么危害?
使用罐装液化石油气在安全上应注意什么?
3.甲烷存在于哪些地方?
怎样制取?
农村利用甲烷干什么?
【温馨点拨】
1.石油不能直接用作燃料,汽油、航空煤油、煤油、柴油是常用的燃料。
2.煤气泄漏会造成人体中毒,使用罐装液化石油气时,不能加热、不能猛烈撞击。
3.沼气池的底部常含有甲烷。
把植物残体、动植物粪便等放在密闭沼气池中发酵制取甲烷。
农村可用沼气解决生活用燃料、照明等问题。
【名师归纳】
三大化石燃料都属于混合物,
石油的炼制属于物理变化,煤的干馏属于化学变化。
【反馈练习】
1.下列叙述不正确的是(B)
A.化石燃料在地球上的蕴藏量并不是无限的
B.
煤或石油只要完全燃烧就不会对空气造成污染
C.人类必须节约现有的能源,并大力开发新能源
D.对煤和石油要合理开发、综合利用
2.“可燃冰”的主要成分是(CH4·8H2O)。
下列说法正确的是(B)
A.可燃冰能燃烧,说明水具有可燃性
B.可燃冰的发现为我国
在新世纪使用高效新能源开辟了广阔的前景
C.可燃冰由四种元素组成
D.可燃冰的主要成分是固态水
3.甲烷是一种“清洁能源”。
甲烷燃烧的化学方程式为:
CH4+2O2CO2+2H2O。
城市煤气中通常含有CO气体,写出CO燃烧的化学方程式:
2CO+O22CO2。
煤气与天然气相比,从安全角度考虑,煤气的主要缺点是有毒性;从环境保护的角度考虑,煤气、天然气和氢气中,首选的燃料是氢气。
学习内容三 燃料充分燃烧
【学习指导】
阅读课本第141页的有关内容,完成下列填空。
1.氧气不充足时,燃料中的碳不能充分燃烧,产生黑烟,并生成CO等物质,使燃料燃烧的利用率降低,浪费资源,且污染空气。
2.控制燃烧条件,使燃料充分燃烧,对于节约能源非常重要。
3.使燃料充分燃烧通常要考虑两点:
一是燃烧时要有足够的空气;二是燃料与空气要有足够大的接触面。
【讨论交流】
工业上有时使用煤等固体燃料,为了使燃料与空气有足够大的接触面,应将固体燃料进行怎样的处理?
【温馨点拨】
将固体燃料粉碎,增大与空气的接触面积,从而使它们充分燃烧。
【名师归纳】
含碳燃料的不充分燃烧都会产生有毒的CO,污染环境;提高煤等燃料的利用率,就相当于延长其使用的年限。
【反馈练习】
认识燃烧原理可以合理利用和控制燃烧反应。
下列说法正确的是(C)
A.物质与氧气反应时都会发生燃烧
B.只有燃烧反应可将化学能转化为热能
C.增大可燃物与空气的接触面积,可促进燃烧
D.煤炉生火时,用木材引燃是为了提高煤的着火点
第2课时 使用燃料对环境的影响
【学习目标】
1.了解化石燃料对环境的影响。
2.认识使用和开发清洁燃料及各种能源的重要性。
【重点难点】
1.化石燃料燃烧对环境的影响及防治措施。
2.树立珍惜资源、保护环境、爱护地球的意识。
学习内容一 燃料燃烧对空气的影响
【学习指导】
阅读课本第142-144页的有关内容,完成下列填空。
1.化石燃料燃烧造成空气污染,主要有以下几方面原因:
(1)燃料中的一些杂质如硫等燃烧时,产生空气污染物如二氧化硫等。
(2)燃料燃烧不充分,产生一氧化碳等。
(3)未燃烧的碳氢化合物及炭粒、尘粒等排放到空气中形成浮尘。
(4)煤燃烧时排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物,这些气体或气体在空气中发生反应后的生成物溶于雨水,会形成酸雨。
2.多数汽车使用的燃料是汽油或柴油,它们燃烧时产生的一些物质,如一氧化碳、未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等,会随尾气直接排放到空气中,对空气造成污染。
3.减少汽车尾气污染的一些措施:
(1)改进发
动机的燃烧方式,使汽油能充分燃烧;
(2)使用催化净化装置,使有害气体转化为无害物质;(3)使用无铅汽油,禁止含铅物质的排放;(4)加大检测尾气力度。
【讨论交流】
1.酸雨有何危害?
2.乙醇是怎样制得的?
俗名叫什么?
燃烧生成什么物质?
【温馨点拨】
1.[酸雨的模拟实验]在水和酸雨中加入不同物质,观察现象,填写下表。
加入的物质
现象
水
SO2加水
植物叶子或果皮
无变化
植物叶子或果皮变黄
镁条或锌粒
无现象
镁条或锌粒溶解,有气泡放出
大理石或石灰石
无现象
大理石或石灰石溶解,有气泡放出
实验结论:
酸雨对植物、金属制品、大理石制品等都有腐蚀破坏作用。
2.
(1)乙醇由高粱、玉米、薯类等经过发酵、蒸馏制得,属于可再生能源。
(2)乙醇俗名酒精,化学式为:
C2H5OH。
(3)能燃烧:
C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
【名师归纳】
1.CO2不是空气污染物,但是它会造成温室效应。
2.乙醇燃烧放热,可作燃料。
在汽油中加入适量乙醇作汽车燃料,可节省石油资源,减少汽车尾气的污染。
【反馈练习】
1.含硫的煤不完全燃烧时,排放出污染环境的气体是(D)
A.只有CO B.只有SO2
C.CO和CO2D.SO2和CO
2.下列做法不利于改善环境的是(A)
A.鼓励农民将秋后农作物的秸秆焚烧
B.提倡使用农家肥,尽量少用化学肥料
C.限制燃放烟花爆竹
D.限制燃油汽车数量的增加
3.据报道,广州市交通主干道的空气污染严重超标,其主要原因是(B)
A.煤燃烧所排放的废气造成的
B.几十万辆汽车、助力车等排放的废气造成的
C.工业生产中的废渣、废水、废气造成的
D.不断地降雨和各种污水造成的
4.煤的主要成分是C,另外还含有少量S、N等元素,煤燃烧的产物会造成温室效应的是CO2,会形成酸雨的是SO2、NO2,易使人中毒的无色气体是CO。
学习内容二 能源的利用和开发
【学习指导】
阅读课本第144-145页的有关内容,完成下列填空。
1.氢气极易燃烧,是可再生能源。
氢气燃烧后的产物是水,不污染空气,所以它被认为是最清洁的能源。
因为氢气具有可燃性,在点燃前,要先验纯。
氢气燃烧的化学方程式为:
2H2+O22H2O。
用氢气作燃料的优点:
产物无污染,可以再生,热值高。
2.在实验室里,常用稀硫酸和锌制取氢气。
因为锌是固体,硫酸是液体,反应条件不需加热,所以发生装置用固液不需加热型,能用排水集气法收集氢气,说明氢气难溶于水;能用向下排空气法收集氢气,说明氢气的密度比空气小。
3.目前人们正在利用和开发的新能源有太阳能、核能、风能、地热能、潮汐能等。
4.西气东输,“气”指的是天然气,它的主要成分的化学式是CH4。
【名师归
纳】
1.利用氢能的优点是来源广、放热多、产物无污染,但其缺点也较突出,即制取成本高、难运输、难贮存。
2.形成酸雨的物质主要是氮的氧化物、硫的氧化物,它们的量越多,污染指数越高,越易形成酸雨。
【反馈练习】
1.从环境保护的角度考虑,下列燃料中最理想的是(A)
A.氢气B.天然气
C.酒精D.汽油
2.用高粱、玉米等绿色植物和种子制造酒精,其主要过程是(C)
A.过滤、蒸发B.蒸馏、发酵
C.发酵、蒸馏D.加热、溶解
3.经过近两年的城乡环境综合治理,达州的环境得到了良好的改善。
下列做法仍会导致环境污染的是(D)
A.工业废水、生活污水经处理达标后再排入河中
B.农业上合理使用了农药、化肥
C.对垃圾进行了分类回收处理
D.大量使用煤作燃料
4.使用和开发新的燃料,如乙醇属于可再生(填“可再生”或“不可再生”)能源,它俗称酒精,化学式是C2H5OH,在空气中燃烧的化学方程式为C2H5OH+3O22CO2+3H2O。
5.请将下列物质:
①煤;②石油;③天然气;④H2;⑤CO;⑥CO2;⑦乙醇填入相应的空格中(填序号)。
(1)属于混合物的是:
①②③。
(2)属于化石燃料的是:
①②③。
(3)能造成温室效应的是:
⑥。
(4)燃烧产物对空气无影响的是:
④。
(5)点燃之前必须检验纯度的是:
③④⑤。
(6)能用粮食发酵制取的是:
⑦。
课题2燃烧的合理利用与开发
一、学习目标
★1、使用氢气、天然气(或沼气)、石油液化气、酒精、汽油和煤等燃料对环境的影响,懂的选择对环境污染较小的燃料。
2、新能源开发的重要性。
3、对酸雨危害的模拟实验来培养学生的探究能力。
二、知识准备
1、煤、石油、天然气的主要成分分别是什么?
2、当你在煤灶边呆一段时间之后,你会闻到什么样的的气味?
你注意观察过经常使用煤作燃料的地方,它的铁制品与其它地方有什么不同吗?
3、据你所了解,使用燃料对环境造成了哪些影响?
三、学习探究
【导入新课】
同学们,你们家里做饭时用的是什么燃料?
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影响,我们怎样才可以尽可能的减少或防治、消除这些影响?
让我们带着这些问题,通过以下学习,解开你心中的疑问吧!
【自主学习】1、学生阅读教材P139~142相关内容并掌握以下内容。
1、煤的燃烧
(1)酸雨的形成:
煤燃烧会排放出、等空气污染物,不完全燃烧还会产生。
前二者会与空气中的成分(氧气、水)发生反应形成降落地面。
(2)小组协作完成酸雨危害的模拟实验
(3)总结酸雨的危害:
①危害人体健康
②造成水体严重影响水生的生长
③破坏土壤、植被、森林
④腐蚀地面上的建筑物、金属制品、皮革、纺织品
⑤渗入地下,可能会引起地下水的
2、车用燃料的燃烧
(1)汽车尾气的主要污染物:
、、、、
等。
(2)目前有哪些技术和方法用于减少汽车尾气对空气的污染。
①改进的燃烧方式,以使汽油能够燃烧
②采用装置,使有害气体转化为
③使用汽油,禁止物质的排放
④在管理上,加大检测的力度,禁止没达到的汽车上路
3、煤和石油等化石燃料燃烧对空气的污染主要表现在以下三方面:
(1)因含有硫、氮元素而产生、等大气污染物。
(2)因含有碳元素,不完全燃烧产生而污染空气。
(3)因末燃烧的、炭粒、排放到空气中造成粉尘污染空气。
4、开发和使用新型的、清洁的能源:
(1)乙醇:
a、产生:
、和等经过、可得到乙醇
b、俗称:
c、化学式:
d、用途:
、、等的燃料;在汽油中加入适量乙醇(车用乙醇汽油)可节省,减少的污染。
e、物理性质:
f、乙醇的可燃性化学方程式:
与甲烷进行比较(产物一样,反应物所含的元素种类,说明:
某物质燃烧,产生水和二氧化碳,则原物质中一定含有、元素,可能含有元素。
)
g有机物燃烧化学方程式的配平方法(例CH4、C2H2的燃烧)
(2)最清洁的燃料(能源)——氢气:
a、物性:
b、化性:
c、制取:
d、优点:
来源广泛、燃烧值大、产物无污染。
e、目前的困难:
成本、运输及储藏、安全。
(3)其它值得大力开发的新型能源:
太阳能、风能、热能、核能、地热能、潮汐能。
【精讲点拨】使用能源时,要本着这样两个原则,一是要节约现有能源,其措施例如使燃料充分燃烧;综合利用能源(例煤和石油的综合利用),二是要积极开发新能源,注意使用能源是否会对环境产生影响
四、达标测试
1、煤燃烧会排放出____________、_________等污染物。
这些气体或气体在空气中的反应后的生成物溶于雨水,会形成_____________,其危害有、、等。
2、多数汽车使用的燃料是___________或者是__________。
汽车尾气的主要污染物有_______、________、________、_________和_________等。
为减少汽车尾气对空气的污染,目前采取的措施如___________________、_____________________、________________。
在管理上___________________。
3、乙醇俗称_______,其化学式是___________。
在空气中燃烧的化学方程式_________________________。
4、实验室制取氢气的化学方程式_________________________。
其发生装置与制取________气体相同。
收集方法有_______,因为_____。
或者是_______,因为_____。
氢气的化学性质是可燃性,反应方程式_________________;还原性,氢气还原氧化铜的反应方程式_________________。
5、目前人们正在利用和开发的新能源有___、___、_____、____、__、。
6、请将下列物质:
①煤②石油③天然气④氢气⑤一氧化碳⑥二氧化碳⑦乙醇填入相应的空格中(填序号)
(1)属于混合物的是
(2)属于化石燃料的是
(3)能造成温室效应的是(4)燃烧产物对空气无污染的是
(5)点燃之前必须检验纯度的是(6)能用粮食发酵制取的是
五、能力提升
我校兴趣小组的同学查阅资料得知,乙醇是以高粱、玉米、薯类等为原料,经发酵蒸馏而制得,属于可再生能源,乙醇(C2H5OH)可以燃烧
提出问题:
能否根据乙醇+O2
CO2+H2O确定其组成
假设:
能
设计实验:
把一定质量的有机物在氧气中充分燃烧后的产物,按箭头方向缓缓通过各自的装置,根据a、b两瓶在实验前后质量的变化,计算出所生成的水和二氧化碳的质量,从而确定有机物中是否含有氧元素
BC
(1)本实验需用纯净的氧气,若用高锰酸钾制取氧气应采用法收集,然后再进行处理
(2)甲、乙两组同学用如图所示的B、C两种方法测定它的组成,得到两组数据(如下表所示)
有机物质量
实验方法
实验前后各物质的质量
实验前
实验后
甲组
3.2g
B
a150g
a154.6g
b150g
b153.4g
乙组
3.2g
C
a150g
a153.6g
b150g
b154.4g
请你分析选用的方法正确的是,根据所选正确方法求出乙醇的组成元素是哪几种?
六、课堂小结
谈谈你这节课的收获、困惑及你还想获得的知识分别有哪些。
课后练一练
必做题
1、造成酸雨的主要物质是()
A、甲烷和一氧化碳B、二氧化硫和一氧化碳
C、一氧化碳和二氧化碳D、二氧化硫和二氧化氮
2从人类生存的环境考虑,未来用于汽车的理想燃料是()
A、天然气B、汽油C、氢气D、脱硫煤
3、汽车尾气中有多种有害物质,会造成污染,汽车尾气中的下列物质不会造成空气污染的是()
A、一氧化碳B、碳氢化合物C、氮氧化物D、二氧化碳
4、以下措施中,能减少酸雨产生的有效措施是()
①少用煤炭做燃料②把工厂的烟囱升高③燃料脱硫④在已经酸化的土壤中加石灰⑤利用太阳能开发氢能源
A、①②③⑤B、①③⑤C、②③④D、③④⑤
5、现有液化石油气、天然气、氢气三种物质,按照它们的某种性质可以归为一类,下列跟上述三种物质属于同一类物质的是()
A、COB、N2C、SO2D、CO2
6、我国煤炭资源丰富,至今煤仍是我国工业和民用的主要燃料,煤的大量燃烧使我国大部分地区的空气质量严重下降,给农业生产及人民健康造成极大危害,你认为煤燃烧造成空气污染的主要物质是、、、
我国使用的燃料主要是煤和石油,含有硫的煤燃烧时排出污染空气的有毒气体主要是二氧化硫,它遇到雨水成为酸雨降落到地面上会带来很大危害,请回答下列问题
(1)请举出酸雨三个方面的危害实例①②③
(2)许多植物有抵御污染空气中有毒气体的能力,在常见植物中对这些气体有较强吸附能力的是(写一种植物的名称)
(3)当二氧化硫污染严重时,目前有一种有效的方法,即用直升机喷洒CaCO3粉末,脱硫效果可达85%,其化学方程式为2CaCO3+2SO2=2CaSO4+2CO2,实验证明石灰浆【Ca(OH)2】在空气中可吸收SO2生成CaSO4和其他物质,写出反应的化学方程式
7、酒精作为清洁能源由粮食发酵而成,其化学式为燃烧的化学方程式为
8、汽车尾气含碳氢化合物、CO、SO2、NO等物质,是城市空气污染的主要污染源之一。
治理方法可以安装净化装置,原理是使CO、与NO反应。
生成可以参与大气循环的无毒气体。
(1)写出CO与NO反应的化学方程式
(2)控制城市汽车尾气对空气造成污染的方法有:
①②
③④
选做题
9、近年来,全球变暖日趋严重,我们急需给地球降温
(1)二氧化碳是导致温室效应的主要气体,燃煤发电会向大气排放大量的二氧化碳,现有新技术先将煤与水反应生成合成气(主要是一氧化碳和氢气)再将合成气通过如图所示的装置中,与高温水蒸气进行如下反应:
CO+H2O=CO2+H2,该反应中一氧化碳具有性(选填“氧化”或“还原”)由于二氧化碳和氢气的物理性质不同,二氧化碳会从口(选填图中的“A”或“B”)出来,被封存,分离出的氢气用于燃烧发电
(2)小丽设计了如上图所示的实验,在实验中能观察到色拉油a侧液面(填“低于”“等于”或“高于”)b侧液面,则说明甲烷也是产生温室效应的气体
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