第八單元 金屬和金屬材料 課題4 使用燃料對環(huán)境的影響

1、課題3 使用燃料對環(huán)境的影響從容說課環(huán)境問題是全球極為關(guān)注的事情。本課題主要結(jié)合化石燃料的燃燒對環(huán)境造成的污染，說明使用清潔燃料和開發(fā)新能源以及保護環(huán)境的重要性。在教學(xué)過程中，教師采用了多種多樣的教學(xué)方法對“環(huán)境”這樣一個大題目進行教學(xué)。首先。教師通過兩組形成鮮明對比的畫面，使學(xué)生認識到燃料燃燒給人們生活帶來方便的同時，也給環(huán)境帶來了嚴重的危害。其次，教師組織學(xué)生通過“模擬酸雨地危害”實驗，加深對酸雨危害的認識。最后，師生共同討論學(xué)習(xí)乙醇、氫氣等新型燃料以及一些綠色能源。 教學(xué)目標(biāo)1知識與技能(1)了解化石燃料對環(huán)境的影響。(2)認識使用和開發(fā)清潔燃料及各種能源的重要性。2過程與方法(1)運用

2、模擬實驗，認識酸雨的危害。(2)運用討論的方法，獲取更多的新知識。3情感態(tài)度與價值觀(1)增強保護環(huán)境的意識。(2)激發(fā)更強的求知欲。(3)逐步培養(yǎng)學(xué)生用辯證的眼光看“燃料的燃燒”。(4)培養(yǎng)對化學(xué)、對科學(xué)的熱愛。教學(xué)重點1了解化石燃料對環(huán)境的影響。2認識使用和開發(fā)清潔燃料及各種能源的重要性。教學(xué)難點1逐步培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)有資料進行分析的能力。2提高學(xué)生綜合應(yīng)用的能力。教學(xué)方法引導(dǎo)實驗聯(lián)系實際拓展引申開闊視野小結(jié)內(nèi)容。教具準備教師用具：投影儀、燒杯、“模擬酸雨水”。學(xué)生用具：樹葉。課時安排1課時教學(xué)過程以圖片的對比，創(chuàng)設(shè)情境教師在開始學(xué)習(xí)新內(nèi)容前，我們先來觀看兩組幻燈片。(或投影)投影第一組：課本

3、P128圖724。第二組：課本P134圖730、圖731、圖732。設(shè)問這樣的兩組畫面給同學(xué)們傳遞了什么樣的信息呢?學(xué)生回答第一組畫面顯示的是化石燃料在人類生活中的用途；第二組畫面顯示了燃料在燃燒提供能量的同時，卻給環(huán)境造成了不良的影響，腐蝕巖石，污染空氣。過渡非常好。我們這節(jié)課就一起來學(xué)習(xí)“使用燃料對環(huán)境的影響”。板書課題3 使用燃料對環(huán)境的影響新課引入燃料的使用，給人們的生活帶來了很多方便，但卻對環(huán)境造成了不良的影響。我們主要從燃料燃燒對空氣的影響的角度來學(xué)習(xí)。板書一、燃料燃燒對空氣的影響設(shè)問你知道哪些有關(guān)這方面的知識呢?學(xué)生討論回答可能有的答案：1石油、煤等化石燃料以及它們的加工產(chǎn)品在燃

4、燒過程中會產(chǎn)生一些含氮、含硫的化合物，排放到大氣中，對空氣造成污染。21930年12月1日至5日，在比利時的馬斯河谷工業(yè)區(qū)，由于燃料的燃燒排放出了大量的有害氣體，在逆溫的條件下大量積累，使60多人中毒死亡，幾千人患呼吸道疾病，許多家禽死亡。3汽車中的燃料柴油或汽油，燃燒時產(chǎn)生的一些物質(zhì)會直接排放到空氣中，尾氣中含有一些一氧化碳，未燃燒的碳氫化合物，氮的氧化物，含鉛氧化物和煙塵等，對空氣造成了嚴重的污染。比如在20世紀50年代初期，美國洛杉磯市發(fā)生了嚴重的光化學(xué)污染事件，65歲以上的老人死亡400人。由于該市三面環(huán)山，高速公路縱橫交錯，汽車漏油、汽油不完全燃燒和汽車排放尾氣，城市上空聚積近千噸的

5、石油廢氣、氮氧化物和一氧化碳。這些物質(zhì)在陽光的照射下，形成了淡藍邑的光化學(xué)煙霧。4光化學(xué)煙霧對污染環(huán)境危害性很大，但這種現(xiàn)象是在一定條件下形成的，不是經(jīng)常出現(xiàn)的。目前酸雨的危害日趨嚴重，酸度不斷增加，范圍日益擴大。據(jù)報道，過去酸雨只限于大城市和工業(yè)集中區(qū)，近年來已發(fā)展到中小城市甚至農(nóng)村。評價大家聯(lián)系生活實際回答問題是一個很大的進步，非常好。過渡說到酸雨，我們從剛才的圖片上已經(jīng)看到酸雨對森林、雕像都造成了嚴重的危害。下面，我們一起通過酸雨危害的模擬實驗來認識一下酸雨對環(huán)境的破壞(教材P140頁)?；顒优c探究(因制SO2存在污染問題，所以教師課前配好模擬酸雨水，課上供給學(xué)生做實驗。)現(xiàn)象1植物葉片

6、(或果皮)都變色。2有氣泡冒出，鎂條或鋅粒逐漸變小。3有氣泡冒出。教師補充煤燃燒時會排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物，這些氣體溶于雨水，會形成酸雨。設(shè)問那么，同學(xué)們根據(jù)上述的實驗，能否具體談淡酸雨對環(huán)境和人類等造成了哪些危害呢?回答1酸雨引起河流、湖泊的水體酸化，嚴重影響水生動植物的生長。2它能破壞土壤、植被、森林。3酸雨對金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材注有腐蝕性。4. 酸雨滲入地下，可能引起地下水酸化。5. 對人體的健康有直接的危害，硫酸霧和硫酸鹽霧的毒性比二氧化硫大得多，可以侵入肺的深部組織，引起肺水腫等疾病而使人致死。過渡我們生活的家園地球，她在流淚，她在滴血，她的兒女們不能坐以待斃。

7、那我們應(yīng)該采取怎樣的措施來保護她呢?學(xué)生討論回答1減少人為排放的污染物。2減少煤中的含硫量，對煤炭中的硫資源進行合理的開發(fā)和利用。3改進設(shè)備，使燃料充分燃燒；增加催化凈化裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化成無害氣體。4使用無鉛汽油，禁止含鋁物質(zhì)排放。5開發(fā)新能源。教師和學(xué)生一起總結(jié)剛才的內(nèi)容并板書板書過渡煤和石油雖然是重要的化工原料，由于它們?nèi)紵龝r對空氣造成污染，所以人類把眼光放在了使用和開發(fā)清潔的燃料上。板書二、使用和開發(fā)新的燃料及能源投影車用乙醇汽油乙醇是以高梁、玉米、小麥、薯類、糖蜜等為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾而制成的。將乙醇液中含有的水進一步除去，再添加適量的變性劑(為防止飲用)可形成變性燃料乙醇。車用乙

8、醇汽油是將變性燃料乙醇和汽油以一定的比例混合而形成的一種汽車燃料。使用這種燃料不但可以節(jié)省石油資源和有效地減少汽車尾氣的污染，還可以促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 乙醇汽油在一些國家已成功使用多年，目前在我國也開始受到重視。2001年4月2日，國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布了變性燃料乙醇和車用乙醇汽油兩項國家標(biāo)準；并于2001年4月15日開始實施。我國將根據(jù)具體情況，在一些城市逐步推廣使用乙醇汽油。講解乙醇俗稱酒精，它是無色透明，具有特殊氣味的液體。乙醇還容易揮發(fā)，能與水以任意比互溶，而且還是一種優(yōu)良的有機溶劑。乙醇的成分里含有碳、氫、氧三種元素，它的化學(xué)式是C2H5OH。設(shè)問根據(jù)乙醇的化學(xué)式，你認為作為汽車變性燃料

9、的乙醇與氧氣發(fā)生反應(yīng)的生成物是什么呢?回答二氧化碳和水。追問為什么呢?回答根據(jù)質(zhì)量守恒定律，從微觀的角度來講，反應(yīng)前后原子的種類和數(shù)目不變。評價非常好!大家學(xué)習(xí)時要注意新舊知識的聯(lián)系。板書1乙醇(酒精)C2H5OH+3O22CO2+3H2O引申在街上吃火鍋時，有的火鍋下面燃燒的是一種外觀類似于冰的一種物質(zhì)，它真的是冰嗎?回答不是，這種類似于冰的物質(zhì)其實是一種固體酒精。教師補充從這個實例中我們可以看出乙醇同樣有著三態(tài)變化。由于乙醇燃燒時能放出大量的熱，所以它被用作酒精燈、火鍋、內(nèi)燃機等的燃料。設(shè)問除了乙醇之外，你還知道哪些新型的燃料或者能源?；卮?氫氣被認為是最清潔的燃料，它點燃后生成了水，并且

10、放出大量的熱。但由于氫氣的制取成本高和貯存困難，所以還沒有被廣泛使用。2地?zé)帷５厍虻牡匦氖歉哌_幾千攝氏度的熔巖，地?zé)崮艿目偭?，相?dāng)于煤炭總量的17億倍。3潮汐能。它是一種不消耗的燃料，是沒有污染，不受洪水或枯水影響，用之不竭的再生能源。在海洋能源中，潮汐能的開發(fā)利用最為現(xiàn)實，最為方便。板書2氫氣2H2+O22H2O過渡科學(xué)家在開發(fā)新能源上，已經(jīng)取得了累累碩果。讓我們一起來看看這個可喜的成果。(或投影或制成課件)投影一、用地?zé)崴l(fā)電產(chǎn)生地?zé)崮茉葱枰獌蓚€條件：發(fā)熱的巖石和滾燙的水。在冰島，這兩者都具備，而且豐富得很。由此派生出地?zé)崂玫膬煞N模式，一種是直接將地下熱水抽出，另一種是向地下有熱巖的地方

11、注入冷水，利用熱巖加熱冷水，再把熱水從另一處抽出。前一種方式較省事，但地下熱水中含有多種腐蝕物，對供熱管道的腐蝕極大，如不采取有效措施事先加以預(yù)防，這種地?zé)崂檬遣粫L久的。后一種方式雖然腐蝕問題不嚴重，但是，很難控制地下那個巨大的“加熱爐”(即熱巖)的活動?？傊?，不論采用哪種方式利用地?zé)幔急仨殦碛邢冗M的科學(xué)技術(shù)和工業(yè)基礎(chǔ)。 冰島利用地?zé)嶂饕孔⑷肜渌〉玫責(zé)崮堋＠玫叵路兴膬?nèi)斯韋利熱能發(fā)電廠，居然提供了雷克雅未克所需熱能的13。該廠位于地?zé)岣邷貐^(qū)，地下2000米深處的溫度已達400。從18個鉆孔中冒出水與蒸汽的混合物。這些混合物經(jīng)過熱交換器，冷水就被加熱到約90。不過，由于水中存在的大量

12、的氧氣對管道系統(tǒng)具有相當(dāng)強的腐蝕作用，所以必須去除水中的氧氣。為此，人們不僅使用普通的排氣法，還在水中添加少量硫化氫。硫化氫與氧氣發(fā)生反應(yīng)后，就可以除去剩余的氧氣，這就是為什么雷克雅未克的熱水中常常會有一股淡淡的臭雞蛋味的緣故。冰島人采用的這一措施還真有效，如果來自地層深處的沸水直接進入管道系統(tǒng)，管壁很快就會穿孔。因為地下水中含有豐富的礦物質(zhì)以及酸性腐蝕物質(zhì)，即使采用最好的鋼管，用不了幾個月也會被腐蝕。而硅酸、氯化鈉及鐵、鈣等元素在冷卻時卻會凝固成黏合物，很快將水龍頭堵塞。若在水中添加少量硫化氫，上述弊端即都能克服。在日本，新源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合機構(gòu)則于1991年末成功地進行了地下熱水發(fā)電實驗。他們

13、將熱水在低溫下與沸騰的煤體進行熱量交換，利用交換過程中產(chǎn)生的蒸汽發(fā)電。由于日本擁有大量的溫泉，因此在溫泉旁打井，然后安裝設(shè)備，利用地下熱水發(fā)電是很方便的，目前，這項實驗正在進行中。二、太陽灶收集太陽能代替煤、電，用來煮水燒飯，是大陽灶的特長。例如，我國四川省攀枝花市注重能源利用和環(huán)境保護，這里的城鄉(xiāng)居民普遍使用太陽灶，住宅民房頂上的太陽能器具群已成為該市的一大景觀。澳大利亞悉尼大學(xué)的一個太陽能研究小組研制了一種新型的太陽能灶，效率很高。該裝置的關(guān)鍵設(shè)備是一個獨特的太陽能集熱器，其形狀為弓狀的不銹鋼鏡子，鏡子長5英尺(約合152厘米)、寬2英尺(約合61厘米)。將這種太陽灶置于屋外的地面上，鏡子

14、始終正對著太陽光，在其正中央布置一套發(fā)散式吸熱管，通過管子循環(huán)的水由于被加熱而變成蒸汽；再用管子將蒸汽引到屋內(nèi)的灶上，用這種辦法可使灶溫達到180。在這么高的溫度下可進行各種烹調(diào)，既能炸制、烤制食品，也能蒸煮食品，一個灶可供應(yīng)25個人就餐。此外，由于白天在壓力容器中產(chǎn)生的熱量散發(fā)的速度很慢，所以甚至到深夜，爐灶也能保持高溫，故在夜間仍可使用。三、干凈的核能1986年，世界核電裝機容量還只有25億千瓦，7年后的1993年就發(fā)展到4億千瓦，占世界發(fā)電總量的17，預(yù)計再過7年，到本世紀末，核電裝機容量還將增加到5億千瓦，發(fā)電量將占世界發(fā)電量的1312。尤其是少煤缺油的法國與日本，1993年已建成投入

15、運行的核反應(yīng)堆已有56座與48座，分列世界第一位與第二位。發(fā)電總功率也達到了06億千瓦與04億千瓦。就是那些擁有豐富的煤炭、石油資源的國家，也在大力發(fā)展核電，其中羌國運行的核反應(yīng)堆在80年代未就已超過了100座。而英國、俄國、德國的運行堆數(shù)在1993年也分別達到了35座、29座和20座。由此可見，進入21世紀后，能源結(jié)構(gòu)中核電的比重將進一步增大，其作用和地位也將日顯重要。到那時，核能將像現(xiàn)在的煤、油、氣等天然常規(guī)能源那樣，日漸為眾多的人們所接受，進入尋常的百姓人家。小結(jié)通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道，在人類利用燃料的同時，也給人類所賴以生存的環(huán)境地球，帶來了極大的危害。作為地球人類的一員，我們應(yīng)該

16、團結(jié)起來保護我們的家園，努力學(xué)習(xí)，投身于現(xiàn)代化建設(shè)中。布置作業(yè)習(xí)題2、3、4、5、6板書設(shè)計課題3 使用燃料對環(huán)境的影響一、燃料燃燒對空氣的影響二、使用和開發(fā)新的燃料及能源1乙醇(酒精)C2H5OH+3O22CO2+3H2O2氫氣2H2+O22H2O考題回顧1(2003年福州市考題)綠色能源是人類最理想的能源，不會造成環(huán)境的污染，下列不屬于綠色能源的是( )A. 風(fēng)能 B. 太陽能C. 氫能源 D煤2(2003年寧夏回族自治區(qū)考題)我區(qū)煤炭資源十分豐富，至今煤仍是我區(qū)工業(yè)和民用的主要燃料。煤的大量燃燒使我區(qū)一部分地區(qū)的空氣質(zhì)量下降，你知道煤燃燒造成大氣污染的主要物質(zhì)是 。(至少答兩種)3(20

17、03年武漢市考題)2003年，武漢市政府堅決取締正三輪摩托車(俗稱“電麻木”)，原因之一是正三輪摩托車產(chǎn)生的大量尾氣嚴重污染城市生態(tài)環(huán)境。據(jù)有關(guān)專家介紹，每輛正三輪摩托車產(chǎn)生的尾氣遠遠超過小汽車的排放量。某同學(xué)通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)機動車尾氣是由汽油等燃料不完全燃燒產(chǎn)生的，含有CO2、SO2、CO、氮氧化物、揮發(fā)性有機物、固體顆粒等物質(zhì)。由此該同學(xué)推測：汽油中含有碳以及少量的氮、硫等物質(zhì)，汽油在燃燒中發(fā)生了如下化學(xué)反應(yīng)：2C+O22CO(不完全燃燒)C+O2CO2(完全燃燒)S+O2SO2(1)該同學(xué)的推測 (正確或不正確)。理由是 。(2)請?zhí)岢鲆粭l用化學(xué)手段治理汽車尾氣的合理化建議： 。答案：

18、1D 2CO2 SO2 NO(或氮氧化物) 煙塵(任選兩個)3. (1)不正確，汽油中不存在碳、硫、氮等單質(zhì)。所列反應(yīng)式不能表示汽油在燃燒過程中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。(2)改變發(fā)動機的結(jié)構(gòu)，使汽油充分燃燒?；蛟谄嚢l(fā)動機內(nèi)安裝轉(zhuǎn)化器，加入催化劑，使尾氣中的有害物質(zhì)轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。備課資料1什么是光化學(xué)煙霧?為什么它會嚴重損害人的健康?從汽車中排出的大量廢氣嚴重污染空氣。汽車廢氣中，含有有毒的一氧化碳、二氧化硫、二氧化氮和一些碳氫化合物，形成所渭的“光化學(xué)煙霧”，使人眼睛受刺激、淚水不止，頭暈?zāi)垦?甚至手足抽搐。光化學(xué)煙霧的形成，主要是由于汽車廢氣中的二氧化氮受陽光紫外線照射后，放出氧原子，變成一氧化

19、氮。而游離的氧原子又和空氣中的氧氣分子相化合，變成臭氧分子。不論是氧原子還是臭氧分子，都能使汽車廢氣中的一些碳氫化合物氧化，變成乙醛。乙醛本是一種無色液體，但很容易揮發(fā)，沸點只有208，它的蒸氣具有刺鼻的氣味，能強烈刺激人眼，造成流淚、紅腫。另外，一氧化氮、二氧化氮和碳氫化合物經(jīng)過許多復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生氧化劑，也能使人眼紅和喉痛。因為這是在日光中紫外線照射下發(fā)生的光化學(xué)反應(yīng)，所以叫“光化學(xué)煙霧”。美國洛杉磯，光化學(xué)煙霧曾使400多人死亡，許多人得了紅眼病。據(jù)統(tǒng)計，在60年代美國每年汽車廢氣中排出的一氧化碳、二氧化碳和碳氫化合物等有毒物質(zhì)，多達8100余萬噸。日本也是如此。在東京的街道上，經(jīng)常彌漫著汽車廢氣造成的光化學(xué)煙霧，使人眼睛疼痛不已。東京的一所中學(xué)，有40多個學(xué)生在上課時昏倒。經(jīng)衛(wèi)生部門分析，是一氧化碳中毒。這些一氧化碳是從學(xué)校旁邊開過的許多