2024秋初中化學(xué)九年級上冊教學(xué)設(shè)計(jì)（教案）第1課時(shí) 化石能源的利用

PAGEPAGE8課題2化石能源的合理利用本課題首先通過燃燒反應(yīng)中產(chǎn)生熱量，引出化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，從而認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)的重要作用。然后主要介紹化石能源的利用。化石能源是生活和生產(chǎn)中常用的燃料，煤、石油和天然氣等對于學(xué)生來說也并不陌生。關(guān)于天然氣，則是從認(rèn)識其主要成分出發(fā)，通過實(shí)驗(yàn)，進(jìn)一步認(rèn)識燃料的燃燒和應(yīng)用。在了解化石能源對人類所起的重要作用的同時(shí)，讓學(xué)生對化石能源的使用年限進(jìn)行估算，以認(rèn)識要合理開發(fā)和節(jié)約使用資源的重要性。環(huán)境問題日益嚴(yán)重，特別是燃料燃燒對環(huán)境造成的污染，是不容忽視的問題。本課題結(jié)合化石能源燃燒對環(huán)境的影響，說明使用清潔燃料和開發(fā)新能源以及保護(hù)環(huán)境的重要性。第1課時(shí)化石能源的利用課題化石能源的利用課型新授課素養(yǎng)目標(biāo)1.了解化學(xué)反應(yīng)中的能量變化，知道化學(xué)反應(yīng)中的能量變化對人類生產(chǎn)、生活的重要作用。2.知道化石能源是人類重要的自然資源，對人類生活起著重要作用；同時(shí)，了解化石能源的不可再生性，認(rèn)識合理開采和節(jié)約使用化石能源的重要性。3.知道石油煉制出的幾種主要產(chǎn)品及其用途，認(rèn)識燃料充分燃燒的重要性。4.通過對化石能源的形成、使用年限，以及化石能源對人類所起的重要作用的了解，使學(xué)生認(rèn)識到合理開發(fā)化石能源的重要性，培養(yǎng)節(jié)約利用資源的意識。教學(xué)重點(diǎn)1.了解化石能源的形成過程和不可再生性。3.認(rèn)識化石能源對人類所起的重要作用。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(yǎng)學(xué)生獨(dú)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”。教具準(zhǔn)備多媒體設(shè)備，干燥的燒杯，試管，小燒杯，試管架，貯氣瓶，酒精燈，膠頭滴管，玻璃片，鑷子，CH4氣體，澄清石灰水，。課前預(yù)習(xí)1.三大化石能源是煤、石油和天然氣，是不可再生能源。（1）煤主要含有碳元素。（2）石油主要含有碳、氫元素。（3）天然氣的主要成分是甲烷。2.煤的干餾是化學(xué)變化。石油的分餾是物理變化備課筆記新課導(dǎo)入從最早使用的柴草，到煤、石油和天然氣，發(fā)展至今天，我們?nèi)粘Ｉ钪惺褂玫娜剂辖?jīng)過了多次變遷，也出現(xiàn)了許許多多的新型燃料。這節(jié)課我們就來學(xué)習(xí)能源和燃料。進(jìn)行新課知識點(diǎn)1化石能源的利用（1）煤和石油［過渡］目前，人類利用的能量大多來自化石能源，如煤、石油和天然氣等。這些化石能源及其加工后的產(chǎn)品常被用作燃料，因此化石能源也被稱為化石燃料。［討論］討論或思考：①你家中做飯、洗浴等使用什么燃料？②汽車、輪船、飛機(jī)、拖拉機(jī)等使用什么燃料？③煉鋼廠、熱電廠等使用什么燃料？［講解］通過討論，我們知道常見的燃料有：煤、液化石油氣、天然氣、汽油、柴油、柴草、酒精等。在這些燃料里，有些是可以再生的，比如：柴草和酒精。而有些燃料是不可再生的，比如：煤、石油和天然氣。煤、石油、天然氣是當(dāng)今世界上最重要的三大化石燃料。它們作為重要的能源，在我們的現(xiàn)代生活中起著很重要的作用。［提出問題］化石燃料是怎么形成的？為什么說它們是不可再生能源？如何開采煉制？有哪些性質(zhì)用途？［視頻播放］煤、石油的形成過程、開采煉制、性質(zhì)用途的短片。［閱讀討論］［討論1］①煤是純凈物嗎？那它含有哪些元素？②你知道煤作為燃料的原理是什么？［回答］①是混合物；煤主要含碳元素，此外還含有少量的H、N、S、O等元素以及無機(jī)礦物質(zhì)（主要含硅、鉛、鈣、鐵等元素）。②原理是利用碳元素和氧反應(yīng)放出熱量。［討論2］①石油可直接用作燃料嗎？石油產(chǎn)品中有哪些是常用燃料？②煤氣泄漏會造成什么危害？使用灌裝液化石油氣在安全上應(yīng)注意什么？［回答］①不能！石油中除了含C、H元素外，還含C、O、N等元素。如果把石油作燃料的話，石油會燃燒不充分，不僅會造成浪費(fèi)，還會生成大量的黑煙和含S、含N等有害氣體。汽油、煤油、柴油、石蠟等都是常用的燃料。石油煉制的部分產(chǎn)品和主要用途：見課本第170頁圖7-15。②危害：危害到人體和財(cái)產(chǎn)的安全；注意：使用罐裝液化石油氣在安全上應(yīng)注意不能加熱，不能猛烈撞擊，使用完后要及時(shí)關(guān)閉，液化石油氣罐要定期檢修等。備課筆記小組問題討論：常用的燃料有哪些？（煤氣、液化氣、煤、汽油、柴油、天然氣、電能、太陽能……）知識拓展：液化石油氣是一些城鎮(zhèn)家庭使用的一種燃料。是石油化工的一種產(chǎn)品，其主要成分是丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等。液化石油氣是經(jīng)加壓后壓縮到鋼瓶中的。進(jìn)行新課［歸納］煤和石油的比較［注意］①煤的干餾屬于化學(xué)變化，生成了新物質(zhì)。石油的蒸餾屬于物理變化，沒有新物質(zhì)生成。②煤氣是混合物，主要成分有氫氣(H2)、甲烷(CH4)、一氧化碳(CO)及其他氣體，可用作生活燃?xì)夂突ぴ稀＂酃扪b“煤氣”不是煤氣，而是液化石油氣，這是石油化工的一種產(chǎn)品，其主要成分有丙烷、丁烷、丙烯和丁烯等物質(zhì)。［提問］煤和石油除了作為燃料以外，還有其他用途嗎？請同學(xué)們閱讀課本P170“資料卡片”。［講解］由于煤和石油的用途非常廣泛，和人類的關(guān)系極為密切，所以，人們常把煤稱為“工業(yè)的糧食”，把石油稱為“工業(yè)的血液”。將煤隔絕空氣加熱，可使煤分解成焦炭、煤焦油和焦?fàn)t氣等。其中，焦炭可以冶金，焦?fàn)t氣則是重要的燃料，煤焦油是重要的化工原料。黑糊糊的煤焦油是一個(gè)大寶庫，已經(jīng)從它里面分離出了上百種化合物，又進(jìn)一步做成了各種有用的物質(zhì)。這樣煤就能被綜合利用了。在20世紀(jì)興起了綜合利用石油產(chǎn)品的工業(yè)——石油化工?？萍脊ぷ髡甙讶剂嫌椭休^大的分子裂解成小分子，然后把它們加工制造成各種產(chǎn)品，例如塑料、合成纖維、醫(yī)藥、洗滌劑等。（2）天然氣［過渡］剛才我們學(xué)習(xí)了煤和石油的綜合利用，接下來我們學(xué)習(xí)天然氣的有關(guān)知識。［視頻播放］天然氣的開采及燃燒利用。［講解］天然氣主要是由碳和氫組成的氣態(tài)碳?xì)浠衔?，其中最主要的是甲烷。［思考］①觀察甲烷是什么顏色？什么狀態(tài)？②甲烷在水中的溶解性如何？③甲烷的密度和空氣比較起來怎么樣呢？［回答］①甲烷是無色氣體。②甲烷極難溶于水。③甲烷的密度比空氣的小。備課筆記方法點(diǎn)撥：可再生能源與不可再生能源的區(qū)分：可再生能源是指在一定時(shí)間內(nèi)可以再生的、持續(xù)利用的一種能源，如水能、太陽能、風(fēng)能、乙醇等；不可再生能源是指經(jīng)過億萬年形成的、短期內(nèi)無法再生的能源，如煤、石油、天然氣等。進(jìn)行新課［設(shè)問］根據(jù)甲烷的這些性質(zhì)，我們可以用哪些方法收集甲烷氣體？［回答］可以用排水法收集，也可以用向下排空氣法收集。［總結(jié)］甲烷的物理性質(zhì)：無色、無味的氣體，密度比空氣小，極難溶于水。［活動(dòng)探究］請同學(xué)們注意按照課本P171［實(shí)驗(yàn)7—2］進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，做一做甲烷的燃燒實(shí)驗(yàn)（強(qiáng)調(diào)點(diǎn)燃前先驗(yàn)純?。Ｌ骄績?nèi)容如下并思考：①在實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，燒杯上出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？②迅速把燒杯倒轉(zhuǎn)過來，向燒杯內(nèi)注入澄清石灰水后，振蕩，又出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？③在實(shí)驗(yàn)開始時(shí)，點(diǎn)燃前為什么要先檢驗(yàn)甲烷的純度？④在實(shí)驗(yàn)中燒杯的條件“干燥”是實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵嗎？為什么？⑤這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明甲烷含有哪些元素？⑥你能寫出這個(gè)實(shí)驗(yàn)中涉及到的化學(xué)方程式嗎？［學(xué)生活動(dòng)，教師巡視］巡視時(shí)及時(shí)糾正學(xué)生的錯(cuò)誤操作，學(xué)生思考討論后與教師一起總結(jié)歸納。［結(jié)論］①甲烷燃燒時(shí)火焰明亮并呈藍(lán)色，可以看到，燒杯內(nèi)壁上有水滴生成。［設(shè)問］有水滴生成，說明了什么問題呢？［回答］說明甲烷的成分里一定含有氫元素。［結(jié)論］②向燒杯內(nèi)注入澄清石灰水后，發(fā)現(xiàn)燒杯內(nèi)澄清的石灰水變渾濁。［設(shè)問］這一現(xiàn)象又說明了什么問題呢？［回答］這說明甲烷燃燒時(shí)有二氧化碳生成，也就是說明了甲烷的成分里一定含有碳元素。［結(jié)論］③點(diǎn)燃甲烷和氧氣或甲烷和空氣的混合物都很可能會發(fā)生爆炸，所以要先驗(yàn)純。［延伸］煤礦的礦坑里經(jīng)常有甲烷逸出，由此，同學(xué)們想到了什么呢？［回答］煤礦里必須采取通風(fēng)設(shè)施；煤礦里一定要嚴(yán)禁明火。［結(jié)論］④“干燥”是這個(gè)實(shí)驗(yàn)成敗的關(guān)鍵。“干燥”便于判斷是否有水滴生成。［結(jié)論］⑤這個(gè)實(shí)驗(yàn)說明甲烷中含有碳元素和氫元素。［結(jié)論］⑥甲烷是由碳、氫元素組成的化合物，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。甲烷的燃燒：［設(shè)問］你們知道還有哪些地方存在甲烷氣體嗎？［介紹］在池沼的底部常常含有甲烷，通常也稱池沼中的氣體為沼氣。在我國農(nóng)村，利用沼氣可解決生活使用的燃料問題。［視頻播放］沼氣的制取和利用。［講解］在我國農(nóng)村利用沼氣，不僅可以解決生活使用的燃料問題，還能綜合治理環(huán)境衛(wèi)生問題。備課筆記特別提醒：天然氣的主要成分是甲烷，甲烷是一種無色、無味、極難溶于水的氣體，具有可燃性，與空氣的混合物遇火可能會發(fā)生爆炸，因此在點(diǎn)燃甲烷前，應(yīng)檢驗(yàn)其純度。

知識拓展：沼氣的主要成分也是CH4，秸稈、雜草，人畜糞便等廢棄物放在密閉的沼氣池中發(fā)酵，就可以產(chǎn)生甲烷，屬于可再生能源。農(nóng)村生產(chǎn)沼氣的優(yōu)點(diǎn)：a.解決農(nóng)村的燃料問題；b.改善農(nóng)村的環(huán)境衛(wèi)生；c.提高肥料的質(zhì)量。進(jìn)行新課（3）合理利用與開發(fā)化石能源［過渡］人們目前所消耗的能量主要來自化石能源。然而，化石能源要經(jīng)過數(shù)百萬年才能形成。但人類目前掠奪式的開發(fā)，會給我們的子孫后代造成什么樣的影響呢？［討論］估算大約多少年后我國的石油、天然氣和煤將被耗盡？填表(教材P173頁“思考與討論”)，并談?wù)勀銓茉吹氖褂门c開發(fā)的看法。［小結(jié)］不算不知道，一算嚇一跳。化石能源用不了多久就耗完了。因此，我們一方面要合理開采、節(jié)約使用化石能源，另一方面還要研究和開發(fā)新能源。［介紹］目前，人類通過化學(xué)反應(yīng)獲得的能量，大多來自于化石能源，而化石能源資源是有限的。所以我們要節(jié)約化石能源，從生活中的點(diǎn)滴做起，減少能源消耗，同時(shí)尋找化石能源的代替品。［過渡］就在人們擔(dān)心化石能源將被耗盡時(shí)，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)海底蘊(yùn)藏著大量可燃燒的“冰”——可燃冰，其主要成分為甲烷水合物。［視頻播放］可燃冰［講解］海底埋藏著大量可燃燒的“冰”－－可燃冰?？扇急窃诟邏汉偷蜏貤l件下形成的，主要成分是甲烷水合物，具有熱值高、儲量巨大等優(yōu)點(diǎn)，有望成為未來新能源。但如果開發(fā)和利用不當(dāng)，有可能引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害和溫室效應(yīng)加劇等問題。2017年，我國在南海神狐海域進(jìn)行的可燃冰試采獲得成功，創(chuàng)造了產(chǎn)氣時(shí)長和產(chǎn)氣總量的世界紀(jì)錄。整個(gè)試采過程未對周邊大氣和海洋環(huán)境造成影響，這對保障能源安全、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)具有重要意義。課堂小結(jié)因?yàn)樵谠S多情況下，不能直接燃燒固態(tài)煤，如汽車或拖拉機(jī)等；或者雖然能夠直接燃燒，但效率很低，如蒸汽機(jī)車熱利用率只有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，不得不考慮如何把煤加工成為氣態(tài)的、液態(tài)的或固態(tài)的高級清潔燃料的問題，以提高煤的熱量的利用和減輕環(huán)境污染。煤在加工過程中，本身的潛在能量會受到一些損失。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)過汽化或液化而取得的熱效益高于直接燃煤。同理，石油一般也不直接燃燒，推進(jìn)化石能源的清潔高效利用具有重要意義。

教學(xué)板書課題2化石能源的合理利用第1課時(shí)化石能源的利用1.化石能源：由古代生物的遺骸經(jīng)一系列復(fù)雜變化形成的，是不可再生能源。2.煤、石油、天然氣煤石油天然氣組成主要含有碳元素，還含有氫、氧、氮、硫等元素主要含有碳和氫兩種元素主要成分是甲烷（CH4）物質(zhì)類別混合物用途“工業(yè)的糧食”，重要的能源、化工原料“工業(yè)的血液”，重要的能源、化工原料清潔能源，化工原料3.煤的干餾：將煤隔絕空氣加強(qiáng)熱分解或與其他物質(zhì)反應(yīng)，得到焦?fàn)t煤氣、焦炭、煤焦油等（化學(xué)變化）。石油的分餾：將石油加熱并使用催化劑煉制，再利用各成分沸點(diǎn)不同進(jìn)行分離，知識拓展：如果在開采中甲烷氣體大量泄漏于大氣中，將比二氧化碳造成的溫室效應(yīng)還要嚴(yán)重。但可燃冰將來可能會成為代替化石能源的新能源。備課筆記要點(diǎn)提示：燃料充分燃燒可使有限的能源發(fā)揮最大的作用，降低環(huán)境污染的程度。教學(xué)板書得到多種燃料和化工原料。課堂小結(jié)這節(jié)課，我們認(rèn)識了當(dāng)今世界的三大化石能源，通過分組設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，親身感受到化學(xué)反應(yīng)中能量的變化，并且學(xué)習(xí)討論了燃料充分燃燒的現(xiàn)實(shí)意義，切身體驗(yàn)到節(jié)能的重要性。教材習(xí)題解答練習(xí)與應(yīng)用（P177）1.D2.C難題解答例1下列關(guān)于化石能源及其產(chǎn)品的敘述中，正確的是()A.天然氣是可再生能源B.通常石油直接用做燃料來使用C.煤氣和液化石油氣的組成相同D.汽油既是燃料，又是良好的溶劑【解析】煤、石油、天然氣都是不可再生能源；石油通常不能直接用作燃料，石油經(jīng)過加工后可以得到汽油、柴油、液化石油氣等；煤氣是煤隔絕空氣加強(qiáng)熱得到的，成分主要是CO、CH4、H2等，液化石油氣的成分主要是丙烷和丁烷，它是石油化工的一種產(chǎn)品，兩者的組成不同；汽油是汽車常用的燃料，也能溶解油污等物質(zhì)，是良好的溶劑。【答案】D例2在工業(yè)上，下列增大燃料利用率的措施中，與燃料的充分燃燒無關(guān)的是()A.把煤磨成粉狀進(jìn)行燃燒B.把柴油噴成霧狀進(jìn)行燃燒C.給鍋爐鼓風(fēng)，增加空氣供給量D.給鍋爐外殼裝隔熱層，減少熱量散失【解析】把煤磨成粉狀、把柴油噴成霧狀都是增大可燃物與空氣的接觸面積，使燃料燃燒得更充分；因?yàn)榭扇嘉锍浞秩紵枰渥愕难鯕?，所以給鍋爐鼓風(fēng)，增加空氣供給量可以使煤燃燒得更充分。而“給鍋爐外殼裝隔熱層，減少熱量散失”是為了提高燃料的利用率，與燃料的充分燃燒是沒有關(guān)系的。【答案】D布置作業(yè)：完成本課時(shí)對應(yīng)練習(xí)，并提醒學(xué)生預(yù)習(xí)下一節(jié)的內(nèi)容。備課筆記教學(xué)反思本課題在內(nèi)容的安排上注意從學(xué)生的親身體驗(yàn)出發(fā)，選擇學(xué)生熟悉和生活中常見的知識和現(xiàn)象，并配合視頻和圖像，增強(qiáng)學(xué)生對知識的感受；同時(shí)，注意通過活動(dòng)與探究、調(diào)查研究、討論和實(shí)驗(yàn)等形式，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。教材中還適當(dāng)編入與社會發(fā)展、新科技