7.2+化石能源的合理利用教學設計-2024-2025學年九年級化學人教版（2024）上冊

教學設計課題內(nèi)容課題2化石能源的合理利用教學分析課標解析:認識化學在解決與資源、能源、環(huán)境相關(guān)的問題中的作用。了解天然氣在社會生活中的應用。知道資源開發(fā)、能源利用可能會對環(huán)境產(chǎn)生影響，樹立環(huán)保意識。結(jié)合實例，從物質(zhì)及其變化的視角，認識資源的綜合利用與新能源的開發(fā)，理解化學與生態(tài)環(huán)境保護的關(guān)系。了解酒精等在社會生活中的應用。知道人類生存與發(fā)展會面臨來自環(huán)境、能源、資源方面的危機與不確定性挑戰(zhàn)。教材分析:作為九年級上冊教材的收官之筆：從知識層面看，是對前幾個單元所學的一些化學原理的鞏固并有所延伸；從價值層面看，著眼于培養(yǎng)學生的社會責任意識，使學生知道燃料并非“取之不盡，用之不竭”的，人類必須合理開發(fā)和利用燃料。學情分析:本課題應該屬于科普性化學知識，化學學科專業(yè)知識不強，知識難度不高；而且分析學生的原有認知水平，這部分知識與學生的生活實際聯(lián)系密切，在其他學科中也對這部分知識有一定滲透，學生只是對“化石燃料”缺乏較全面地認識。學習目標1.知道化石燃料的組成和用途，了解化石燃料的不可再生性，著重介紹天然氣的燃燒，認識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；2.了解化石燃料燃燒對環(huán)境的影響，認識合理利用和開發(fā)新能源、節(jié)約使用化石燃料的重要性，樹立環(huán)境保護意識；3.樹立辯證認識問題的意識，正面認識化學的作用。達成評價學生能夠知道化石燃料的組成和用途，認識化石能源是人類重要的自然資源，了解化石燃料燃燒對環(huán)境的影響，能夠樹立節(jié)約資源、保護環(huán)境的意識。重難點教學重點：認識化石燃料。教學難點：化石燃料燃燒對環(huán)境的影響先行組織生活中有關(guān)使用化石燃料的實例，知道保護環(huán)境的措施等。問題與活動活動設計:1.創(chuàng)設情境，構(gòu)建項目，引入課題?！拘抡n導入】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。那么，化石能源是如何被利用的?如何在利用化石能源的同時保護好我們的生存環(huán)境?項目任務一：化石燃料的利用【學生活動】閱讀教材，說一說化石燃料的形成過程?！究偨Y(jié)】化石燃料是由古代生物的遺骸經(jīng)過一系列復雜變化而形成的，屬于不可再生能源?！局v解】1.煤的組成和利用煤是一種復雜的固體混合物，主要含有碳元素，此外還有氫、氧、氮硫等元素。將煤隔絕空氣將強熱，可發(fā)生化學變化，得到焦炭、煤焦油、煤氣、粗氨水等物質(zhì)。焦炭可以做冶金工業(yè)的原料，煤氣的主要成分是H2、CH4、CO，可以做生活燃氣，煤焦油可以做化工原料。煤在合成材料、殺蟲劑、電池、煉鋼、筑路材料和消毒劑都有重要作用。2.石油的組成和利用從地下開采出來的石油叫作原油，一般是黏稠的液體。石油是一種黏稠油狀液體混合物，主要含碳、氫元素，根據(jù)石油各成分沸點的不同，可分離出汽油、柴油、煤油、潤滑油、石蠟、瀝青等，是一種重要的化工原料，可用于制作合成纖維、液化石油氣、炸藥、塑料、合成橡膠、潤滑油等。液化石油氣是石油化工的一種產(chǎn)品，加壓后可儲存在鋼瓶中，一般作為燃料使用。3.天然氣我國是世界上最早利用天然氣的國家。明代的《天工開物》記載了我國古代人民利用天然氣熬制井鹽。天然氣是由碳和氫組成的氣態(tài)碳氫化合物，主要成分是甲烷（CH4），甲烷為無色、無味的氣體，密度比空氣小，甲烷燃燒時，產(chǎn)生明亮的藍色火焰，放出熱量，燒杯內(nèi)壁有水珠產(chǎn)生，且生成能使澄清的石灰水變渾濁的氣體，化學方程式為：CH4+O2eq\o(=,\s\up7(點燃),)CO2+H2O重點提示：天然氣是可燃性氣體，點燃前一定要驗純。甲烷的存在：以天然氣形式與石油伴生，以坑氣、瓦斯形式與煤伴生，以沼氣的形式存在于池沼的底部，以可燃冰的形式存在于海底。海底埋藏著大量可燃燒的“冰”--可燃冰，可燃冰是在高壓和低溫條件下形成的，主要成分是甲烷水合物，具有熱值高、儲量巨大等優(yōu)點，有望成為未來新能源。但如果開發(fā)和利用不當，有可能引發(fā)地質(zhì)災害和溫室效應加劇等問題?！具^渡】煤、石油、天然氣是三大化石燃料，屬于不可再生能源，近幾年隨著人們對能源需求量的日益增大，它們面臨著被開采枯竭的現(xiàn)狀。項目任務二：使用燃料對環(huán)境的影響【交流討論】下圖為我國化石能源可開采年限，根據(jù)圖示，談談你對化石燃料使用與開發(fā)的看法?！究偨Y(jié)】因此合理利用與開發(fā)化石能源成為人們目前面臨的迫切問題。合理利用能源可從合理開采化石能源和提高燃料利用率兩個方面入手，提高燃燒利用率就是使燃料充分燃燒。【提問】燃料不充分燃燒的缺點？【講解】不僅浪費資源還產(chǎn)生CO，污染空氣?！咎釂枴咳剂铣浞秩紵臈l件？【講解】（1）燃燒有足夠多的空氣或氧氣；（2）燃料與空氣有足夠大的接觸面積?！締栴}】煤等化石燃料的燃燒，給人類提供能量的同時，也給人類生存的環(huán)境帶來了污染，請同學們根據(jù)教材內(nèi)容總結(jié)一下：化石燃料的燃燒對空氣造成污染有哪些方面的原因？【總結(jié)與交流】化石燃料的燃燒對空氣造成污染有如下方面的原因：1．燃料中的一些雜質(zhì)如硫等燃燒時，產(chǎn)生空氣污染物如SO2等；2．燃料燃燒不充分，產(chǎn)生一氧化碳等；3．未燃燒的碳氫化合物及炭粒、塵粒等排放到空氣中形成浮塵。【講解】化石燃料中含有碳元素、硫元素、氮元素，碳元素完全燃燒會產(chǎn)生二氧化碳，二氧化碳會加劇“溫室效應”，導致兩極冰川融化，海平面上升等，碳元素不完全燃燒會產(chǎn)生一氧化碳，一氧化碳有毒，硫元素燃燒生成二氧化硫，氮元素燃燒生成二氧化氮，這些氣體或氣體在空氣中發(fā)生反應后的生成物溶于雨水，會形成酸雨。①危害人體健康；②導致水體酸化，嚴重影響水生動植物的生存；③破壞土壤、植被、森林；④腐蝕金屬及建筑物?！局v解】在使用化石能源時，可以通過提高燃料質(zhì)量和改進使用技術(shù)來減少空氣污染物的排放。我國已大力推廣使用脫硫煤，改進生產(chǎn)中使用的脫硫設備，并在很多地方用天然氣代替煤;改進汽車發(fā)動機的燃燒方式，使用催化凈化裝置，加大尾氣檢測力度，推廣使用電動汽車。項目任務三：能源的開發(fā)與利用【過渡】氫氣作為能源，正在受到越來越多的關(guān)注。氫氣本身無毒，完全燃燒放出的熱量約為同質(zhì)量甲烷的兩倍或同質(zhì)量汽油的三倍，且燃燒后的產(chǎn)物是水，不會污染空氣，也不會向大氣排放二氧化碳。氫氣是一種清潔的高能燃料，已應用于航天、交通等領(lǐng)域(如圖7-24、圖7-25)。2H2+O2eq\o(=,\s\up7(點燃),)2H2O【講解】氫氣可以通過電解水制得，在實驗室里常用鋅和稀硫酸反應來制得，反應的化學方程式是：Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑。工業(yè)上一般通過電解水或以化石能源為原料制取氫氣。目前，由于氫氣大量制取和儲運成本較高，氫氣在生產(chǎn)和生活中還未能廣泛應用。隨著科技的發(fā)展，氫能源的開發(fā)和利用已取得很大進展，氫氣將可能成為主要的能源之一?！局v解】目前，人們在努力開發(fā)新能源，太陽能、風能、核能、地熱能、水能和生物質(zhì)能等清潔能源的應用也越來越普遍，促進能源消費結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，向清潔低碳方向轉(zhuǎn)變。教學評價通過閱讀教材，能夠描述化石燃料的形成過程，知道煤、石油、天然氣的組成和利用。能夠認識可燃冰，了解可燃冰的存儲環(huán)境，能夠了解人們?yōu)殚_發(fā)新能源所做的努力。通過醒目的數(shù)據(jù)，能夠充分認識到能源正在枯竭，能夠激發(fā)起節(jié)約資源的意識，同時充分了解到燃料燃燒不充分的危害，知道化石燃料的燃燒對空氣造成的污染。通過閱讀教材，知道如何減少環(huán)境污染，應采取什么樣的措施改善環(huán)境。5.通過本節(jié)課的學習，認識化石燃料，也知道不可再生資源的寶貴，在今后的生活中懂得節(jié)約資源，保護環(huán)境，激發(fā)起社會責任感，增強節(jié)約意識與環(huán)保意識。遷移運用(當堂檢測）:1.下列不屬于化石燃料的是(D)A.天然氣B.石油C.煤D.乙醇2.據(jù)《易經(jīng)》記載：“澤中有火，上火下澤”。澤，指湖泊池沼。“澤中有火”是對“X氣體”在湖泊池沼水面上起火現(xiàn)象的描述。這里“X氣體”是指(B)A.一氧化碳B.甲烷C.氧氣D.氫氣3.PM2.5是指大氣中微粒直徑小于2.5微米的顆粒物。下列活動不會導致空氣中PM2.5升高的是(C)A.焚燒秸稈B.汽車尾氣排放C.潮汐能發(fā)電D.燃煤發(fā)電4.下列做法對于減輕環(huán)境污染沒有作用的是(C)A.不斷改進汽車尾氣凈化技術(shù)B.公交車改用壓縮天然氣或液化石油氣作燃料C.火力發(fā)電廠將廢氣高空排放D.加速地鐵、輕軌、環(huán)線等快速公共交通建設5.下列(如圖)不屬于新能源開發(fā)和利用的是(A)6.天然氣(主要成分為CH4)完全燃燒的化學