化学九年级第一学期第四单元 燃料及其燃烧4.4 化学燃料优质教案
展开4.4 化学燃料（共1课时）
第1课时 绿色能源
一、设计思想
化石燃料是生活和生产中常用的燃料，煤、石油和天然气等对于学生来说也并不陌生。教学中主要通过引导学生自己思考、阅读和讨论，来学习有关煤和石油和天然气的知识，养成自学能力；结合化石燃料不可再生性，以及其燃烧对环境的影响，认识使用清洁燃料和开发新能源以及保护环境的重要性；通过提供资料、让学生课外查阅资料、上网等方法获取更多的知识，拓宽视野，逐步形成信息、资料的收集、筛选能力。
二、教学目标
1.知识与技能
（1）知道煤、石油、天然气是当今世界最重要的三大化石燃料；
（2）知道煤、石油、天然气的主要成分及所含元素；
（3）知道石油炼制出的重要产品及其用途；
（4）知道开发绿色能源的几种途径。
2.过程与方法
（1）通过石油炼制方法的学习，认识合理开采节约使用和综合利用化学燃料的方法；
（2）通过化学反应中的能量变化，认识使燃料充分燃烧的方法。
3.情感态度与价值观
（1）知道化学燃料的不可再生性，感悟合理开采节约使用和综合利用化学燃料的重要性。
（2）知道化石燃料的燃烧会带来温室效应、热污染、大气污染，形成环保、节能意识。
三、重点和难点
教学重点：化学燃料、合理开采和使用化石燃料的重要性
教学难点：化学反应中的能量变化
四、教学用品
药品：锌粒、稀硫酸等
仪器：简易启普发生器、酒精灯、纸杯等
媒体：电脑、投影仪
五、教学流程
1.流程图
2. 流程说明
[1] 化学提供人类合理使用能源的方法。人类使用能源经历了三个阶段，薪柴→煤炭→石油、天然气→以再生能源为基础的新能源。
[2] 带着问题阅读教材P120～124。问题：1．煤是怎样形成的？2．石油和天然气是怎样形成的？3．煤、石油和天然气主要成分是什么？4．煤、石油和天然气这些能源可再生吗？
[3] 讨论：为了节约能源，工业上如何综合利用煤？煤气的主要成分有哪些？煤燃烧时排出哪些有害气体？怎样的防止煤燃烧对环境的影响？
[4] 讨论：石油能否直接石油？石油的炼制原理是什么？石油产品主要有哪些？是纯净物还是化合物？有什么用途？
[5] 讨论：“西气东输”的物质？天然气的主要成分是什么？甲烷有哪些物理性质吗？点燃甲烷前是否要验纯？写出甲烷燃烧的化学方程式。
[6] 小结：煤、石油和天然气三大化石燃料的比较。
[8] 图片展示氢能的开发研究、应用研究资料。
[9]讨论：用氢气作燃料有哪些优点？如何大量获得氢能？如何储存氢气？氢气在使用过程中有哪些困难？你认为还可以开发哪些能源？
[10] 小结：绿色能源
六、教学案例
1.教学过程
教学内容 | 教师活动 | 学生活动 | 设计意图 |
世界能源结构的发展历程
| 【讲述】 能源是人类生存和发展的重要物质基础，是从事各种经济活动的原动力，也是社会经济发展水平的重要标志。 【投影】 化学提供人类合理使用能源的方法。人类使用能源经历了三个阶段，薪柴→煤炭→石油、天然气→以再生能源为基础的新能源。 【讲述】 化学科学的发展，增进了人类对自然的认识，一种新能源的出现和能源科学技术的每一次重大突破，都带来世界性的经济飞跃和产业革命，极大地推动着社会的进步。 目前，人类正处在化石燃料逐渐减少，努力开发新的替代能源的发展时期，因此，合理开采节约使用和综合利用化石燃料，同时积极开发新能源，对维持人类社会的可持续发展具体重要意义。 【提问】 你知道的燃料有哪些？哪些燃料称为化石燃料？ | 【倾听、观看】
【回答】 煤、石油和天然气 | 认识能源对人类发展的重要性
复习回顾旧知识引出课题 |
化石燃料 | 【板书】 4．4化学燃料 一、化石燃料 煤、石油和天然气 【提问】 1．煤是怎样形成的？ 2．石油和天然气是怎样形成的？ 3．煤、石油和天然气主要成分是什么？ 4．煤、石油和天然气这些能源可再生吗？ 【要求】 带着上述问题阅读教材P120～124内容 【小结】 1．煤、石油和天然气是不可再生的自然资源 2．煤、石油和天然气都是混合物 3．煤、石油和天然气组成元素以碳、氢为主 【提问】 1．为了节约能源，工业上如何综合利用煤？ 2．煤气的主要成分有哪些？ 3．煤燃烧时排出哪些有害气体？ 4．怎样的防止煤燃烧对环境的影响？
【小结】 煤燃烧时排出二氧化硫（SO2）、二氧化碳（NO2）等污染物；这些气体溶于雨水，会形成酸雨，污染环境；同时煤直接燃烧的利用率也不高。因此，生活生产中使用煤时可脱硫后再使用，或除去烟道气中的有害气体再排入，或加工成煤气等再使用，或开发新能源取代。 【提问】 1．石油能否直接使用？ 2．石油的炼制原理是什么？ 3．石油产品主要有哪些？是纯净物还是化合物？有什么用途？
【小结】石油是“工业的血液”，是当今世界上最重要的液体化石燃料。石油和石油化工是我国国民经济的支柱产业。但石油也是不可再生性资源，因此，为了可持续发展，综合利用和高效率的使用石油具有重要意义。 【提问】 1．我国的“西气东输”的“气”是什么物质？ 2．天然气的主要成分是什么？ 3．甲烷有哪些物理性质吗？ 4．点燃甲烷前是否要验纯？写出甲烷燃烧的化学方程式。 【小结】 天然气的主要成分是甲烷，是清洁的重要燃料，也是重要的工业原料。 煤、石油和天然气三大化石燃料的比较 （见板书） 【讲述】 化石燃料是由古代动植物埋在地层下，经过漫长的、一系列非常复杂的变化而逐渐形成的。化石燃料是由古代动植物埋在地层下，经过漫长的、一系列非常复杂的变化而逐渐形成的。化石燃料是人类通过化学反应获得的能量重要资源，但化石燃料是有限的，延长使用期限是非常重要的，因此，科学合理的开采和综合高效的使用非常重要，开发新的绿色替代能源更为重要。 | 【阅读、回答】 植物等被埋于土中，经长期复杂变化形成煤。煤是复杂的混合物，主要含碳元素，此外还含有少量的H、N、S、O等元素以及无机矿物质 由生物遗骸被泥沙掩埋后经长期复杂变化而形成石油。石油是一种黏稠状的液体，它主要含有碳和氢两种元素，是多种物质组成的饿混合物。 有石油的地方一般都存在天然气，主要是由碳和氢组成的气态化合物，最主要的是甲烷（CH4） 煤、石油和天然气是不可以再生能源 【讨论、交流】 用煤作为燃料的原理主要是利用碳元素与氧反应所放出的热量。用煤隔绝空气加强热制焦炭，同时还可以得到煤焦油等化工原料。制煤气，煤气主要有H2、CH4、CO，还有其他气体。 煤中有硫元素，直接燃烧会产生二氧化硫，排入空气会形成酸雨。所以最好不直接燃烧煤，而是把它加工成煤气。
【讨论、交流】 石油不直接使用，必须经过加工才能使用；炼制石油是利用石油中各成分的沸点不同，使它们分离。石油产品主要溶济油、汽油、航空煤油、煤油、柴油、润滑油、石蜡、沥青等，它们都是混合物。石油产品用途广泛。
【讨论、交流】 我国“西气东输”的是天然气，天然气的主要成分是甲烷。 甲烷是无色、无味的气体，极难溶于水，密度比空气小。可燃性气体点燃都可能发生爆炸，所以要验纯。 CH4＋2O2 CO2＋2H2O＋热量 | 学会阅读、分析、归纳等方法，形成自学能力
渗透节能、环保教育，形成节能环保意识
体验资源、化学、化工对人类发展的重要性 |
绿色能源 | 【讲述】 氢能是未来最理想的能源，氢燃烧后唯一的产物是水，无环境污染问题。所以，研究新的、经济上合理的制氢方法是一项具有战略性的研究课题 【板书】 二、绿色能源 1．氢能 【实验】 制取氢气，让学生观察氢气；检验纯度后点燃，学生观察现象；在纸杯内收集一定量氢气，做爆鸣实验。
【提问】 1．用氢气作燃料有哪些优点？ 2．如何大量获得氢能？ 3．如何储存氢气？ 4．氢气在使用过程中有哪些困难？ 【投影】 图片展示氢能的开发研究、应用研究资料 【讲述】 现代社会对能量的需求量越来越大，化学反应提供的能量已不能满足人类的需求，你认为还可以开发哪些能源？ 【小结】 新能源的开发应用是当今全球性的一个重大研究课题，发展氢能源、太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能前景广阔的前景，相信人类一定实现由化石燃料向绿色清洁新能源的转化。 【板书】 2．其它能源 太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能 【作业】 教材P128 |
【观察、交流】 氢气是无色无味的气体，密度比空气小。氢气在空气中燃烧，火焰淡蓝色，生成水。氢气与空气混合，点燃爆炸。 氢气无毒，极易燃烧，放热高，产物是水，无污染，所以氢气被认为是最清洁的燃料。氢气燃烧的化学方程式为： 2H2＋O22H2O 【观察、交流】
太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等。
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认识开发新能源的方法、途径和意义 |
2. 主要板书
4．4化学燃料
一、化石燃料
煤、石油和天然气三大化石燃料的比较
二、绿色能源
1．氢能
2．其它能源：太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等
能源的分类：
按能源的形成可分为 | 一次能源 | 自然界中存在的可直接使用的能源，如煤、石油、天然气、太阳能等 |
二次能源 | 经加工转化成的能源，如电、蒸汽、煤气、氢气、合成燃料等。 | |
按能源能否再生可分为 | 再生能源 | 再生能源是不随人类的使用而减少的能源，如太阳能、生物质能等。 |
非再生能源 | 非再生能源是随人类的使用而逐渐减少的能源，如煤、石油、天然气等 | |
按能源使用的成熟程度可分为 | 常规能源 （传统能源） | 常规能源是人类已经长期广泛使用，技术上比较成熟的能源，如煤、石油、天然气等。 |
新能源 | 新能源指以开发并少量使用，但技术上还不成熟，尚未普遍使用，却具有潜在应用价值的能源，如太阳能电池、氢能源等。 | |
按能源本身的性质可分为 | 含能体能源 | 含能体能源指能够提供能量的物质资源，如煤、石油、天然气等。能保存也可直接储存运输。 |
过程性能源 | 过程性能源指能够提供能量的物质运动形式，如太阳能、风能等。不能保存也很难直接储存运输。 |
几种能源简介
太阳能 地球上最根本的能源是太阳能。煤、石油中的化学能是由太阳能转化而成的，风能、生物能、海洋能等其实也都来自太阳能。太阳每年辐射到地球表面的能量为 50×1018 kJ，相当于目前全世界能量消费的1.3万倍，真可谓取之不尽用之不竭，因此利用太阳能的前景非常诱人。阳光普照大地，单位面积上所受到辐射热并不大，如何把分散的热量聚集在一起成为有用的能量是问题的关键。太阳能的利用方式是光热转化或光电转化。
太阳能的热利用是通过集热器进行光热转化的，集热器也就是太阳能热水器。它的板芯由涂了吸热材料的铜片制成，封装在玻璃钢外壳中。铜片只是导热体，进行光热转化的是吸热涂层，这是特殊的有机高分子化合物。封装材料也很有讲究，既要有高透光率，又要有良好的绝热性。随涂层、材料、封装技术和热水器的结构设计等不同，终端使用温度较低的在100 ℃以下，可供生活热水、取暖等；中等温度在100 ℃～300 ℃之间，可供烹调、工业用热等；高温的可达300 ℃以上，可以供发电站使用。20世纪70年代石油危机之后，这类热水器曾有蓬勃发展，特别是在美国、以色列、日本、澳大利亚等国家安装家用太阳能热水器的住宅很多(10%～35%)。20世纪80年代在美国已建成若干示范性的太阳能热发电站，用特殊的抛物面反光镜聚集热量获得高温蒸汽送到发电机进行发电。
太阳能也可通过光电池直接变成电能，这就是太阳能电池、光伏打电池。它们具有安全可靠、无噪声、无污染、不需燃料、无需架设输电网、规模可大可小等优点，但需要占用较大的面积，因此比较适合阳光充足的边远地区的农牧民或边防部队使用。已有使用价值的光电池种类不少，多晶硅(Si)、单晶硅(掺入少量硼、砷)、碲化镉(CdTe)、硒化铜铟(CuInSe)等都是制造光电池的半导体材料，它们能吸收光子使电子按一定方向流动而形成电流。光电池应用范围很广，大的可用于微波中继站、卫星地面站、农村电话系统，小的可用于太阳能手表、太阳能计算器、太阳能充电器等，这些产品已有广大市场。
风能 这是利用风力进行发电、提水、扬帆助航等的技术，这也是一种可以再生的干净能源。按人均风电装机容量算，丹麦遥遥领先，其次是美国和荷兰。我国东南沿海及西北高原地区（如内蒙古、新疆）也有丰富的风力资源，现已建成小型风力发电厂9个，发电装机容量2万千瓦。风力发电也将是电力建设的一个方面。
地热能地壳深处的温度比地面上高得多，利用地下热量也可进行发电。在西藏的发电量中，一半是水力发电，约40%是地热电，火力发电只占10%左右。西藏羊八井地热电站的水温在150 ℃左右，台湾清水地热电站水温达226 ℃。温度较低的地热泉（温泉）遍布全国，已打成地热井2000多处。地热能与地球共存亡，地热潜力不容忽视。
海洋能 在地球与太阳、月亮等互相作用下海水不停地运动，站在海滩上，可以看到滚滚海浪，在其中蕴藏着潮汐能、波浪能、海流能、温差能等，这些能量总称海洋能。从20世纪60年代起法国、前苏联、加拿大、芬兰等国先后建成潮汐能发电站，波浪能发电和温差能发电的示范装置也都已问世。我国在东南沿海先后建成7个小型潮汐能电站，其中浙江温岭的江厦潮汐能电站具有代表性，它建成于1980年，至今运行状况良好，并且还在海湾两侧，围垦农田，种植柑橘，养殖水产，取得很好的综合效益。
七、教学反思
教师采用引导归纳总结，预先让学生通过调查(查阅书籍、报刊、上网、参观访问等)收集资料，课上引导学生阅读、思考、讨论、交流，认识燃料在生活和生产中起着重要作用，燃料充分燃烧对于节约能源，减少环境污染重要性；得出煤、石油和天然气的有关知识，知道综合利用煤、石油和天然气方法；由学生畅谈新能源的开发，说明化石燃料的利与弊，认识开发和利用清洁能源的重要性，课堂教学信息量大，效率高。
沪教版 (上海)4.4 化学燃料一等奖教案设计： 这是一份沪教版 (上海)4.4 化学燃料一等奖教案设计，共3页。
沪教版 (上海)九年级第一学期3.1 水优秀教案设计： 这是一份沪教版 (上海)九年级第一学期3.1 水优秀教案设计，共4页。教案主要包含了设计思想，教学目标，教学重难点，教学技术与学习资源应用，教学流程，教学过程等内容，欢迎下载使用。
化学九年级第一学期4.2 碳优秀教学设计及反思： 这是一份化学九年级第一学期4.2 碳优秀教学设计及反思，共5页。教案主要包含了教学目标，教学重难点，教学方法，教学准备，教学过程，课堂练习，课堂练习答案等内容，欢迎下载使用。
