初中化学鲁教版九年级上册第二节 化石燃料的利用教学设计

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初中化学鲁教版九年级上册第二节 化石燃料的利用教学设计

2024-07-11 00:06| 来源: 网络整理| 查看: 265

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案例名称《化石燃料的利用》教师姓名案例类型课堂实录学段九年级教学/活动目标知识与技能: 1、知道化石燃料是人类社会重要的自然资源,了解化石燃料的不可再生性。 2、知道石油是由沸点不同的有机物组成的混合物,了解汽油、煤油等都是石油加工的产物。 3、意识到能源不足及开发,认识合理开采和节约使用化石燃料的重要性。过程与方法: 1、了解选择燃料要综合考虑的因素。懂得选择对环境污染较小的燃料。 2、能调查或收集有关酸雨对生态环境和建筑物危害的资料及当地空气质量周(日)报或相关信息,能初步分析这一时段空气质量变化的原因。 3、培养学生通过查阅资料和社会调查获取信息及对信息的加工能力。 4、联系其它学科或已有知识,开展小组合作。情感态度价值观: 1、了解充分燃烧的意义、树立珍惜资源、保护环境、爱护地球的意识。 2、通过对煤和石油的综合利用的工业原理的了解,认识化学在解决人员资源问题中的作用,培养学生的资源意识。学习者分析 初三年级的学生,已初步了解矛盾对立统一的辩证思维规律,能初步认识化学应用带来的两重性,形成了运用化学知识解决社会现实问题的意识。在学习本课之前应具备的基本知识和技能:空气污染及污染来源:空气污染主要是空气中存在一定浓度的有害气体和烟尘,目前计入空气污染的项目是二氧化硫、一氧化碳、二氧化氮、可吸入颗粒物,而这些物质主要来自于燃料的燃烧、化工厂产生的废气等。学生已经具备了查阅资料、对所查资料进行简单整理的能力。教学/活动过程 创设情境 观看海湾战争纪录片 【师】这是海湾战争纪录片中的一个片断,任何一场战争的爆发都是有原因的,你知道海湾战争爆发的原因是什么? 【生】争夺石油【师】对!海湾战争实质上是一场石油的争夺战。中东的巨大石油蕴藏量令该地区成为世界焦点,各主要石油消耗国家均希望可以影响以至控制该地区,于是经常有冲突和战争。石油是大自然馈赠给全人类的宝贵资源,贪婪者总是想占为己有。其实石油只是一种常用的化石燃料。说到燃料大家都不会陌生,不论是国民生产还是日常生活中都要用到大量的燃料。燃料燃烧时能放出许许多多的能量,可转化为光能、热能、电能、动能等。燃料在人类社会发展过程中起着举足轻重的作用。请列举你熟悉的燃料有哪些?小组讨论一下。其他同学可以补充……【生1】柴草,木头,【生2】煤【生3】煤油,汽油,柴油【生4】天然气,液化石油气…… 【师】非常好,团结就是力量,在大家共同的努力下,列举出了现代社会所用的绝大多数燃料。其中煤、石油、天然气被称作三大化石燃料,煤油汽油柴油也是石油产品。这节课,我们就来学习第六单元第二节《化石燃料的利用》,共同来讨论和学习化石燃料的昨天、今天、明天。第一部分化石燃料的昨天【师】同学们知不知道:为什么我们把煤、石油和天然气称为化石燃料呢?“化石”二字意味着什么?【生】因为它们的形成要很长的时间 【师】对,它们能被称为化石燃料是因为他们的形成经过了一个漫长的过程,这个过程需要几百万年甚至上亿年。课前同学们已经预习过教材并收集了部分关于化石燃料的材料,请把你所收集到的有关化石燃料形成的知识展示给大家。【生1】煤是植物枯萎后被埋入土中,经过漫长、复杂的变化而形成的。【生2】古生物的遗骸,埋藏在海底下,由于细菌的作用,使其逐渐分解,在高温和高压的作用下,发生复杂的化学变化物理变化,最后变成了石油和天然气。【师】前面两个同学已经清晰的阐述了化石燃料的形成过程及原因,我这里有一个关于它们形成的影视资料,希望能给大家更清楚的介绍。 【师】化石燃料的形成是一个漫长的过程,需要几百万年甚至上亿年方能形成,它们是不可再生能源。听到这里你们有什么感触吗?谈谈你的感想 【生1】化石燃料是不可再生能源用掉一点就少一点,我们要注意节约能源。比如说随手关灯,少使用私家车多坐公交车…… 【生2】想办法寻找替代能源,新型能源。【师】刚才我们回顾了化石燃料的昨天。经过了漫长的等待,我们终于等来了今天的化石燃料。在今天化石燃料正影响着人类的生活、社会的文明、科技的进步。接下来我们就全面的认识一下化石燃料。第二部分化石燃料的而今天1、认识化石燃料 煤、石油、天然气都是 混合物 ,他们的主要成分都是 碳氢化合物 。碳氢化合物是由碳元素和氢元素组成的高能量物质。这类物质在空气中燃烧时碳元素与氧元素结合生成 二氧化碳 ;氢元素与氧元素结合生成 水 ;同时会以光和热的形式释放出 能量 ,因而是很好的能源。现在世界上许多国家利用的能量都主要来自化石燃料的燃烧。请同学们各抒己见在小组内讨论,谈谈你对化石燃料的认识。 【生1】大家好下面由我来给大家介绍一下有关煤的知识。煤主要含有 碳 元素,此外还有少量的 硫、氮、氧 等元素。碳元素与氧元素反应会放出大量的热,因此工业界和民间常用煤做燃料以获取热量或提供动力。世界历史上,揭开工业文明篇章的瓦特蒸汽机就是由煤驱动的。此外,还可把燃煤热能转化为电能进而长途输运,火力发电占我国用电结构的比重就很大,也是世界电能的主来源之一。其实煤除了用作动力燃料,还可用作化工和制焦炼铁等的原料,素有 “工业粮食” 之称。煤和石油如果仅仅用作燃料烧掉就太可惜了,为此化学科技工作者们做了大量研究。煤通过 气化、焦化和液化 等过程转化成多种材料,其产物是化肥、农药、合成材料及冶金等领域的重要原料。煤的气化是 让煤在氧气不足的情况下发生不完全燃烧 ,从而转化为即可作燃料气,又可作化工原料的CO、CH4、H2等。煤的焦化是 把煤隔绝空气加强热 ,将煤分解为焦炭、焦炉气、煤焦油的过程。煤的液化又称人造石油技术,将煤中的巨型分子分裂成小分子,再用催化剂向小分子中加氢,以得到与石油产品相近的燃料油。但是,煤在燃烧的过程中会产生大量的CO2、烟尘、SO2等有害物质,严重污染环境。 【生2】从油井中开采出来的石油叫做 原油 ,是一种粘稠状的液体,主要含 碳氢 元素。原油不易点燃,而且燃烧时会产生大量黑烟,所以要將石油精炼后才可使用。石油的精炼是 利用石油中各种化学成分沸点的不同 ,将石油通过一个大的分馏塔,一一分离开来。我们常见的汽油、柴油、煤油、润滑油、重油、航空煤油、沥青等就是从石油中提炼出来的。石油产品还可以用来制造基本的化工原料,被称作 工业的血液 ,如甲烷、乙烷、乙烯、苯等这些产品经过聚合之后可以用来制造塑料、橡胶、合成纤维、清洁剂、肥料等工农业产品和生活用品。不过石油产品的使用也会造成大气污染,如汽车排出的尾气中含有燃油燃烧生成的CO、SO2、NO等有害气体。【生3】天然气是一种生态型能源或理想的城市能源,它的主要成分是 甲烷 。其燃烧产物主要是 二氧化碳和水 ,产生的空气污染物相对较少因此天然气是一种生态型能源或理想的能源。天然气可以用来发电、用作城市居民生活用气、汽车燃料及其它化工工业等。 目前我国正在实施“西气东输”工程,西气”主要是指中国新疆、青海、川渝和鄂尔多斯四大气区生产的天然气;“东输”主要是指将上述地区的天然气输往长江三角洲地区。以缓解东部地区燃料紧张的困境。 【师】大家对化石燃料的认识已经足够全面了,我把大家讲的内容简单的进行一下小结。化石燃料主要元素综合利用的方法综合利用的产品煤主要: C;其次:H、S、N、O等气化、焦化和液化等塑料、合成橡胶、合成纤维、药物、染料、炸药、汽油、煤油等石油主要:C、H;其次:S、N、O等蒸馏农药、化肥、合成材料、冶炼金属、制造电极、燃料气等天然气C 、H等【师】化石燃料不仅是优质的能量来源,还是宝贵的化工资源。我国的煤炭资源丰富、石油天然气却相对不足,煤炭储存量超过一万亿吨,占化石能源总储存量的90%以上。如果煤直接烧掉做燃料不仅浪费资源而且污染环境,在我国实现对煤的综合利用已是当务之急。煤作为工业的粮食,通过气化、焦化和液化,其产物是化肥、农药、冶炼、合成材料等领域的重要原料。化学家和化学工程师们以石油为原料,开创了辉煌的石油化学工业,从而把石油转化为塑料、合成橡胶、合成纤维、药物、染料、炸药等。因此煤石油天然气等化石燃料的用途非常广,就像刚才那位同学所说的一样如果仅仅是用来烧掉就太可惜了,这么好的东西白白糟蹋了。2、化石燃料对环境的影响【师】我注意到,有同学在谈对燃料利用的同时,还涉及了使用燃料所造成的危害,看来大家在看待事物时已经习惯运用辩证的观点,多角度分析问题了。人无完人,金无足赤,每个人都有自己的长处和短处,关键是如何扬长避短。化石燃料中除了含有碳氢元素外还有少量的S、N等元素,这些元素在一定条件下都会转化为有害气体和烟尘排放到空气中污染空气。化石燃料使用会产生空气污染物呢?【生1】碳不充分燃烧生成有毒气体CO,污染空气;【生2】碳不充分燃烧会产生黑烟、碳粒等;【生3】未燃烧的碳氢化合物排放到空气中也会污染环境;【生4】硫元素与氧元素结合成二氧化硫二氧化硫;【生5】氮元素与氧元素结合成二氧化氮等氮的化合物【师】大家的分析非常正确且全面,碳氢化合物充分燃烧转化为二氧化碳和水,但是如果碳元素不充分燃烧就会转化为一氧化碳还会产生黑烟、碳粒等,所以化石燃料的污染物是有一部分是燃料不充分燃烧产生的。如下面两幅图中滚滚的浓烟,就像大自然在控诉人类的罪行。 (1)化石燃料使用产生的污染物一方面表现在燃料不充分燃烧产生CO、黑烟、碳粒、未燃烧的碳氢化合物等。 (2)另一方面由于化石燃料中还含有SN等元素,硫元素、氮元素在燃烧分别转化为SO2、NO2,这两种气体溶于水中会形成 酸雨 。酸雨对环境的影响可大了,就像下面这两幅图所示,酸雨可破坏森林腐蚀建筑物雕像,有些雕塑经过上千年的风吹雨打就没最近50年腐蚀严重。除此之外酸雨还能腐蚀金属材料、影响农作物生长等。 综合以上学习,化石燃料中相对较洁净的能源是什么?【生】天然气(因为天然气主要成分是甲烷,只要有碳氢两种元素,完全燃烧产物是水和二氧化碳,不会产生二氧化硫、二氧化氮等气体)3、燃料的选择 【师】不同的燃料,成分不尽相同,性质存在差异。没有任何一种燃料是最理想的。煤炭价廉、易于储存和运输,但是难以点燃且燃烧时会产生大量的二氧化硫和烟尘;酒精容易点燃,不易污染环境但是价格高且不易储存和运输……请大家解决一个问题,如何选择一种合适的燃料?选择燃料时需要考虑哪些方面?点名回答…… 【生】需要考虑会产生多少烟,会剩余多少灰烬 【生】需要考虑是否易于点燃 【生】是否生成污染性气体 【生】能释放多少热量 【生】是否能稳定燃烧 【生】是否容易获取,价格是多少 【生】使用是否安全 【生】是否易储存和运输 【师】选择燃料时需考虑的因素很多,要综合考虑各方面的因素利弊。请看下面这个实例根据下表中提供的信息,结合你的生活经验,回答有关问题:燃料每产生1000kj热量的相对花费点燃难易程度燃烧时干净与否使用的安全性主要运输方式煤炭1难脏安全汽车火车轮船天然气3.5易干净泄露会发生爆炸专用管道燃料酒精5易非常干净易燃可引发火灾瓶装或桶装车运木炭2难比较干净安全袋装后车运为什么烧烤食物时时常用木炭而不用表中的其他燃料?冬季住宅取暖选择哪种燃料好?(3)城市居民做饭选择哪种燃料?第三部分化石燃料的明天 【师】化石燃料在我们的生产、生活中起着举足轻重的作用,所以为了加快社会的发展,人们正在“疯狂”地开采和使用着化石燃料。但是这儿又存在一个问题,化石燃料是取之不尽、用之不竭的吗?不!他们是不可再生的资源用掉一点就少了一点。按照现已经探明的储量和现在的开采速度,我国石油天然气几十年内就会被用光,煤也只能用一两百多年。 也许你的孩子上学时就只能在教科书上认识它们了。因此,我们一定要珍惜化石燃料。面对当前社会对化石燃料的需求量这么大,化石燃料所剩的储量又这么少的困境,我们应该怎么办?解决能源问题的出路在哪里?小组内讨论一下……第四组的同学起来发表一下你们的看法……还有补充的吗 【生】节约用电,节约用煤,研制节能产品,减少能源消耗;【生】提高燃料的利用率。比如说改进燃料燃烧设备和技术,使燃料充分燃烧,或者对燃料进行深加工后综合利用;【生】可以开发和利用新能源,寻找化石燃料的替代品。比如太阳能、核能、氢能源、风能、地热能、潮汐能;【生】保护好环境。比如把燃煤进行脱硫脱氮处理后再使用,工厂排出的废气处理达标后再排放。【师】目前人类所消耗的能源70%来化石燃料。科学家预言,尽管未来化石燃料能源仍将占有相当大比重,但其一统天下的局面将逐渐结束(地球上2亿年形成的化石燃料,大体只够人类使用300余年),可再生的清洁能源可望撑起未来世界能源供给的半壁江山。新型能源的利用已经取得了阶段性成果。 【生】风能,风力发电、风车、船帆等都是对风能的利用。 【生】太阳能,可以利用太阳能发电,我们现在已经使用太阳能热水器等。【生】地热能【生】核能,我国现在已建立秦山核电站、大亚湾核电站。 【生】水能,水能的利用主要在于水力发电,比如山峡大坝。【师】除了同学们谈到的这些新能源以外,还有海洋能、海底可燃冰等能源。总之前途是无限光明的,虽然道路很崎岖,未来能源出路问题的解决还需要在座的每一个同学的努力。【师】我们今天的任务到此结束,在这节课的学习中,你感触最深的是什么?能不能用一句话来表述。当堂训练1、 当你走过大庆油田时,你会发现长久不息的燃着的巨大“火炬”,“火炬”的黑烟飘向空中。其实那是为处理在原油开采过程中释放的燃气而造成的。看到这一情景,你会想到什么? 请从能源和环境两个角度谈谈你的观点。最近网上报道①2004年4月30日,山西某煤矿发生特大瓦斯爆炸事故,死亡36人② “西气东输”工程进展迅速,许多地区都用上了优质天然气。 (1)“瓦斯、天然气”的主要成分是_____; (2)为防止煤矿瓦斯爆炸应采取的措施是___;如果家里发生天然气泄漏,下列应急措施可行的是( ) A立即打开排气扇抽风 B打开门窗通风 C立即拨打电话求助 D检查并关闭气源阀门3、下列有关煤、石油、天然气的说法不正确的是( )A、它们都是当今世界最重要的化石能源 B、它们燃烧都生成二氧化碳 C、它们的蕴藏量是无限的 D、它们都是混合物4、选择燃料应考虑的因素是( )①是否易于燃烧②是否生成污染气体③能释放多少热量④是否能稳定的燃烧⑤是否廉价⑥使用是否安全⑦是否容易储存和运输。 A、①③⑤⑦ B、②④⑥ C、①②③④ D、①②③④⑥⑦5、含硫的劣质煤如果不完全燃烧,则排放出的有毒气体是( )A、二氧化硫 B、一氧化碳 C、二氧化硫和二氧化碳 D、二氧化硫和一氧化碳6、化石燃料是不可再生能源,开发和利用新能源迫在眉睫。下列不属于新能源的是 ( )A.太阳能 B.潮汐能 C.风能 D.石油 7、保护环境,就是关爱自己。对于生产生活中的下列做法你认为正确的是A.废旧电池随意丢弃 B.大量施用农药化肥,增加农作物产量C.加高烟囱,减少二氧化硫的排放D.生活污水集中处理后再排放8、从环境保护的角度出发,下列做法正确的是 ( )A.烧树叶,以减少垃圾运输量 B.废弃塑料就地烧掉,以消除“白色污染”C.高工厂烟囱,以减少二氧化硫对环境的污染D.输沙土的车辆盖上苫布,以免增加空气中的粉尘含量9、如图是一幅贴在汽车加油站的宣传广告。下列叙述错误的是( ) A.由玉米生产的乙醇可添加在汽油中作汽车燃料 B.玉米汁可作汽车燃料C.推广玉米生产的燃料可在一定程度上缓解当前的能源危机 D.推广乙醇汽油可适度减轻汽车尾气对环境的污教学/活动反思从整体上看,本节课基本上达到了新课程标准要求的预期目标,即:充分利用各种社会资源,挖掘教材,发展教材,根据本地、本校的实际情况,创造性地使用新教材,在人类文化背景下构建知识体系,使科学教育与人文教育交相辉映,在实践中促进学生发展。课堂活而有序,活而有效,教师起着组织者、引导者、合作者等作用。本节的教学目标是以化石燃料的利用为载体,培养学生对社会的关注意识。教学中利用多种方法和途径,对学生进行社会责任感和使命感的教育,使学生懂得:我们要关注社会的发展,要节约能源,要学好化学等科学知识,为保护环境解决能源危机做出贡献。对课堂教学改革有了一定的认识,也在教学过程中作了一些尝试。所以,在处理这节课时,我事先给学生布置了一些作业,要求他们在课余时间查阅相关资料,等到上课时由他们亲自说出来,这样一来,学生的积极性很高,分成小组查阅了不少资料。都想在课堂上表现一次。但由于课堂时间比较紧张,我还是在课上没有让学生的资料全部表现出来,这一点在以后的教学中应给予足够的重视。我觉得这节课这样处理对激发学生的学习积极性,培养学生对社会的关注意识,对社会的责任感和使命感这方面,有积极的作用。学生可以在积极查阅资料的同时,不但开阔了眼界,丰富了知识,也获得了意想不到的收获。 本节课教学过程中,不仅采用了独立、小组或团体的形式,通过观察、记录和分析、反思,评价学生在活动中的表现和活动成果;更在学习结束后,自我反思探究过程的活动表现,对自己的参与意识、合作精神、实验操作能力、探究能力、分析问题的思路、知识的理解和认知水平以及表达交流技能等方面是否在原有基础上得到了尽可能大的进步与发展,进行了全方位的自我评价,以达到学生自我激励发展的。

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