7.2+化石能源的合理利用教學(xué)設(shè)計(jì)-2024-2025學(xué)年九年級化學(xué)人教版（2024）上冊

教學(xué)設(shè)計(jì)課題內(nèi)容課題2化石能源的合理利用教學(xué)分析課標(biāo)解析:認(rèn)識化學(xué)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(yīng)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(shí)例，從物質(zhì)及其變化的視角，認(rèn)識資源的綜合利用與新能源的開發(fā)，理解化學(xué)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)的關(guān)系。了解酒精等在社會生活中的應(yīng)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(jī)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(gè)單元所學(xué)的一些化學(xué)原理的鞏固并有所延伸；從價(jià)值層面看，著眼于培養(yǎng)學(xué)生的社會責(zé)任意識，使學(xué)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(xué)情分析:本課題應(yīng)該屬于科普性化學(xué)知識，化學(xué)學(xué)科專業(yè)知識不強(qiáng)，知識難度不高；而且分析學(xué)生的原有認(rèn)知水平，這部分知識與學(xué)生的生活實(shí)際聯(lián)系密切，在其他學(xué)科中也對這部分知識有一定滲透，學(xué)生只是對“化石燃料”缺乏較全面地認(rèn)識。學(xué)習(xí)目標(biāo)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(rèn)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(rèn)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(hù)意識；3.樹立辯證認(rèn)識問題的意識，正面認(rèn)識化學(xué)的作用。達(dá)成評價(jià)學(xué)生能夠知道化石燃料的組成和用途，認(rèn)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(hù)環(huán)境的意識。重難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：認(rèn)識化石燃料。教學(xué)難點(diǎn)：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(shí)例，知道保護(hù)環(huán)境的措施等。問題與活動(dòng)活動(dòng)設(shè)計(jì):1.創(chuàng)設(shè)情境，構(gòu)建項(xiàng)目，引入課題?！拘抡n導(dǎo)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(shí)保護(hù)好我們的生存環(huán)境?項(xiàng)目任務(wù)一：化石燃料的利用【學(xué)生活動(dòng)】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(fù)雜變化而形成的，屬于不可再生能源。【講解】1.煤的組成和利用煤是一種復(fù)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(qiáng)熱，可發(fā)生化學(xué)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?xì)?，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(diǎn)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?xì)浠衔?，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(shí)，產(chǎn)生明亮的藍(lán)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(xué)方程式為：CH4+O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃),)CO2+H2O重點(diǎn)提示：天然氣是可燃性氣體，點(diǎn)燃前一定要驗(yàn)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(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?！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(xiàng)目任務(wù)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?wù)勀銓剂鲜褂门c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(gè)方面入手，提高燃燒利用率就是使燃料充分燃燒?！咎釂枴咳剂喜怀浞秩紵娜秉c(diǎn)？【講解】不僅浪費(fèi)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(shí)，也給人類生存的環(huán)境帶來了污染，請同學(xué)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(shí)，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?xì)浠衔锛疤苛！m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(yīng)”，導(dǎo)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(yīng)后的生成物溶于雨水，會形成酸雨。①危害人體健康；②導(dǎo)致水體酸化，嚴(yán)重影響水生動(dòng)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(shí)，可以通過提高燃料質(zhì)量和改進(jìn)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(jìn)生產(chǎn)中使用的脫硫設(shè)備，并在很多地方用天然氣代替煤;改進(jìn)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)汽車。項(xiàng)目任務(wù)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(yīng)用于航天、交通等領(lǐng)域(如圖7-24、圖7-25)。2H2+O2eq\o(=,\s\up7(點(diǎn)燃),)2H2O【講解】氫氣可以通過電解水制得，在實(shí)驗(yàn)室里常用鋅和稀硫酸反應(yīng)來制得，反應(yīng)的化學(xué)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(yùn)成本較高，氫氣在生產(chǎn)和生活中還未能廣泛應(yīng)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(jìn)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(fēng)能、核能、地?zé)崮堋⑺芎蜕镔|(zhì)能等清潔能源的應(yīng)用也越來越普遍，促進(jìn)能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)不斷優(yōu)化，向清潔低碳方向轉(zhuǎn)變。教學(xué)評價(jià)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(rèn)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(rèn)識到能源正在枯竭，能夠激發(fā)起節(jié)約資源的意識，同時(shí)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(yīng)采取什么樣的措施改善環(huán)境。5.通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，認(rèn)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(hù)環(huán)境，激發(fā)起社會責(zé)任感，增強(qiáng)節(jié)約意識與環(huán)保意識。遷移運(yùn)用(當(dāng)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(dòng)不會導(dǎo)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(jìn)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(shè)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(xué)