化學人教版九年級上冊第1課時 化學反應(yīng)中的能量變化和化石燃料的利用.ppt.ppt

1、R九年級上冊,課題2 燃料的合理利用與開發(fā),第1課時 化學反應(yīng)中的能量變化和化石燃料的利用,創(chuàng)設(shè)情境 將一小塊生石灰丟入裝著水的燒杯中，有哪些實驗現(xiàn)象？ 1.生石灰與水反應(yīng)放出了熱量。 2.生石灰與水反應(yīng)后產(chǎn)生了新的物質(zhì)。 3.我們在實驗過程中要注意化學反應(yīng)的能量變化，防止實驗過程中發(fā)生意外。 4.化學反應(yīng)的能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化。,在日常生活中，許多物質(zhì)都能發(fā)生燃燒反應(yīng)并產(chǎn)生能量（熱量），從最早使用的柴草，到煤、石油和天然氣，發(fā)展至今天，出現(xiàn)了許許多多的新型燃料。,生活經(jīng)驗告訴我們?nèi)剂先紵龝r產(chǎn)生了熱量，那么是不是只有通過燃料燃燒才能得到熱量呢？,實驗1 在一支試管中加入一小匙干燥的生石

2、灰再加入約2ml水，觀察現(xiàn)象，并用手觸摸試管外壁。 實驗2 在一個小燒杯里，加入約20g已研磨成粉末的氫氧化鋇晶體，將小燒杯放在事先已滴有34滴水的玻璃片上。然后再加入約 10g NH4Cl充分反應(yīng)。觀察玻璃片上的水是否由于結(jié)冰而將玻璃片與小燒杯粘在一起。,現(xiàn)象 實驗1：生石灰逐漸溶解，試管壁發(fā)熱； 實驗2：由于水結(jié)冰，玻璃片與小燒杯粘在一起。 設(shè)問這兩個實驗說明了什么問題呢？ 回答化學反應(yīng)中都伴隨有能量的變化，有些化學反應(yīng)中有熱量放出，有的則從外界吸收熱量。,講解 化學反應(yīng)在生成新物質(zhì)的同時，伴有能量的變化，而能量的變化通常表現(xiàn)為熱量的變化。類似于可燃物燃燒，生石灰和水這樣的反應(yīng)，我們稱之為

3、放熱反應(yīng)。像碳與二氧化碳、氫氧化鋇晶體和NH4Cl的反應(yīng)，稱之為吸熱反應(yīng)。 介紹 在當今社會，人們利用化學反應(yīng)，有時主要是為了制取所需要的物質(zhì)，有時卻主要是為了利用化學反應(yīng)所釋放出的能量。同學們能舉出一些利用化學反應(yīng)產(chǎn)生能量的實例嗎？,2.化石燃料的利用 煤和石油 煤、石油、天然氣是當今世界上最重要的三大化石燃料。它們都是由古代生物的遺骸經(jīng)一系列復(fù)雜變化而形成的，所以我們稱之為化石燃料。 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。,活動與探究討論或思考： 你家中做飯、洗浴等使用什么燃料？ 汽車、輪船、飛機、拖拉機等使用什么燃料？ 煉鋼廠、熱電廠等使用什么燃料？,小結(jié) 通過討論，我

4、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。,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？ 下面幾幅圖片是幾種化石燃料的形成過程、開采煉制、性質(zhì)用途。,閱讀討論 煤是純凈物嗎?如果不是，那它含有哪些元素？ 不是，是混合物。煤主要含碳元素，此外還含有少量的H、N、S、O元素以及無機礦物質(zhì)（主要含硅、鉛、鈣、鐵等元素） 你知道煤作為燃料的原理是什么？ 是利用碳元素和氧反應(yīng)放出熱量。,石油可直接用作燃料嗎？石油產(chǎn)品中有哪些是常用燃料

5、？ 不能！石油中除了含C、H元素外，還含O、N、S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，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。 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？ 危害：危害到人體和財產(chǎn)的安全； 注意：使用灌裝液化石油氣在安全上應(yīng)注意不能加熱，不能猛烈撞擊，使用完后要及時關(guān)閉，液化石油氣罐要定期檢修等。,歸納總結(jié)煤和石油的比較,注意 煤的干餾屬于化學變化，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。 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

6、生活燃氣。,灌裝“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？請同學們閱讀課本P139資料卡片。 交流小結(jié) 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、煤焦油和煤爐氣等。其中焦炭可以冶金，焦爐氣則是重要的燃料，煤焦油是重要的化工原料。黑糊糊的煤焦油是一個大寶庫，已經(jīng)從它里面分離出了上百種化合物，又進一步做成了各種有用的物質(zhì)，這樣煤就能被綜合利用了。 在二十世紀興起了綜合利用石油產(chǎn)品的工業(yè)石

7、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、染料、洗滌劑等。,天然氣 剛才我們學習了煤和石油的綜合利用，接下來我們學習天然氣的有關(guān)知識。,右圖是天然氣開采圖： 天然氣主要是由碳和氫組成的氣態(tài)碳氫化合物，其中最主要的是甲烷。,思考觀察甲烷是什么顏色？什么狀態(tài)？ 甲烷在水中的溶解性怎么樣？ 甲烷的密度和空氣比較起來怎么樣？ 甲烷是無色氣體。 甲烷極難溶于水。 甲烷的密度比空氣小。,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

8、難溶于水。,活動探究請同學們注意按照課本P139【實驗7-4】進行活動探究，做一做甲烷的燃燒實驗（強調(diào)點燃前先驗純?。?。,思考： 在實驗結(jié)束后，燒杯上出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？ 甲烷燃燒時火焰明亮并呈藍色，可以看到，燒杯內(nèi)壁上有水滴生成。 延伸有水滴生成，說明甲烷中什么元素呢？ 說明甲烷的成分里一定含有氫元素。,迅速把燒杯倒轉(zhuǎn)過來，向燒杯內(nèi)注入澄清的石灰水后，振蕩，又出現(xiàn)了什么現(xiàn)象？ 發(fā)現(xiàn)燒杯內(nèi)澄清的石灰水變渾濁。 延伸這一現(xiàn)象說明燃燒生成了什么物質(zhì)？可以推知甲烷里含有什么元素呢？ 說明甲烷燃燒時生成了二氧化碳，推知甲烷的成分里一定含有碳元素。 在實驗開始時點燃前為什么要先檢驗甲烷的純度？ 點燃甲烷和氧

9、氣或甲烷和空氣的混合物都很可能會發(fā)生爆炸，所以要先驗純。 延伸煤礦的礦坑里經(jīng)常有甲烷溢出，由此，同學們想到了什么呢？ 煤礦里必須采取通風措施；煤礦里一定要嚴禁明火。,在實驗中燒杯的條件“冷而干燥”是實驗成敗的關(guān)鍵嗎？為什么？ “冷而干燥”是這個實驗成敗的關(guān)鍵。“冷”有利于水汽的凝集，“干燥”可以判斷是否有水滴生成。 這個實驗說明甲烷含有哪些元素？ 這個實驗說明甲烷中含有碳元素和氫元素。 你能寫出這個實驗中涉及到的化學方程式嗎？ 甲烷是由碳和氫組成的化合物，化學式是CH4。它燃燒時生成二氧化碳和水，同時放出大量的熱。,設(shè)問你們知道還有那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

10、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用燃料問題。,右圖是沼氣的制取和利用。 在我國農(nóng)村利用沼氣，不僅可以解決生活用燃料問題，還能綜合治理環(huán)境衛(wèi)生問題。,（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燃料。然而，化石燃料要經(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？并談?wù)勀銓剂系氖褂门c開發(fā)的看法。,小結(jié) 不算不知道，一算嚇一跳。化石燃料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，另一方面還要研究和開發(fā)新能源。 討論 目前，人類通過化學反應(yīng)獲得的能量

11、大多來自于化石燃料，而化石燃料資源是有限的。那么，同學們認為怎樣利用能源才可以使它的使用期限得以延長呢？,小結(jié) 如果我們能提高煤等燃料的利用率，就相當于延長煤的使用期限。要使燃料充分燃燒通?？紤]兩點：一是要有足夠的空氣；二是要使燃料與空氣有足夠大的接觸面。 燃料充分燃燒的意義：燃料燃燒若不充分，不僅使燃料燃燒產(chǎn)生的熱量減少，浪費資源，同時還會產(chǎn)生大量的CO等物質(zhì)，污染空氣。 設(shè)問在實際生活中我們是怎樣來克服這些困難的呢？,在石油、天然氣不足的情況下，可以考慮把煤加工成為氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的高級清潔燃料，以提高煤的熱量的利用和減輕環(huán)境污染， 雖然煤在加工過程中，本身和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。,對低硫煤可以采用粉煤鍋爐，但需加煙道脫硫裝置。 對高硫煤摻石灰實行爐內(nèi)脫硫和降低氧化氮的生成。,就在人們擔心化石燃料將被耗盡時，科學家發(fā)現(xiàn)海底蘊藏著大量可燃燒的“冰”可燃冰。,例1 下列關(guān)于化石燃料及其產(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 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,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.把煤磨成粉狀進行燃燒