九年級化學(xué)下冊第2課時-使用燃料對環(huán)境的影響及能源的利用和開發(fā)(導(dǎo)學(xué)案)

PAGE第2課時使用燃料對環(huán)境的影響及能源的利用和開發(fā)鎮(zhèn)海中學(xué)陳志海課題使用燃料對環(huán)境的影響及能源的利用和開發(fā)課型新授課古之學(xué)者必嚴(yán)其師，師嚴(yán)然后道尊。歐陽修◆教學(xué)目標(biāo)知識與技能1.了解化石燃料對環(huán)境的影響。2.認(rèn)識使用和開發(fā)清潔燃料及各種新能源的重要性。過程與方法1.運(yùn)用模擬實(shí)驗，認(rèn)識酸雨的危害。2.運(yùn)用討論的方法，獲取更多的新知識。情感、態(tài)度與價值觀1.增強(qiáng)保護(hù)環(huán)境的意識。2.激發(fā)更強(qiáng)的求知欲，培養(yǎng)對化學(xué)、對科學(xué)的熱愛。3.逐步培養(yǎng)學(xué)生用辯證的眼光看“燃料”的燃燒。教學(xué)重點(diǎn)1.培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立思考、加工信息的能力。2.拓展性課題“煤和石油的綜合利用”。教學(xué)難點(diǎn)1．逐步培養(yǎng)學(xué)生對現(xiàn)有資料進(jìn)行分析的能力。2．提高學(xué)生綜合應(yīng)用的能力。教具準(zhǔn)備多媒體課件、燒杯、“模擬酸雨水”、樹葉、鎂帶、大理石。課前預(yù)習(xí)1.化石燃料對環(huán)境的影響，煤燃燒時會排出SO2、NO2等污染物，這些氣體溶于雨會形成酸雨。2.乙醇俗稱酒精，其化學(xué)式為C2H5OH，它在空氣中燃燒的化學(xué)方程式為C2H5OH+3O2點(diǎn)燃2CO2+3H2O。3.最理想最清潔的燃料是氫氣，實(shí)驗室制取H2的化學(xué)方程式為Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑。4.化石燃料是人類生產(chǎn)、生活的主要能源，人們開發(fā)的新能源有太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、生物質(zhì)能和核能等。新課導(dǎo)入［課件展示］以圖片的對比，創(chuàng)設(shè)情境第一組：課本P140圖7-30。第二組：課本P142圖7-34、課本P143圖7-35、圖7-36。［設(shè)問］這樣的兩組畫面給同學(xué)們傳遞了什么樣的信息呢?［學(xué)生回答］第一組畫面顯示的是化石燃料在人類生活中的用途；第二組畫面顯示了燃料在燃燒提供能量的同時，卻給環(huán)境造成了不良的影響：腐蝕巖石，污染空氣，破壞森林。［新課引入］燃料的使用，給人們的生活帶來了很多方便，但是燃料的使用正如一把雙刃劍一樣，在帶給人類方便的同時，也給環(huán)境造成了不良的影響。今天就來學(xué)習(xí)使用燃料對環(huán)境的影響。備課筆記進(jìn)行新課知識點(diǎn)1使用燃料對環(huán)境的影響［提問］三大化石燃料是什么？煤中含有哪些元素？煤燃燒后會生成什么物質(zhì)？［回答］煤、石油、天然氣是三大化石燃料。煤中主要含碳元素，此外還含有少量的H、S、N、O等元素。煤的燃燒會產(chǎn)生的空氣污染物主要有CO、SO2、NO2、煙塵等。［設(shè)問］我們知道煤燃燒會產(chǎn)生SO2、NO2等氣體污染物，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中，會形成酸雨，那么酸雨會對我們的生活環(huán)境造成什么影響呢？［實(shí)驗探究］教師引導(dǎo)學(xué)生分組完成酸雨危害的模擬實(shí)驗。酸雨危害的模擬實(shí)驗［現(xiàn)象］（1）無現(xiàn)象；植物葉片(或果皮)都變色。（2）無現(xiàn)象；有氣泡冒出，鎂條或鋅粒逐漸變小。（3）無現(xiàn)象；有氣泡冒出。［討論］比較上述實(shí)驗，試說明酸雨對環(huán)境和人類等造成了哪些危害呢?［回答］（1）酸雨引起河流、湖泊的水體酸化，嚴(yán)重影響水生動植物的生長。（2）它能破壞土壤、植被、森林。（3）酸雨對金屬、油漆、皮革、紡織品及建筑材料都有腐蝕性。（4）酸雨滲入地下，可能引起地水酸化。（5）對人體的健康有直接的危害，硫酸霧和硫酸鹽霧的毒性比二氧化硫大得多，可以侵入肺的深部組織，引起肺水腫疾病而使人致死?！塾懻摚菸覀兩畹募覉@——地球，她在流淚，她在滴血，她的兒女們不能坐以待斃。那我們應(yīng)該采取怎樣的措施來保護(hù)她呢?［回答］（1）減少人為排放的污染物。（2）減少煤中的含硫量，對煤炭中的硫資源進(jìn)行合理的開發(fā)和利用。（3）改進(jìn)設(shè)備，使燃料充燃燒；增加催化凈化裝，使有害氣體轉(zhuǎn)化成無害氣體。（4）使用無鉛汽油，禁止含鉛物質(zhì)排放。（5）開發(fā)新能源?！塾^察討論］在城市市區(qū)內(nèi)幾乎不使用煤作燃料，可我們的生活環(huán)境為什么也會如此惡劣？這是如何造成的？備課筆記知識拓展：一般把pH（酸堿度）＜5.6的雨水稱為酸雨，酸雨包括雨、雪、霧、雹等降水過程。要防治酸雨，最主要的是減少人為排放的污染物,人為排放的SO主要來自含硫煤的燃燒，因此在煤的燃燒過程中，常采用排煙脫硫技術(shù)，回收二氧化硫。進(jìn)行新課［回答］城市的空氣污染主要是由汽車尾氣造成的。汽油和柴油作為多數(shù)汽車的燃料，它們?nèi)紵龝r產(chǎn)生的尾氣中主要含有一氧化碳、未燃燒的碳?xì)浠衔铩⒌难趸?、含鉛化合物和煙塵等大氣污染物，嚴(yán)重威脅著我們的健康。［提問］我們?nèi)绾尾拍軠p少汽車的尾氣對空氣的污染呢？請看書后歸納。［回答］減少汽車尾氣的污染主要是從燃料的使用和汽車技術(shù)方面采取措施：①改進(jìn)發(fā)動機(jī)的燃燒方式，以使汽油能充分燃燒；②使用催化凈化裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害氣體；③使用無鉛汽油，禁止含鉛物質(zhì)排放；④在管理上，加大檢測尾氣的力度，禁止沒有達(dá)到環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的汽車上路；⑤改用天然氣、液化石油氣、乙醇汽油作為汽車燃料。［提問］什么是乙醇汽油？它和汽油相比有哪些優(yōu)點(diǎn)？看課本第144頁《化學(xué)·技術(shù)·社會》：車用乙醇汽油。［回答］車用乙醇汽油：將變性燃料乙醇和汽油以一定比例混合而成的，其優(yōu)點(diǎn)是：①節(jié)省石油資源；②減少汽車尾氣的污染；③促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。［講解］乙醇是一種清潔能源。乙醇俗稱酒精，它是無色透明，具有特殊氣味的液體。乙醇還容易揮發(fā)，能與水以任意比互溶，而且還是一種優(yōu)良的有機(jī)溶劑。乙醇的成分里含有碳、氫、氧三種元素，它的化學(xué)式是C2H5OH。乙醇是以高粱、玉米和薯類等為原料，經(jīng)過發(fā)酵、蒸餾而制得，是可再生能源。［設(shè)問］根據(jù)乙醇的化學(xué)式，推斷乙醇與氧氣發(fā)生反應(yīng)的生成物是什么呢?請寫出乙醇燃燒的化學(xué)方程式。［回答］二氧化碳和水。［延伸］在街上吃火鍋時，有的火鍋下面燃燒的是一種外觀類似于冰的一種物質(zhì)，它真的是冰嗎?［回答］不是，這種類似于冰的物質(zhì)其實(shí)是一種固體酒精。［補(bǔ)充］從這個實(shí)例中我們可以看出乙醇同樣有著三態(tài)變化。由于乙醇燃燒時能放出大量的熱，所以它被用作酒精燈、火鍋、內(nèi)燃機(jī)等的燃料。［小結(jié)］化石燃料燃燒對空氣造成污染的主要原因：①燃料中的一些雜質(zhì)如硫等燃燒時，產(chǎn)生空氣污染物如二氧化硫等；②燃料燃燒不充分，產(chǎn)生一氧化碳；③未燃燒的碳?xì)浠衔锛疤苛?、塵粒等排放到空氣中。［延伸］減少化石燃料燃燒對環(huán)境污染的常用方法：①在工廠安裝高效除塵器；②排煙脫硫，將工廠廢氣中的二氧化硫回收；③排煙脫氮，如在汽車上安裝凈化裝置，以降低廢氣中有害氣體的含量；④改進(jìn)燃燒方法，使燃料充分燃燒以控制氮的氧化物和碳?xì)浠衔锏纳?；⑤改變?nèi)剂辖Y(jié)構(gòu)，使用天然氣等“清潔能源”。［過渡］煤和石油雖然是重要的化工原料，由于它們?nèi)紵龝r對空氣造成污染，所以人類把眼光放在了使用和開發(fā)清潔能源上。知識點(diǎn)2能源的利用和開發(fā)（1）氫氣［提問］你對氫氣作為一種清潔燃料的認(rèn)識有哪些？氫能源有哪些優(yōu)點(diǎn)？備課筆記特別提醒：在化石燃料中，天然氣是比較清潔的燃料。要點(diǎn)提示：乙醇汽油是10%的乙醇和90%的汽油摻和而成的混合物。由于乙醇中含碳量低且不含S、N等元素，因此，具有燃燒產(chǎn)生的有害氣體少，節(jié)省石油資源，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)。進(jìn)行新課目前未廣泛使用的原因有哪些？［回答］無色無味的氣體，難溶于水，本身無毒，是最輕的氣體，極易燃燒，是最清潔的燃料；氫能源的三大優(yōu)點(diǎn)：①來源廣泛；②燃燒時熱值高；③產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境；廣泛使用面臨的困難：制取成本高和貯存運(yùn)輸困難。目前，對氫能源的開發(fā)已取得了很大進(jìn)展，隨著科技的發(fā)展，氫氣終將會成為主要能源之一。［提問］實(shí)驗室制取氫氣的原理和裝置是什么？［回答］①制取原理：Zn+H2SO4ZnSO4+H2↑或Zn+2HClZnCl2+H2↑②反應(yīng)裝置：此反應(yīng)屬固-液不加熱型，且H2是一種難溶于水且密度比空氣小的氣體，可用排水法或向下排空氣法收集（如課本P145圖7-40）。［延伸］也可設(shè)計如下制取裝置，如上圖所示。此裝置的優(yōu)點(diǎn)：使反應(yīng)隨時發(fā)生，隨時停止。［討論］組織學(xué)生交流討論課本P145討論題。（2）新能源［提問］現(xiàn)代社會對能量的需求量越來越大，化學(xué)反應(yīng)提供的能量已不能滿足人類的需求。我國各地區(qū)及世界各國也都在利用和開發(fā)新的能源。你知道有哪些能源是可被人類利用的嗎？［回答］正在利用和開發(fā)的新能源：太陽能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能等。［小結(jié)］這些能源的利用，不但可以部分解決化石燃料面臨耗盡的問題，還可以減少對環(huán)境的污染。希望同學(xué)們將來長大了，能將自己所學(xué)知識應(yīng)用到開發(fā)和利用更理想更實(shí)用的清潔能源方面，為人類生活質(zhì)量的進(jìn)一步提高作出自己的貢獻(xiàn)。教學(xué)板書課題2燃料的合理利用與開發(fā)第2課時使用燃料對環(huán)境的影響及能源的利用和開發(fā)1.使用燃料對環(huán)境的影響（1）煤的燃燒：煤燃燒產(chǎn)生的空氣污染物主要有SO2、NO2、CO、粉塵等。其中SO2和NO2溶于雨水會形成酸雨。（2）汽車用的燃料燃燒對空氣的影響：汽車使用的燃料主要是汽油或柴油。它們?nèi)紵a(chǎn)生的尾氣中主要污染物有CO、碳?xì)浠衔?、氮的氧化物、含鉛化合物和煙塵等。（3）化石燃料燃燒是對空氣造成污染的主要原因。2.能源的利用和開發(fā)（1）乙醇：化學(xué)式：C2H5OH，俗稱酒精?；瘜W(xué)性質(zhì)：易燃燒。備課筆記特別提醒：在自然界中不存在大量的氫氣，而由于氫氣的制取成本高和貯存困難，因此氫氣還不能作為燃料被廣泛使用。知識拓展：為了減少汽車尾氣對空氣的污染，主要采取以下措施：a.改進(jìn)發(fā)動機(jī)的燃燒方式，使汽油能充分燃燒。b.使用催化凈化裝置，使有害氣體轉(zhuǎn)化為無害物質(zhì)。c.使用無鉛汽油，禁止含鉛物質(zhì)排放。d.加大檢測尾氣力度，禁止未達(dá)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的汽車上路。e.改用壓縮天然氣（CNG）或液化石油氣（LPG）作燃料，以減少對空氣的污染。f.在汽油中加入適量乙醇作為汽車燃料，可適當(dāng)節(jié)約石油能源，并在一定程度上減少汽車尾氣的污染。教學(xué)板書（2）氫氣：最清潔的燃料。氫能源的三大優(yōu)點(diǎn)：①來源廣泛；②燃燒時熱值高；③產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境。廣泛使用面臨的困難：制取成本高和貯存運(yùn)輸困難。（3）新能源：太陽能、核能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能等。課堂小結(jié)通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道，在人類利用燃料的同時，也給人類所賴以生存的環(huán)境——地球，帶來了極大的危害。作為地球人類的一員，我們應(yīng)該團(tuán)結(jié)起來保護(hù)我們的家園，努力學(xué)習(xí)，投身于現(xiàn)代化建設(shè)中。教材習(xí)題解答練習(xí)與應(yīng)用（P147~P148）1.選擇題（1）造成酸雨的主要物質(zhì)是（D）。A.甲烷和一氧化碳B.二氧化硫和一氧化碳C.一氧化碳和二氧化碳D.二氧化硫和二氧化氮（4）造成煤氣中毒的物質(zhì)是（A）。A.一氧化碳B.甲烷C.二氧化碳D.二氧化硫（5）下列關(guān)于石油的敘述不正確的是（A）。A.石油是一種化工產(chǎn)品B.石油是一種混合物C.可利用石油產(chǎn)品發(fā)電D.將石油分餾可得到多種產(chǎn)品2.汽車、輪船使用的燃料有汽油、柴油等。埋于海底將來可能會替代化石燃料的新能源是可燃冰。3.資料顯示，北方某些地區(qū)冬天的空氣中二氧化硫增多，這是為什么？應(yīng)采取什么措施？解：因為冬天環(huán)境溫度較低，人們使用煤炭等燃料取暖，生活中使用的燃料多為煤、石油等化石燃料，此類燃料中均含有硫元素，燃燒后都能產(chǎn)生二氧化硫，此外一些機(jī)動車輛的尾氣是由汽油等不完全燃燒產(chǎn)生，也含有二氧化硫、一氧化碳等物質(zhì)。要使空氣中不含二氧化硫，必須改善能源結(jié)構(gòu)，如使用脫硫煤取暖，使用乙醇汽油作為汽車的燃料。5.為防止燃?xì)庑孤┰斐晌ｋU，可在家中安裝報警器。根據(jù)你家中的需要和使用燃料的情況，確定報警器應(yīng)安裝在什么位置(參考下圖所示，并可查閱相關(guān)資料)。備課筆記教材習(xí)題解答解：家中使用的燃料是天然氣，報警器應(yīng)安在上方（如圖中小男孩所看的），因為CH4的密度比空氣小。(點(diǎn)撥：若燃?xì)饷芏刃∮诳諝?，報警器?yīng)安在燃?xì)庑孤┨幹?6.煤礦的礦井里常伴生含有甲烷的煤層氣。你認(rèn)為煤礦應(yīng)采取什么安全措施？應(yīng)在哪些地方、張貼怎樣的安全標(biāo)志？解：煤礦的礦井里必須采取通風(fēng)、嚴(yán)禁煙火等安全措施，以防甲烷和空氣等混合物的爆炸。因此，要在煤礦井口、醒目的地方張貼有關(guān)嚴(yán)禁煙火的標(biāo)志。8.充分燃燒1kg天然氣和煤所產(chǎn)生的CO2和SO2氣體的質(zhì)量如下圖所示，則煤燃燒產(chǎn)生的氣體更易導(dǎo)致酸雨；天然氣燃燒對環(huán)境影響較小。難題解答例1人類社會的發(fā)展離不開能源，下列關(guān)于能源的說法錯誤的是（）A．煤、石油、天然氣是三種重要的化石燃料B．太陽能、水能、風(fēng)能是人類正在利用和開發(fā)的重要能源C．使用乙醇汽油能減少有害氣體的排放D．氫能雖是理想能源，但由于開發(fā)、貯存、運(yùn)輸?shù)燃夹g(shù)問題難以攻破，因此無開發(fā)價值。【解析】煤、石油、天然氣是重要的化石燃料，故A正確；太陽能、風(fēng)能、水能、核能、地?zé)崮艿仁侨祟惱煤烷_發(fā)的重要能源，故B正確；由于乙醇只含C、H、O三種元素，燃燒后的污染產(chǎn)物少，故C正確；雖然氫能的開發(fā)和利用有一定的困難，但它仍是未來理想的能源，有開發(fā)價值，故D錯?！敬鸢浮緿例2乙醇（C2H5OH）俗稱酒精，具有可燃性。甲、乙兩小組同學(xué)為了確定乙醇在氧氣中燃燒的產(chǎn)物，他們分別先將乙醇在氧氣中點(diǎn)燃，再用燃燒后的混合氣體進(jìn)行如下實(shí)驗（無水硫酸銅遇水變成藍(lán)色；新鮮鴨血遇O2呈鮮紅色，遇CO2呈暗紅色，遇CO2呈胭脂紅色）.甲、乙兩小組的實(shí)驗順序及觀察到的現(xiàn)象如圖所示：根據(jù)以上實(shí)驗，完成下列問題：備課筆記方法點(diǎn)撥：氫能源尚未廣泛應(yīng)用的原因：氫氣在制造、貯存和運(yùn)輸?shù)确矫孢€有許多技術(shù)問題沒有完全突破，如至今沒有找到高效的催化劑，能夠很方便地電解水得到氫氣；另外，氫氣容易爆炸，至今還沒有找到比較安全的貯存方法和運(yùn)輸方式。但隨著科技的發(fā)展，對氫能源的開發(fā)已取得了很大進(jìn)展，氫氣終將會成為主要的能源之一。難題解答（1）甲小組確定乙醇燃燒的產(chǎn)物可能是________.乙小組確定乙醇燃燒的產(chǎn)物可能是________。（2）分析甲、乙兩個小組確定的產(chǎn)物為什么不同______________________：。（3）把A、B兩個裝置順序?qū)φ{(diào)，行嗎？為什么？________________。（4）請你談?wù)労侠硎褂萌剂系囊环N方法：________________?！窘馕觥恳掖既紵谘鯕獬渥銜r產(chǎn)生二氧化碳、水，在氧氣不足時，還產(chǎn)生一氧化碳，水與無水硫酸銅作用，生成硫酸銅晶體；二氧化碳被B中石灰水吸收，通過C證明已經(jīng)無二氧化碳?xì)怏w?！敬鸢浮浚?）H2O、CO2;H2O、CO2、CO（2）甲組實(shí)驗時氧氣充足，乙醇能完全燃