第七单元《燃料及其利用》课题2燃烧的合理利用与开发教案
【教学目标】
知识与技能
(1)了解化石燃料对环境的影响。
(2)认识使用和开发清洁燃料及各种能源的重要性。
?2、过程与方法
(1)运用模拟实验，认识酸雨的危害。
(2)运用讨论的方法，获取更多的新知识。
?3、情感态度与价值观
(1)增强保护环境的意识。
(2)激发更强的求知欲。
(3)逐步培养学生用辩证的眼光看“燃料的燃烧。
(4)培养对化学、对科学的热爱。
【教学重点】
1．了解化石燃料对环境的影响。
2．认识使用和开发清洁燃料及各种能源的重要性。
【教学难点】
1．逐步培养学生对现有资料进行分析的能力。
2．提高学生综合应用的能力。
【教学方法】引导→实验→联系实际→拓展引申→开阔视野→小结内容。
【课时安排】
1课时
【教具学具准备】
教师用具：投影仪、烧杯、“模拟酸雨水”。
学生用具：树叶。
【教学过程】
[以图片的对比，创设情境]
[教师]在开始学习新内容前，我们先来观看两组幻灯片。(或投影)
[投影]
第一组：课本P128图7—24。
第二组：课本P134图7—30、图7—31、图7—32。
[设问]这样的两组画面给同学们传递了什么样的信息呢?
[学生回答]第一组画面显示的是化石燃料在人类生活中的用途；第二组画面显示了燃料在燃烧提供能量的同时，却给环境造成了不良的影响，腐蚀岩石，污染空气。
[过渡]非常好。我们这节课就一起来学习“使用燃料对环境的影响”。
[板书]课题3使用燃料对环境的影响
[新课引入]燃料的使用，给人们的生活带来了很多方便，但却对环境造成了不良的影响。我们主要从燃料燃烧对空气的影响的角度来学习。
[板书]一、燃料燃烧对空气的影响
[设问]你知道哪些有关这方面的知识呢?
[学生讨论]
[回答]可能有的答案：
1．石油、煤等化石燃料以及它们的加工产品在燃烧过程中会产生一些含氮、含硫的化合物，排放到大气中，对空气造成污染。
2．1930年12月1日至5日，在比利时的马斯河谷工业区，由于燃料的燃烧排放出了大量的有害气体，在逆温的条件下大量积累，使60多人中毒死亡，几千人患呼吸道疾病，许多家禽死亡。
3．汽车中的燃料——柴油或汽油，燃烧时产生的一些物质会直接排放到空气中，尾气中含有一些一氧化碳，未燃烧的碳氢化合物，氮的氧化物，含铅氧化物和烟尘等，对空气造成了严重的污染。比如在20世纪50年代初期，美国洛杉矶市发生了严重的光化学污染事件，65岁以上的老人死亡400人。由于该市三面环山，高速公路纵横交错，汽车漏油、汽油不完全燃烧和汽车排放尾气，城市上空聚积近千吨的石油废气、氮氧化物和一氧化碳。这些物质在阳光的照射下，形成了淡蓝邑的光化学烟雾。
4．光化学烟雾对污染环境危害性很大，但这种现象是在一定条件下形成的，不是经常出现的。目前酸雨的危害日趋严重，酸度不断增加，范围日益扩大。据报道，过去酸雨只限于大城市和工业集中区，近年来已发展到中小城市甚至农村。
[评价]大家联系生活实际回答问题是一个很大的进步，非常好。
[过渡]说到酸雨，我们从刚才的图片上已经看到酸雨对森林、雕像都造成了严重的危害。下面，我们一起通过酸雨危害的模拟实验来认识一下酸雨对环境的破坏(教材P140页)。
[活动与探究]
(因制SO2存在污染问题，所以教师课前配好模拟酸雨水，课上供给学生做实验。)
[现象]1．植物叶片(或果皮)都变色。
2．有气泡冒出，镁条或锌粒逐渐变小。
3．有气泡冒出。
[教师补充]煤燃烧时会排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物，这些气体溶于雨水，会形成
酸雨。
[设问]那么，同学们根据上述的实验，能否具体谈淡酸雨对环境和人类等造成了哪些危害呢?
[回答]1．酸雨引起河流、湖泊的水体酸化，严重影响水生动植物的生长。
2．它能破坏土壤、植被、森林。
3．酸雨对金属、油漆、皮革、纺织品及建筑材注有腐蚀性。
4.酸雨渗入地下，可能引起地下水酸化。
5.对人体的健康有直接的危害，硫酸雾和硫酸盐雾的毒性比二氧化硫大得多，可以侵入肺的深部组织，引起肺水肿等疾病而使人致死。
……
[过渡]我们生活的家园——地球，她在流泪，她在滴血，她的儿女们不能坐以待毙。那我们应该采取怎样的措施来保护她呢?
[学生讨论][来源:学§科§网Z§X§X§K]
[回答]1．减少人为排放的污染物。
2．减少煤中的含硫量，对煤炭中的硫资源进行合理的开发和利用。[来源:学科网ZXXK]
3．改进设备，使燃料充分燃烧；增加催化净化装置，使有害气体转化成无害气体。[来源:学_科_网]
4．使用无铅汽油，禁止含铝物质排放。
5．开发新能源。
……
[教师和学生一起总结刚才的内容并板书]
[板书]
[过渡]煤和石油虽然是重要的化工原料，由于它们燃烧时对空气造成污染，所以人类把眼光放在了使用和开发清洁的燃料上。
[板书]二、使用和开发新的燃料及能源
[投影]
车用乙醇汽油
乙醇是以高梁、玉米、小麦、薯类、糖蜜等为原料，经发酵、蒸馏而制成的。将乙醇液中含有的水进一步除去，再添加适量的变性剂(为防止饮用)可形成变性燃料乙醇。车用乙醇汽油是将变性燃料乙醇和汽油以一定的比例混合而形成的一种汽车燃料。使用这种燃料不但可以节省石油资源和有效地减少汽车尾气的污染，还可以促进农业生产。乙醇汽油在一些国家已成功使用多年，目前在我国也开始受到重视。2001年4月2日，国家质量技术监督局发布了《变性燃料乙醇》和《车用乙醇汽油》两项国家标准；并于2001年4月15日开始实施。我国将根据具体情况，在一些城市逐步推广使用乙醇汽油。
[讲解]乙醇俗称酒精，它是无色透明，具有特殊气味的液体。乙醇还容易挥发，能与水以任意比互溶，而且还是一种优良的有机溶剂。
乙醇的成分里含有碳、氢、氧三种元素，它的化学式是C2H5OH。
[设问]根据乙醇的化学式，你认为作为汽车变性燃料的乙醇与氧气发生反应的生成物是什么呢?
[回答]二氧化碳和水。
[追问]为什么呢?
[回答]根据质量守恒定律，从微观的角度来讲，反应前后原子的种类和数目不变。
[评价]非常好!大家学习时要注意新旧知识的联系。
[板书]1．乙醇(酒精)
C2H5OH+3O22CO2+3H2O
[引申]在街上吃火锅时，有的火锅下面燃烧的是一种外观类似于冰的一种物质，它真的是冰吗?
[回答]不是，这种类似于冰的物质其实是一种固体酒精。
[教师补充]从这个实例中我们可以看出乙醇同样有着三态变化。由于乙醇燃烧时能放出大量的热，所以它被用作酒精灯、火锅、内燃机等的燃料。
[设问]除了乙醇之外，你还知道哪些新型的燃料或者能源。
[回答]1．氢气被认为是最清洁的燃料，它点燃后生成了水，并且放出大量的热。但由于氢气的制取成本高和贮存困难，所以还没有被广泛使用。
2．地热。地球的地心是高达几千摄氏度的熔岩，地热能的总量，相当于煤炭总量的1．7亿倍。
3．潮汐能。它是一种不消耗的燃料，是没有污染，不受洪水或枯水影响，用之不竭的再生
能源。在海洋能源中，潮汐能的开发利用最为现实，最为方便。
……
[板书]2．氢气
2H2+O22H2O
[过渡]科学家在开发新能源上，已经取得了累累硕果。让我们一起来看看这个可喜的成果。(或投影或制成课件)
[投影][来源:Zxxk.Com]
一、用地热水发电
产生地热能源需要两个条件：发热的岩石和滚烫的水。在冰岛，这两者都具备，而且丰富得很。由此派生出地热利用的两种模式，一种是直接将地下热水抽出，另一种是向地下有热岩的地方注入冷水，利用热岩加热冷水，再把热水从另一处抽出。前一种方式较省事，但地下热水中含有多种腐蚀物，对供热管道的腐蚀极大，如不采取有效措施事先加以预防，这种地热利用是不会长久的。后一种方式虽然腐蚀问题不严重，但是，很难控制地下那个巨大的“加热炉”(即热岩)的活动。总之，不论采用哪种方式利用地热，都必须拥有先进的科学技术和工业基础。
冰岛利用地热主要靠注入冷水取得地热能。利用地下沸水的内斯韦利热能发电厂，居然提供了雷克雅未克所需热能的1／3。该厂位于地热高温区，地下2000米深处的温度已达400℃。从18个钻孔中冒出水与蒸汽的混合物。这些混合物经过热交换器，冷水就被加热到约90℃。不过，由于水中存在的大量的氧气对管道系统具有相当强的腐蚀作用，所以必须去除水中的氧气。为此，人们不仅使用普通的排气法，还在水中添加少量硫化氢。硫化氢与氧气发生反应后，就可以除去剩余的氧气，这就是为什么雷克雅未克的热水中常常会有一股淡淡的臭鸡蛋味的缘故。
冰岛人采用的这一措施还真有效，如果来自地层深处的沸水直接进入管道系统，管壁很快就会穿孔。因为地下水中含有丰富的矿物质以及酸性腐蚀物质，即使采用最好的钢管，用不了几个月也会被腐蚀。而硅酸、氯化钠及铁、钙等元素在冷却时却会凝固成黏合物，很快将水龙头堵塞。若在水中添加少量硫化氢，上述弊端即都能克服。
在日本，新源产业技术综合机构则于1991年末成功地进行了地下热水发电实验。他们将热水在低温下与沸腾的煤体进行热量交换，利用交换过程中产生的蒸汽发电。
由于日本拥有大量的温泉，因此在温泉旁打井，然后安装设备，利用地下热水发电是很方便的，目前，这项实验正在进行中。
二、太阳灶
收集太阳能代替煤、电，用来煮水烧饭，是大阳灶的特长。
例如，我国四川省攀枝花市注重能源利用和环境保护，这里的城乡居民普遍使用太阳灶，住宅民房顶上的太阳能器具群已成为该市的一大景观。
澳大利亚悉尼大学的一个太阳能研究小组研制了一种新型的太阳能灶，效率很高。该装置的关键设备是一个独特的太阳能集热器，其形状为弓状的不锈钢镜子，镜子长5英尺(约合152厘米)、宽2英尺(约合61厘米)。将这种太阳灶置于屋外的地面上，镜子始终正对着太阳光，在其正中央布置一套发散式吸热管，通过管子循环的水由于被加热而变成蒸汽；再用管子将蒸汽引到屋内的灶上，用这种办法可使灶温达到180℃。在这么高的温度下可进行各种烹调，既能炸制、烤制食品，也能蒸煮食品，一个灶可供应25个人就餐。
此外，由于白天在压力容器中产生的热量散发的速度很慢，所以甚至到深夜，炉灶也能保持高温，故在夜间仍可使用。
三、干净的核能
1986年，世界核电装机容量还只有2．5亿千瓦，7年后的1993年就发展到4亿千瓦，占世界发电总量的17％，预计再过7年，到本世纪末，核电装机容量还将增加到5亿千瓦，发电量将占世界发电量的1／3～1／2。尤其是少煤缺油的法国与日本，1993年已建成投入运行的核反应堆已有56座与48座，分列世界第一位与第二位。发电总功率也达到了0．6亿千瓦与0．4亿千瓦。就是那些拥有丰富的煤炭、石油资源的国家，也在大力发展核电，其中羌国运行的核反应堆在80年代未就已超过了100座。而英国、俄国、德国的运行堆数在1993年也分别达到了35座、29座和20座。由此可见，进入21世纪后，能源结构中核电的比重将进一步增大，其作用和地位也将日显重要。到那时，核能将像现在的煤、油、气等天然常规能源那样，日渐为众多的人们所接受，进入寻常的百姓人家。
[小结]通过这节课的学习，我们知道，在人类利用燃料的同时，也给人类所赖以生存的环境——地球，带来了极大的危害。作为地球人类的一员，我们应该团结起来保护我们的家园，努力学习，投身于现代化建设中。
【课堂练习】：见课后习题2、3、4、5、6
【板书设计】
课题3使用燃料对环境的影响
一、燃料燃烧对空气的影响
二、使用和开发新的燃料及能源
1．乙醇(酒精)
C2H5OH+3O22CO2+3H2O[来源:学|科|网]
2H2+O22H2O
【教后小记】
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