燃料的合理利用和开发

第一课时　化学反应中的能量变化　化石燃料的利用

【学习目标】：1、知道化石燃料是人类重要的自然资源，对人类生活起着重要的作用；同时，了解化石燃不可再生性，认识合理开采和节约使用化石燃料的重要性。

2、了解化学反应中的能量变化，认识燃料充分燃烧的重要性。

3、知道石油炼制出的几种主要产品及其用途。

【学习重点】： 1．了解化石燃料的形成过程和不可再生性。

           2．认识化石燃料对人类所起的重要作用。

【学习难点】：1．了解化学反应中的能量变化

2．知道石油炼制的几种主要产品及用途

学习过程

一、课前学习

阅读教材，回答以下问题：

1.化石燃料包括__________、__________和__________，它们是__________ (填“可再生”或“不可再生”)能源，属于__________ (填“纯净”或“混合”)物。从石油中炼制出的燃料有多种，举出三例__________、__________、__________；最后一级产品是__________，主要用于__________。

2.甲烷是__________和__________的主要成分，在空气中燃烧的方程式是__________，现象是发出__________，放出__________，生成__________和使澄清石灰水__________气体。

二、预习展示

学习建议：认真学习，然后独立思考自主完成下面的关于化学反应中的能量变化　化石燃料的利用检测题，相信通过自己的努力定会有丰硕的收获！

1.最早发现和利用石油的国家是(    )

A.中国              B.美国             C.日本            D.英国

2.下列物质中不是由煤干馏而得到的是(    )

A.焦炭             B.煤焦油           C.煤油            D.焦炉气

3.下列燃料中被称为未来绿色能源的是(    )

A.煤                B.石油            C.天然气           D.氢气

4.下列说法不正确的是(    )

A.太阳能、水能、风能是可持续发展的能源

B.煤、石油、天然气三种矿石燃料是永不枯竭的能源

C.地下水资源不能无限量地开发利用

D.大量排放SO₂、NO₂等气体，会形成酸雨

我的疑惑：（请将预习中不能解决的问题写下来，供课堂解决。

三、课内学习，合作探究，展示汇报：

目标一：化学反应中的能量变化

实验7-3 .在一支试管中加入一小匙干燥的生石灰，再加入2 mL水，观察现象，并用手触摸试管外壁。

结论：化学反应在生成新物质的同时，还伴随着能量的变化。而能量的变化通常表现为热量的变化。其中，放出热量的为放热反应，吸收热量的为吸热反应。

化学反应都伴随着能量变化，通常表现为热量变化

放热反应1.所有的燃烧。  2.金属和酸的反应

生活燃料的使用：做饭、取暖等；还有发电、烧制陶瓷、冶炼金属和发射火箭；开山炸石和拆除危旧建筑；等等

目标二：化石燃料的利用

生活中经常使用的燃料有煤、石油和天然气，我们常称它们为化石燃料。它们是不可再生能源。

（一）.煤和石油   （阅读课本138~139页，思考下列问题）

1、煤是纯净物还是混合物？主要组成元素是什么？还含有哪些少量元素？

2、煤完全燃烧的产物有哪些？

3、如何将煤综合利用？

将煤隔绝空气加热，生成焦炭、煤焦油、煤气等。（煤干馏[化学变化]后的综合利用，既可以充分利用煤的资源，还可以极大的减少污染。）

4、煤气的主要成分有哪些？氢气H₂   甲烷CH₄  一氧化碳CO  其他气体

石油----工业的血液：是古代动植物遗体在地层下经过非常复杂变化而形成的一种粘稠液体。它是由多种物质组成的混合物。主要含有C、H元素，还含有S、O、N等元素。

讨论：石油可直接用做燃料吗？石油产品中有哪些是常用的燃料？

不可以，因为石油是混合物，里面有很多的杂质,导致石油的易燃度减低而且直接燃烧石油会产生很多的废气,污染环境如果把石油的原油提炼后会分解出多种产物如:汽油，煤油

沥青，柴油等,可以充分利用。

石油蒸馏：根据各成分的沸点不同进行分离。（物理变化）

（二）.天然气

天然气的成分？为混合物，主要成分为甲烷气体。

甲烷是一种无色密度比空气小的气体。极难溶于水。

在有石油的地方，一般都有天然气的存在。天然气的主要成分是甲烷（CH₄)（俗称沼气）。

[实验7-4]观察甲烷的颜色、状态。点燃从导管放出的甲烷（点燃前，要先检验甲烷的纯度），在火焰的上方罩一个冷而干燥的烧杯。过一会儿，观察烧杯上的现象。迅速把烧杯倒过来，向烧杯内注入少量澄清的石灰水，振荡，观察现象。

CH₄ + 2O₂₌2H₂O+ CO₂

CO₂+Ca(OH)₂=H₂O+CaCO₃↓

这个实验说明甲烷中肯定含有氢元素、碳元素.

（1）甲烷还存在于池沼的底部（常称为沼气）

（2）甲烷还存在于煤矿的坑道中。甲烷混在空气中达到一定程度时，遇火会发生爆炸。

[讨论]人工能制取沼气吗？

把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵，就可产生甲烷。

在我国农村利用沼气，不仅可以解决生活用燃料问题；还能综合治理环境卫生问题。

[探究]：如何鉴别H₂、CO、CH₄这三种气体？

（三）、合理利用和开发化石能源

1、化石燃料形成的时间非常长，储量有限。化石燃料属于不可再生能源。人类目前消耗的能量主要来自化石燃料。

我国2004年化石能源探明储量、年产量及开采年限

2、燃料不充分燃烧的危害：

燃料燃烧不充分时，产生黑烟，并生成CO等物质，使燃料的利用率降低，浪费资源，且污染空气。

3、使燃料充分燃烧通常需要考虑两点： 

 1.燃烧时要有足够多的空气                      

    2.燃料要与空气要有足够大的接触面

讨论：工业上有时使用煤等固体燃料，为了使燃料与空气有足够的接触面，你认为应将固体燃料进行怎样的处理？

加工成小块、打成粉末、做成蜂窝多孔形状

4、可燃冰的学名为“天然气水合物”，化学式为CH₄.xH₂O是天然气在0℃和30个大气压的作用下结晶而成的“冰块”。“冰块”里甲烷占80%—99.9%，可直接点燃，燃烧后几乎不产生任何残渣，污染比煤、石油、天然气都要小得多。西方学者称其为“21世纪能源”或“未来能源”。但是可燃冰埋藏于海底的岩石中，如果在开采中甲烷气体大量泄漏于大气中造成的温室效应将比二氧化碳更加严重。所以还需要解决技术上的问题。