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2019-2020年九年級化學上冊 第七單元課題3 使用燃料對環(huán)境的影響示范教案 人教新課標版 從容說課 環(huán)境問題是全球極為關注的事情。本課題主要結合化石燃料的燃燒對環(huán)境造成的污染，說明使用清潔燃料和開發(fā)新能源以及保護環(huán)境的重要性。 在教學過程中，教師采用了多種多樣的教學方法對“環(huán)境”這樣一個大題目進行教學。 首先。教師通過兩組形成鮮明對比的畫面，使學生認識到燃料燃燒給人們生活帶來方便的 同時，也給環(huán)境帶來了嚴重的危害。 其次，教師組織學生通過“模擬酸雨地危害”實驗，加深對酸雨危害的認識。 最后，師生共同討論學習乙醇、氫氣等新型燃料以及一些綠色能源。 教學目標 1．知識與技能 (1)了解化石燃料對環(huán)境的影響。 (2)認識使用和開發(fā)清潔燃料及各種能源的重要性。 2．過程與方法 (1)運用模擬實驗，認識酸雨的危害。 (2)運用討論的方法，獲取更多的新知識。 3．情感態(tài)度與價值觀 (1)增強保護環(huán)境的意識。 (2)激發(fā)更強的求知欲。 (3)逐步培養(yǎng)學生用辯證的眼光看“燃料的燃燒”。 (4)培養(yǎng)對化學、對科學的熱愛。 教學重點 1．了解化石燃料對環(huán)境的影響。 2．認識使用和開發(fā)清潔燃料及各種能源的重要性。 教學難點 1．逐步培養(yǎng)學生對現(xiàn)有資料進行分析的能力。 2．提高學生綜合應用的能力。 教學方法 引導→實驗→聯(lián)系實際→拓展引申→開闊視野→小結內容。 教具準備 教師用具：投影儀、燒杯、“模擬酸雨水”。 學生用具：樹葉。 課時安排 1課時 教學過程 [以圖片的對比，創(chuàng)設情境] [教師]在開始學習新內容前，我們先來觀看兩組幻燈片。(或投影) [投影] 第一組：課本P128圖7—24。 第二組：課本P134圖7—30、圖7—31、圖7—32。 [設問]這樣的兩組畫面給同學們傳遞了什么樣的信息呢? [學生回答]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。 [過渡]非常好。我們這節(jié)課就一起來學習“使用燃料對環(huán)境的影響”。 [板書]課題3 使用燃料對環(huán)境的影響 [新課引入]燃料的使用，給人們的生活帶來了很多方便，但卻對環(huán)境造成了不良的影響。我們主要從燃料燃燒對空氣的影響的角度來學習。 [板書]一、燃料燃燒對空氣的影響 [設問]你知道哪些有關這方面的知識呢? [學生討論] [回答]可能有的答案： 1．石油、煤等化石燃料以及它們的加工產(chǎn)品在燃燒過程中會產(chǎn)生一些含氮、含硫的化合物，排放到大氣中，對空氣造成污染。 2．1930年12月1日至5日，在比利時的馬斯河谷工業(yè)區(qū)，由于燃料的燃燒排放出了大量的有害氣體，在逆溫的條件下大量積累，使60多人中毒死亡，幾千人患呼吸道疾病，許多家禽死亡。 3．汽車中的燃料——柴油或汽油，燃燒時產(chǎn)生的一些物質會直接排放到空氣中，尾氣中含有一些一氧化碳，未燃燒的碳氫化合物，氮的氧化物，含鉛氧化物和煙塵等，對空氣造成了嚴重的污染。比如在20世紀50年代初期，美國洛杉磯市發(fā)生了嚴重的光化學污染事件，65歲以上的老人死亡400人。由于該市三面環(huán)山，高速公路縱橫交錯，汽車漏油、汽油不完全燃燒和汽車排放尾氣，城市上空聚積近千噸的石油廢氣、氮氧化物和一氧化碳。這些物質在陽光的照射下，形成了淡藍邑的光化學煙霧。 4．光化學煙霧對污染環(huán)境危害性很大，但這種現(xiàn)象是在一定條件下形成的，不是經(jīng)常出現(xiàn)的。目前酸雨的危害日趨嚴重，酸度不斷增加，范圍日益擴大。據(jù)報道，過去酸雨只限于大城市和工業(yè)集中區(qū)，近年來已發(fā)展到中小城市甚至農(nóng)村。 [評價]大家聯(lián)系生活實際回答問題是一個很大的進步，非常好。 [過渡]說到酸雨，我們從剛才的圖片上已經(jīng)看到酸雨對森林、雕像都造成了嚴重的危害。下面，我們一起通過酸雨危害的模擬實驗來認識一下酸雨對環(huán)境的破壞(教材P140頁)。 [活動與探究] (因制SO2存在污染問題，所以教師課前配好模擬酸雨水，課上供給學生做實驗。) [現(xiàn)象]1．植物葉片(或果皮)都變色。 2．有氣泡冒出，鎂條或鋅粒逐漸變小。 3．有氣泡冒出。 [教師補充]煤燃燒時會排放出二氧化硫、二氧化氮等污染物，這些氣體溶于雨水，會形成 酸雨。 [設問]那么，同學們根據(jù)上述的實驗，能否具體談淡酸雨對環(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、紡織品及建筑材注有腐蝕性。 4. 酸雨滲入地下，可能引起地下水酸化。 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，引起肺水腫等疾病而使人致死。 …… [過渡]我們生活的家園——地球，她在流淚，她在滴血，她的兒女們不能坐以待斃。那我們應該采取怎樣的措施來保護她呢? [學生討論] [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行合理的開發(fā)和利用。 3．改進設備，使燃料充分燃燒；增加催化凈化裝置，使有害氣體轉化成無害氣體。 4．使用無鉛汽油，禁止含鋁物質排放。 5．開發(fā)新能源。 …… [教師和學生一起總結剛才的內容并板書] [板書] [過渡]煤和石油雖然是重要的化工原料，由于它們燃燒時對空氣造成污染，所以人類把眼光放在了使用和開發(fā)清潔的燃料上。 [板書]二、使用和開發(fā)新的燃料及能源 [投影] 車用乙醇汽油 乙醇是以高梁、玉米、小麥、薯類、糖蜜等為原料，經(jīng)發(fā)酵、蒸餾而制成的。將乙醇液中含有的水進一步除去，再添加適量的變性劑(為防止飲用)可形成變性燃料乙醇。車用乙醇汽油是將變性燃料乙醇和汽油以一定的比例混合而形成的一種汽車燃料。使用這種燃料不但可以節(jié)省石油資源和有效地減少汽車尾氣的污染，還可以促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。 乙醇汽油在一些國家已成功使用多年，目前在我國也開始受到重視。xx年4月2日，國家質量技術監(jiān)督局發(fā)布了《變性燃料乙醇》和《車用乙醇汽油》兩項國家標準；并于xx年4月15日開始實施。我國將根據(jù)具體情況，在一些城市逐步推廣使用乙醇汽油。 [講解]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)良的有機溶劑。 乙醇的成分里含有碳、氫、氧三種元素，它的化學式是C2H5OH。 [設問]根據(jù)乙醇的化學式，你認為作為汽車變性燃料的乙醇與氧氣發(fā)生反應的生成物是什么呢? [回答]二氧化碳和水。 [追問]為什么呢? [回答]根據(jù)質量守恒定律，從微觀的角度來講，反應前后原子的種類和數(shù)目不變。 [評價]非常好!大家學習時要注意新舊知識的聯(lián)系。 [板書]1．乙醇(酒精) C2H5OH+3O22CO2+3H2O [引申]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，它真的是冰嗎? [回答]不是，這種類似于冰的物質其實是一種固體酒精。 [教師補充]從這個實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、內燃機等的燃料。 [設問]除了乙醇之外，你還知道哪些新型的燃料或者能源。 [回答]1．氫氣被認為是最清潔的燃料，它點燃后生成了水，并且放出大量的熱。但由于氫氣的制取成本高和貯存困難，所以還沒有被廣泛使用。 2．地熱。地球的地心是高達幾千攝氏度的熔巖，地熱能的總量，相當于煤炭總量的1．7億倍。 3．潮汐能。它是一種不消耗的燃料，是沒有污染，不受洪水或枯水影響，用之不竭的再生 能源。在海洋能源中，潮汐能的開發(fā)利用最為現(xiàn)實，最為方便。 …… [板書]2．氫氣 2H2+O22H2O [過渡]科學家在開發(fā)新能源上，已經(jīng)取得了累累碩果。讓我們一起來看看這個可喜的成果。(或投影或制成課件) [投影] 一、用地熱水發(fā)電 產(chǎn)生地熱能源需要兩個條件：發(fā)熱的巖石和滾燙的水。在冰島，這兩者都具備，而且豐富得很。由此派生出地熱利用的兩種模式，一種是直接將地下熱水抽出，另一種是向地下有熱巖的地方注入冷水，利用熱巖加熱冷水，再把熱水從另一處抽出。前一種方式較省事，但地下熱水中含有多種腐蝕物，對供熱管道的腐蝕極大，如不采取有效措施事先加以預防，這種地熱利用是不會長久的。后一種方式雖然腐蝕問題不嚴重，但是，很難控制地下那個巨大的“加熱爐”(即熱巖)的活動?？傊?，不論采用哪種方式利用地熱，都必須擁有先進的科學技術和工業(yè)基礎。 冰島利用地熱主要靠注入冷水取得地熱能。利用地下沸水的內斯韋利熱能發(fā)電廠，居然提供了雷克雅未克所需熱能的1／3。該廠位于地熱高溫區(qū)，地下xx米深處的溫度已達400℃。從18個鉆孔中冒出水與蒸汽的混合物。這些混合物經(jīng)過熱交換器，冷水就被加熱到約90℃。不過，由于水中存在的大量的氧氣對管道系統(tǒng)具有相當強的腐蝕作用，所以必須去除水中的氧氣。為此，人們不僅使用普通的排氣法，還在水中添加少量硫化氫。硫化氫與氧氣發(fā)生反應后，就可以除去剩余的氧氣，這就是為什么雷克雅未克的熱水中常常會有一股淡淡的臭雞蛋味的緣故。 冰島人采用的這一措施還真有效，如果來自地層深處的沸水直接進入管道系統(tǒng)，管壁很快就會穿孔。因為地下水中含有豐富的礦物質以及酸性腐蝕物質，即使采用最好的鋼管，用不了幾個月也會被腐蝕。而硅酸、氯化鈉及鐵、鈣等元素在冷卻時卻會凝固成黏合物，很快將水龍頭堵塞。若在水中添加少量硫化氫，上述弊端即都能克服。 在日本，新源產(chǎn)業(yè)技術綜合機構則于1991年末成功地進行了地下熱水發(fā)電實驗。他們將熱水在低溫下與沸騰的煤體進行熱量交換，利用交換過程中產(chǎn)生的蒸汽發(fā)電。 由于日本擁有大量的溫泉，因此在溫泉旁打井，然后安裝設備，利用地下熱水發(fā)電是很方便的，目前，這項實驗正在進行中。 二、太陽灶 收集太陽能代替煤、電，用來煮水燒飯，是大陽灶的特長。 例如，我國四川省攀枝花市注重能源利用和環(huán)境保護，這里的城鄉(xiāng)居民普遍使用太陽灶，住宅民房頂上的太陽能器具群已成為該市的一大景觀。 澳大利亞悉尼大學的一個太陽能研究小組研制了一種新型的太陽能灶，效率很高。該裝置的關鍵設備是一個獨特的太陽能集熱器，其形狀為弓狀的不銹鋼鏡子，鏡子長5英尺(約合152厘米)、寬2英尺(約合61厘米)。將這種太陽灶置于屋外的地面上，鏡子始終正對著太陽光，在其正中央布置一套發(fā)散式吸熱管，通過管子循環(huán)的水由于被加熱而變成蒸汽；再用管子將蒸汽引到屋內的灶上，用這種辦法可使灶溫達到180℃。在這么高的溫度下可進行各種烹調，既能炸制、烤制食品，也能蒸煮食品，一個灶可供應25個人就餐。 此外，由于白天在壓力容器中產(chǎn)生的熱量散發(fā)的速度很慢，所以甚至到深夜，爐灶也能保持高溫，故在夜間仍可使用。 三、干凈的核能 1986年，世界核電裝機容量還只有2．5億千瓦，7年后的1993年就發(fā)展到4億千瓦，占世界發(fā)電總量的17％，預計再過7年，到本世紀末，核電裝機容量還將增加到5億千瓦，發(fā)電量將占世界發(fā)電量的1／3～1／2。尤其是少煤缺油的法國與日本，1993年已建成投入運行的核反應堆已有56座與48座，分列世界第一位與第二位。發(fā)電總功率也達到了0．6億千瓦與0．4億千瓦。就是那些擁有豐富的煤炭、石油資源的國家，也在大力發(fā)展核電，其中羌國運行的核反應堆在80年代未就已超過了100座。而英國、俄國、德國的運行堆數(shù)在1993年也分別達到了35座、29座和20座。由此可見，進入21世紀后，能源結構中核電的比重將進一步增大，其作用和地位也將日顯重要。到那時，核能將像現(xiàn)在的煤、油、氣等天然常規(guī)能源那樣，日漸為眾多的人們所接受，進入尋常的百姓人家。 [小結]通過這節(jié)課的學習，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，我們應該團結起來保護我們的家園，努力學習，投身于現(xiàn)代化建設中。 [布置作業(yè)]習題2、3、4、5、6 板書設計 課題3 使用燃料對環(huán)境的影響 一、燃料燃燒對空氣的影響 二、使用和開發(fā)新的燃料及能源 1．乙醇(酒精) C2H5OH+3O22CO2+3H2O 2．氫氣 2H2+O22H2O