跨学科实践活动06 调查家用燃料的变迁与合理使用（活动设计）-2024-2025学年九年级化学跨学科实践活动教学课件+设计（人教版2024）

跨学科实践活动6 调查家用燃料的变迁与合理使用 活动设计 活动：调查家用燃料的变迁与合理使用 课时 3 授课年级 九年级 主题分析 本实践活动主要包含“调查家用燃料”“了解家用燃料的变迁”和“展望未来的家用燃料”三部分内容。活动从对燃料的变迁的思考出发，通过调查家用燃料的活动，认识燃料的多样性及常见家用燃料的使用方式的，从生活实例中了解对燃料燃烧的调控，尝试从科学的角度出发解释这些做法的原理，形成合理利用能源的意识。了解家用燃料的变迁，认识各种燃料的优缺点，从生活方式的变化中感受能源结构的变化，形成节约能源的观念。 教学目标 1. 运用调查研究的方法收集资料，了解家用燃料的变迁。 2. 基于家用需求，从燃烧效果、储存、环境保护、成本等角度理解家用燃料的变迁。 结合燃料的性质与燃烧的条件，理解改变燃料加工方式、改进燃烧装置等对燃料合理使用的意义，对家用燃料的选择与合理使用提出改进建议。 教学重难点 教学重点：理解家用燃料的变迁历程，掌握不同燃料的性质和合理使用方法。 教学难点：如何进行有效的调查，分析和解释数据，形成科学的观察和结论 知识整合 一、 燃烧的条件 概念 通常情况下，可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应。 条件 （1）可燃物 （2）氧气（或空气） （3）温度达到着火点 （三者缺一不可，否则不能燃烧） 二、灭火的原理和方法 方法 举例 灭火的原理 燃烧的条件决定着灭火原理，只要破坏燃烧的任何一个条件， 就可以达到灭火的目的 灭火的方法 （1）清除可燃物 森林着火砍掉树木，开辟隔离带；煤气罐着，火关闭阀门等； （2）隔绝氧气（或空气） 油锅着火盖锅盖；酒精在桌面上燃烧，用湿抹布扑盖； 熄灭酒精灯，灯帽盖灭等； （3）降温到着火点以下。 油锅着火，放青菜；水灭火；吹灭蜡烛等 三、燃料燃烧的调控 1.燃料不充分燃烧的缺点： 产生的热量减少；浪费资源；产生大量的CO污染空气 。 2.使燃料充分燃烧的方法： （1）燃烧时要有足够多的空气； （2）燃料与空气有足够大的接触面。 四、化石能源 1.煤和石油 煤 石油 特点 混合物、不可再生能源 混合物、不可再生能源 主要成分 主要含碳元素，还含少量的氢、氮、氧、硫等元素 主要含碳、氢元素 炼制原理 煤隔绝空气加热，发生化学变化 利用沸点不同，通过蒸馏使各成分分离（物理变化） 炼制产品 焦炭、煤焦油、煤气（主要含氢气、一氧化碳、甲烷） 汽油、煤油、柴油；沥青；石蜡 2.天然气（主要含碳、氢元素，主要成分是甲烷），是较清洁的能源。西气东输：输的是天然气。 甲烷 化学式 CH4 物理性质 无色,无味的气体,密度比空气小,极难溶于水。 化学性质 可燃性：CH4+2O2点燃CO2+2H2O（发出蓝色火焰） 燃烧现象及产物检验：产生明亮的蓝紫色火焰，罩在火焰上方的干冷的烧杯内壁出现水雾，倒转烧杯，注入少量澄清石灰水，澄清石灰水变浑浊。 沼气 主要成分 甲烷 制备 把秸秆、杂草、人畜粪便等废弃物放在密闭的沼气池中发酵产生。 可燃冰 主要成分 甲烷水合物。 优点 热值高，储量巨大，有望成为未来新能源。 缺点 若开发利用不当，可能引发地质灾害和温室效应加剧。 教学过程 【新课导入】 从古至今，尤其是近几十年来，家用燃料经历了巨大的变化。我国幅员辽阔，不同地区家用燃料也不尽相同。你家使用的燃料经历了怎样的变化?原因是什么?这些燃料的使用会带来什么影响?有哪些注意事项?今天，就让我们一起调查家用燃料的变迁与合理使用。 【活动过程】 任务一 调查家用燃料 ［提问］我们生活中常见的家用燃料有那些？ ［答］常见的家用燃料有木材、煤炭、液化石油气和天然气等。 ［追问］这些家用燃料的用途一般有哪些？ ［答］主要用于烹饪、热水、取暖等。 ［展示］教师多媒体展示本地家用燃料的种类和使用方式。 ［交流］同学讨论交流不同类型的家用燃料的组成，使用方式，及使用方式中的科学原理。 ［总结］家用燃料的使用及其中的科学原理： 木材 煤炭 液化石油气 天然气 组成 主要含C、H、O 主要含C，还含有H、O、N、S等 主要成分是丙烷、丁烷、丙烯、丁烯等 主要成分是 甲烷 处理方式和燃具 劈小、劈薄，用灶或火炉燃烧 制成蜂窝状，用煤炉燃烧 加压装入钢瓶中，用煤气灶燃烧 通过管道运输，用天然气灶燃烧 科学原理 增大燃料与空气的接触面，促进其充分燃烧 可调节灶具的进气口或进风口，使气体燃料充分燃烧 ［总结］合理调控燃烧等化学反应，对于生产、生活及科学研究具有重要意义。 任务二 了解家用燃料的变迁 ［讨论］小组讨论当地农村燃料的变化历程。 ［汇报］以小组为单位汇报讨论获得的燃料变迁历程，教师注意鼓励学生相互补充。 教师利用多媒体展示农村燃料变迁的主要阶段，注意讲解同时引导学生对讨论的结果进行补充。 ［小结］家用燃料的变化： 木材 煤 煤气 天然气 主要 成分 碳、氢、氧等元素 碳、氢、氧、硫、氮等元素 一氧化碳、氢气、甲烷等 甲烷 热值 约1.2×107J/kg 约3×107J/kg 约1.5×107J/m3 约3.5×107J/m3 ［讨论］家用燃料发生变迁的原因是什么呢？试着从它们的优缺点进行分析。 ［归纳］家用燃料的优缺点(含家用燃料变迁的原因)。 木材 煤 煤气 天然气 来源 自然界 自然界 煤的综合利用 自然界 主要反应 C+O2点燃CO2 C+O2点燃CO2 几种气体的燃烧 CH4+2O2点燃CO2+2H2O 燃烧产物 CO2、粉尘等 CO2、NO2、SO2、粉尘等 CO2、H2O等 CO2、H2O等 优点 取材方便 经济性高 经济性高、热值大 热值大、污染少 缺点 热值小，储存困难 对环境污染大 泄露危险 泄露危险 ［小结］家用燃料是基于家用需求而进行改变的，需要从燃烧效果、储存、环境保护、成本等角度考虑家用燃料的选择。 任务三 展望未来的家用燃料 ［过渡］我们整理了家用燃料的优缺点，也知道了家用燃料的选择需要综合考虑多方面的因素，而技术的发展和新能源的开发，会不断影响我们家用燃料的发展。 ［提问］回顾你们生活中使用的燃料，结合前面的活动分析，这些燃料是否能满足生活所需。有没有需要改进的地方。 ［答］可以满足日常生活，但存在燃烧不充分，使用不方便等问题。 ［追问］回顾我们了解过的其他能源，你们希望哪些可以成为目前家用燃料的代用品呢？ ［答］氢能、核能、太阳能、风能、水能、生物质能等。 ［展示］教师多媒体展示这些现有燃料的代用品的使用资料，并简要介绍各自的优缺点。 ［讲解］1.清洁能源 （1）核能：核能发电具有高效、稳定、不受天气影响的优点，但存在核辐射和核废料问题。 （2）天然气：燃烧时产生的二氧化碳比煤炭等传统能源要少得多，清洁且具有较高的安全性。若将烧煤气改为烧天然气，则需将燃气灶的进气口减小（或进风口增大）。 2.可再生能源 （1）太阳能：通过太阳能电池板将太阳能转化为电能，具有环保、安全、经济等特点，但成本较高且受天气影响。 （2）风能：通过风力发电实现能源转换，在合适地域内使用相对可靠、环保，成本相对较高，也受天气影响。 （3）水能：水力发电将水能转化为电能，具有环保、可持续的特点，但对地形的要求较高。 3.其他能源 （1）生物质能：以生物质为载体，可直接或间接地转化为常规燃料，属于可再生能源，具有广阔的应用前景。 （2）地热能：利用地热资源进行发电或供暖，具有环保、安全、稳定等优点，但需要适合的地理条件才能利用。 ［小结］未来有望成为家用燃料的新型能源有：核能、太阳能、风能、水能、生物质能、地热能等。 【课堂小结】 运用调查研究的方法收集资料，了解了家用燃料的变迁历程。比较了通过比较多种家用燃料的优缺点及使用方法的合理性，认识到燃料的变迁是基于家用需求的改变，选择需要从燃烧效果、储存、环境保护、成本等角度考虑。理解了到家用燃料的变迁，加工方式的改变，燃烧装置的改进对合理使用的意义。 作业设计 1．下列属于洁净燃料的是 A．煤 B．秸秆 C．氢气 D．石油 【答案】C 2．对煤和石油的综合利用，开创了辉煌的化学工业。下列说法不正确的是 A．加大燃气进气 B．汽油喷成雾状 C．   架空木柴 D．煤块变煤粉 【答案】A 3．合理利用燃料，防止污染环境是可持续发展的重要方面。下列关于燃料的说法正确的是 A．氢气在空气中燃烧只生成水，是理想的清洁能源 B．天然气的主要成分是CO C．化石燃料燃烧都会产生大量CO2，是导致酸雨的主要原因 D．只有通过燃料的燃烧才能获得热能 【答案】A 4．煤和石油是目前使用较多的两种能源，下列有关说法错误的是 A．煤和石油都是混合物 B．煤和石油燃烧会产生大量污染，应该禁止使用 C．煤和石油是不可再生资源，应有计划的合理开采 D．煤和石油综合利用的产品很多，是重要的化工原料 【答案】B 4．某市家用燃料的变迁经历了如图几个阶段： （1）煤的气化可产生管道煤气，其主要反应是碳与水蒸气在高温下反应生成两种常见的可燃性气体，这两种气体是 和 。(填化学式)  （2）液化石油气是利用石油中各成分的 不同，将石油加热炼制得到的一种产品。 （3）根据下表可以推出家用煤气或天然气代替其他燃料的原因是__________________ 　(至少写出一点)，写出天然气燃烧的化学方程式：_______________________。  燃料 调控 主要成分 热值 木材 需频繁添加木材 碳、氢、氧等元素 2 500~3 000大卡/kg 煤 需提前点燃，过程复杂 碳、氢、硫、氮等元素 5 500大卡/kg 煤气 随用随开 一氧化碳和氢气 3 800~5 700大卡/m3 天然气 随用随开 甲烷 8 000~90 000大卡/m3 【答案】（1）CO H2 （2）沸点 （3）随用随开，操作简单；热值高(合理即可) CH4+2O2CO2+2H2O 5．中央电视台曾经报道：液化石油气掺入二甲醚（）成行业潜规则，液化石油气掺入二甲醚，会导致液化气罐的配件腐蚀加剧，严重时会造成爆炸。二甲醚本身是可以作为燃料的，二甲醚可由合成气（CO和）在一定的条件下制得，其部分生产过程示意图如下： （1）天然气属于 （填“可再生”或“不可再生”）能源。 （2）用合成气（CO和）在一定的条件下制二甲醚（）时，还产生了水。写出电解水的化学方程式： 。 （3）用蒸馏法让二甲醚与甲醇的混合物分离，这是利用两者的 不同。 （4）二甲醚本是一种国家允许使用的替代能源，二甲醚燃烧时是将 转化为热能。 【答案】（1）不可再生 （2） （3）沸点 （4）化学能 板书设计 1. 家用燃料的变迁：（列出主要的燃料类型，如木柴、煤炭、天然气、电力等，按时间顺序排列） 2. 燃料的性质与使用：（列出各燃料的主要性质和使用方式） 3. 燃料变迁的影响：（包括科技进步、环境变化、生活质量等） 4. 合理使用与环保：（提出合理使用燃料的建议，强调环保意识） 在板书设计中，可以使用图表、箭头等视觉元素，帮助学生更好地理解和记忆。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$