第七单元-跨学科实践活动6调查家用燃料的变迁与合理使用课件--2026-2027学年九年级化学人教版上册

该初中化学课件聚焦家用燃料变迁与合理使用，核心知识点涵盖柴草、煤炭、液化石油气、天然气的性质、燃烧及环保差异，通过“燃料变迁史”设问导入，结合课前家庭调查、资料查阅等学习支架，衔接燃烧条件与能源利用的前后知识。 其亮点在于以跨学科实践活动为主线，融合科学探究与实践（如点火实验、燃料调查表）和科学思维（如燃烧产物计算、优缺点分析），通过宏观现象与微观反应结合，帮助学生形成“物质性质决定用途”的化学观念。学生在调查与实验中提升探究能力，教师可依托结构化活动设计高效落实教学目标。

跨学科实践活动6 调查家用燃料的变迁与合理使用 九年级全 第七单元 能源的利用与开发 调查家用燃料的变迁与合理使用 任务二：分析家用 燃料变迁的原因 任务三：展望未来家用燃料 未来家用燃料应具备什么特点？氢能有哪些优缺点？能否用作家用燃料？ 为什么柴草、煤会逐渐被液化石油气、天然气替代？从储存运输角度分析木柴为什么会被液化石油气替代？为什么液化石油气会被天然气替代？影响燃料变迁的可能原因有哪些？ 任务主题 基本知识 子任务 子问题 任务一：了解家用燃料的变迁史 家用燃料经历了怎样的变迁？这些家用燃料的优缺点是什么？ 家用燃料在使用时都做了哪些处理，这些处理蕴含了哪些原理？天然气燃气灶出现黄色火焰时，该如何处理？ 燃料的性质；燃烧的条件 1.调查家中目前使用的燃料及其用途。 2.向家长询问使用燃料时是否改变过燃料的组成、形态，选用合适的燃具，调节燃具进气量等方面的处理。 3.调查近几十年来我国及本地区家用燃料的变化。 4.查阅资料，了解现有燃料的替代品。 提示：可采用调查问卷、访谈、上网查阅资料等形式进行。 课前任务 使用过的 家用燃料 原料 主要成分 使用年份 运输 方式 燃烧 装置 结论 家用燃料变迁调查表 课前任务 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 3. 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 活动目标 从古至今，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。家用燃料经历了怎样的变化呢？原因是什么？ 活动引入 家用燃料的种类经历了怎样的变迁？ 柴草 煤炭 天然气 液化石油气 活动设计与实施 任务一 了解家用燃料的变迁史 请根据课前搜集到的资料，填写“家用燃料变迁调查表” 使用过的 家用燃料 原料 主要成分 使用年份 运输 方式 燃烧 装置 使用过的 家用燃料 原料 主要成分 使用年份 运输 方式 燃烧 装置 柴草 树木、秸秆等 纤维素[(C6H10O5)n] 20世纪80年代之前(部分地区目前仍然使用这两种燃料) 人力背送 土灶 煤炭 煤炭 碳(主要为C，含少量N、S) 板车堆送 煤炉 液化石油气 石油 丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10) 20世纪80年代 ~至今 气罐充气 液化气灶 天然气 天然气 甲烷(CH4) 21世纪~至今 管道 燃气灶 从表中你能得出哪些结论？ 活动设计与实施 任务一 了解家用燃料的变迁史 使用过的 家用燃料 原料 主要成分 使用年份 运输 方式 燃烧 装置 柴草 树枝、秸秆等 纤维素[(C6H10O5)n] 20世纪80年代之前(部分地区目前仍然使用这两种燃料) 人力背送 土灶 煤炭 煤炭 碳(主要为C，含少量N、S) 板车堆送 煤炉 液化石油气 石油 丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10) 20世纪80年代 ~至今 气罐充气 液化气灶 天然气 天然气 甲烷(CH4) 21世纪~至今 管道 燃气灶 结论 1.固体燃料逐渐被液体燃料和气体燃料所替代 2.燃料的储存运输方式随着燃料状态的变化也在发生变化 3.燃料的燃烧装置也在发生变化 活动设计与实施 任务一 了解家用燃料的变迁史 燃料 主要成分 爆炸极限 热值(MJ/kg) 价格(元/吨) 柴草 纤维素[(C6H10O5)n] / 10~15 / 煤 碳(主要为C，含少量N、S) / 20~30 700~1000 液化石油气 丙烷(C3H8)、丁烷(C4H10) 1.5%~9.5% 40~50 4900 天然气 甲烷(CH4) 5%~15% 35~40 4000~4200 请结合表1和表2两个表格及搜集到的资料，尝试分析下列燃料的优缺点 表1 化石燃料的主要成分、热值和价格表 活动设计与实施 任务一 了解家用燃料的变迁史 化石能源 基础储量 年产量 可使用年限 煤 2 079亿吨 41.3亿吨 50年 石油 36.89亿吨 1.99亿吨 18年 天然气 63 393亿立方米 2 075.8亿立方米 30年 表2 化石燃料的储量、年产量和可使用年限表 请结合表1和表2两个表格及搜集到的资料，尝试分析下列燃料的优缺点 注：石油的热值指的是液化石油气 活动设计与实施 任务一 了解家用燃料的变迁史 1. 柴草 来源： 树枝、农作物残余（如秸秆） 优点： 来源广、就地取材、易于收集、便宜、柴灰可以施肥等 缺点： ①产生大量烟尘、灰渣 ②热值较低 ③存储占一定空间且潮湿天气易受潮，使用不方便 ...... 活动设计与实施 任务一 了解家用燃料的变迁史 2. 煤 优点： ①资源丰富，存储量大 ②产生的烟尘灰渣比柴草少 缺点： ①易生潮；不易引燃；储存一定空间 ②会产生SO2、CO等有毒气体污染空气 ③不可再生能源 ...... 燃烧时发生的主要反应： C + O2 CO2 活动设计与实施 任务一 了解家用燃料的变迁史 3. 液化石油气 来源： 石油 优点： ①洁净，燃烧不会产生粉尘污染 ②燃烧热值高 ③燃气罐便于挪动，使用方便 缺点： ①易燃易爆易产生安全事故 ②易引起人体中毒 ③成本高 ...... 燃烧时发生的主要反应： 2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2O 活动设计与实施 任务一 了解家用燃料的变迁史 4. 管道天然气 来源： 天然气 优点： ①燃烧热值高，使用方便 ②清洁、污染小 缺点： ①不可再生 ②易燃易爆易产生安全事故 ③成本高 燃烧时发生的主要反应： CH4 + 2O2 CO2+ 2H2O 活动设计与实施 任务一 了解家用燃料的变迁史 生活中一般用什么方法使木柴和煤烧充分燃烧？ 家用灶台 ①将柴架空 ②将大块的柴劈碎 ——提供充足的氧气 ——增大与氧气的接触面积 ——增大与氧气的接触面积 ③用扇子扇 木柴 煤 ①将煤捣碎或做成蜂窝状 ②用扇子扇 ——增大与氧气的接触面积 ——提供充足的氧气 这些处理方式蕴含了哪些科学原理？ 活动设计与实施 任务一 了解家用燃料的变迁史 调节燃气灶的风门 ——调节进入氧气的量 燃气灶一般是如何调节火力大小的呢？ 其中蕴含了什么科学原理？ 旋转燃气灶的旋钮 ——调节进入燃气的量 使得燃气与空气达到合适的比例，才能实现充分、高效地燃烧 活动设计与实施 任务一 了解家用燃料的变迁史 利用风门调节：风门通常位于燃气灶的底部或侧面，有内圈风门和外圈风门之分。通过调整风门的开合度，可以改变空气的流入量。 通过旋钮调节：旋转燃气灶的旋钮可以改变燃气阀的开度，从而控制燃气的流量。 完全燃烧 不完全燃烧 一般情况下，天然气燃气灶燃烧时为蓝色火焰。但有时会出现黄色火焰，为什么会出现这种情况？该如何处理？ 气态燃料不完全燃烧 1.调大燃气灶的风门，适当增加进风量：气态燃料燃烧需要充足的氧气 2.将炉灶的喷嘴拆卸下来清理疏通：长期使用气态燃料，喷嘴可能会被杂质、油污等堵塞，导致燃气喷出不均匀，燃烧不充分 活动设计与实施 任务一 了解家用燃料的变迁史 1.柴草、煤的热值低于液化石油气、天然气 2.柴草、煤燃烧易产生烟尘或有害气体 3.柴草、煤易受潮不易点燃 从燃烧热值、产物等角度分析为什么柴草、煤会逐渐被液化石油气、天然气替代？ 活动设计与实施 任务二 分析家用燃料变迁的原因 要获得相同的热量，液化石油气体积更小、质量更轻，储存运输更方便 资料卡片 一罐液化气钢瓶中实际充气量为13.5kg，完全燃烧释放的热量约等于55kg干木柴完全燃烧所释放的热量 从储存运输角度考虑木柴为什么会被液化石油气替代？ 活动设计与实施 任务二 分析家用燃料变迁的原因 液化石油气中主要成分的占比及沸点表 主要成分 丙烷 丁烷 占比/% 16~20 42~46 沸点/℃ -42.1 -0.5 丁烷液化过程微观示意图 液化石油气中最主要的成分是丙烷和丁烷，它们的沸点都比较高，很容易液化；气体液化后，微观粒子间的间隙变小，体积缩小，储存更方便，运输成本更低。 结合图表，分析石油气为什么要液化储存？ 活动设计与实施 任务二 分析家用燃料变迁的原因 实验探究点火方式与燃料状态的关系 序号 实验用品 点火方式 点火结果 原因分析 1 木材 钻木取火 较难点燃 摩擦生热较少，热量容易散失在空气中 固体较难点燃 2 煤 用火柴点燃 较难点燃 火柴燃烧放热较少，不能使煤的温度达到着火点以上 3 丁烷 电火花点燃 成功点燃 丁烷是气体，遇到电火花就可以被点燃 燃料状态的变化使得燃料越来越容易被点燃 结合上述实验及分析，你能得出什么结论？ 活动设计与实施 任务二 分析家用燃料变迁的原因 燃料 主要成分 液化 石油气 丁烷(C4H10， 42%~46%) 天然气 甲烷 CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2O 液化石油气 天然气 计算464g丁烷和甲烷完全燃烧时产生的二氧化碳质量分别是多少？ 活动设计与实施 任务二 分析家用燃料变迁的原因 计算464g丁烷和甲烷完全燃烧时产生的二氧化碳质量分别是多少？ 2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2O CH4 + 2O2 CO2 + 2H2O 解：设464g丁烷、甲烷完全燃烧生成的CO2质量分别为x、y 2×58 8×44 464g x 16 44 464g y 2×58 8×44 x 464 g = 16 44 y 464 g = x=1408 g y=1276 g 答：464g丁烷、甲烷完全燃烧生成的CO2质量分别为1408 g、1276 g 通过比较可知：等质量丁烷和甲烷完全燃烧，丁烷比甲烷生成的二氧化碳多，说明燃料向低碳化方向发展 活动设计与实施 任务二 分析家用燃料变迁的原因 经济角度 使用便捷程度 来源、储量、分布 环保角度 使用安全性 价格由低到高： 柴→煤→天然气→液化石油气 柴→煤→液化石油气→天然气 煤→柴→液化石油气→天然气 煤→柴→液化石油气→天然气 柴→石油→煤→天然气 在选择家用燃料时，不仅考虑到经济因素，还更加注重环保、安全和便利性等因素，追求更加全面的燃料。 影响燃料变迁的可能原因有哪些？ 活动设计与实施 任务二 分析家用燃料变迁的原因 未来家用燃料应具备什么特点？ 未来燃料 来源广泛、 易于获取 产物清洁 使用安全、 储运便利 可再生 ...... 对你所在地区家用燃料的选择和使用提出建议。 活动设计与实施 任务三 展望未来的家用燃料 查阅资料，了解现有燃料的替代品。从家用需求出发，结合燃料的性质、燃烧的调控、环境保护和社会发展等，分析这些替代品的优势和不足。 氢能具有哪些优点和不足？能替代目前的家用燃料吗？ 1.清洁无污染：氢气燃烧的唯一产物是水，无污染 2.可再生性：能够通过可再生能源制取，可实现能源循环再生。 3.燃烧热值高 1.制取成本高；2.储存运输成本高 3.氢气易燃易爆，安全要求严苛 优点： 不足： 目前难以成为家用燃料 活动设计与实施 任务三 展望未来的家用燃料 展示小组调查研究成果，在班级内进行交流。 展示与交流 1. 家用燃料的变迁反映了社会的发展。化学小组同学通过走访调研，了解到近50年来当地家用燃料的发展经历了如图所示阶段，下列有关说法不正确的是( ) A. 煤中主要含有碳元素 B. 煤不完全燃烧会产生有毒气体 C. 液化石油气属于可再生能源 D. 天然气是比煤和液化石油气更环保的燃料 C 不可再生能源 随堂练习 2.某校化学兴趣小组通过对某小区内居民的走访调查，了解到不同时代的家用燃料，并制作出燃料变迁过程的示意图，回答下列问题。 (1)木材作燃料时，可通过架空木材的方式使其燃烧得更旺，其原理是_________________________________________。 (2)60年代开始，居民家中主要采用煤炭和蜂窝煤作燃料。向炉膛中加入如图所示物质，先点燃废报纸的原因是其着 火点比另外两种物质都_____(填“高”或“低”)。 低 增大可燃物与氧气的接触面积，使反应更充分 随堂练习 (3)将气态的石油气加压液化过程中，发生的是________(填“物理”或“化学”)变化。 (4)如图是充分燃烧1 kg天然气和煤所产生的CO2和SO2的质量，故用天然气作燃料的优点是____________________________________________ _____________。 (5)随着时代发展，燃料的使用还会再次 发生变迁，请你列举一类未来的能源 _______________。 物理 等质量的天然气和煤充分燃烧，天然气产生的二氧化硫比煤少 氢能(合理即可) 随堂练习 3．某市家用燃料的变迁经历了如下几个阶段。 (1)上述燃料中不属于化石燃料的是______。 (2)煤球制成“蜂窝煤”，可以使煤燃烧更加充分，原因是_______________ ___________。 柴草 的接触面积 增大了煤与氧气 随堂练习 (3)液化石油气是石油综合利用的产品，液化石油气属于________(填“混合物”或“纯净物”)。 (4)天然气的主要成分完全燃烧的化学方程式为_______________________。 (5)分析家用燃料的变迁，请预测未来燃料应具有的特点：_____________、 _______________________。 环保 能量利用率高(合理即可) 混合物 CH4+2O2 ==== CO2+2H2O 点燃 随堂练习 $