内容正文:
《课题 1 燃料的燃烧 - 第二课时》导学案
版本
人教版《化学》九年级上册
化学观念:明晰燃料充分燃烧的核心条件,区分完全与不完全燃烧的差异,认识化学反应伴随能量变化,知晓易燃易爆物质的燃烧爆炸本质,建立燃烧调控与能量转化的物质变化观念。
科学思维:依托燃烧条件逆向推导灭火、防爆原理,通过对比分析、逻辑推理归纳燃料燃烧规律,形成辩证看待燃料利用利弊的思维模式。
科学探究:结合生活场景与实验现象,探究燃料充分燃烧、爆炸的影响因素,能自主分析实验现象、总结探究结论。
科学态度与责任:树立安全用火、节约能源、保护环境的意识,了解易燃易爆安全常识,养成规范操作、敬畏化学、绿色用能的科学素养。
二、教学重点与难点
教学重点:掌握燃料充分燃烧的两个关键条件,明确完全燃烧与不完全燃烧的区别及危害,熟悉常见灭火方法原理、易燃易爆物品安全常识,知晓化学反应中的放热、吸热现象。
教学难点:灵活运用燃烧条件逆向分析灭火、防爆的核心原理,准确辨析生活中燃料燃烧不充分的原因,理解爆炸的形成条件,区分不同化学反应的能量变化类型,能结合实际场景解决燃烧调控问题。
三、教学内容设计
课前预习
1. 回顾上节课所学燃烧的三个基本条件,结合生活经验思考,为什么篝火燃烧时,架空木柴会烧得更旺?
2. 日常使用燃气灶做饭时,火焰发黄、锅底发黑是什么原因?这种燃烧方式会带来哪些不良影响?
3. 查阅生活常识,说出油库、面粉厂、煤矿矿井严禁烟火的原因,初步了解爆炸与燃烧的关联。
4. 列举生活中利用化学反应放热、需要吸收热量的实例,感知化学变化中的能量变化。
5. 简单梳理日常防火、灭火的常用方法,尝试对应分析其灭火原理。
教学过程:课中探究案
模块一 燃料的充分燃烧 基础探究习题
1. 填空题。燃料充分燃烧能够有效提升能源利用率,减少污染物产生。促使燃料充分燃烧的两个必要条件分别是________、________。生活中为让煤炭充分燃烧,常用的操作是将煤炭敲碎、架空堆放,其原理是________。
2. 填空题。燃料燃烧分为完全燃烧和不完全燃烧两类。燃料完全燃烧时,燃烧充分、无残留污染物、能源利用率高;燃料不完全燃烧时,不仅会造成________,还会产生________等有毒有害污染物,污染空气、危害人体健康。日常生活中含碳燃料不完全燃烧是室内空气污染的重要诱因之一。
3. 选择题。下列操作中,不能促进燃料充分燃烧的是()
A. 燃气灶火焰较小时,调大进风口
B. 燃煤锅炉中鼓入足量空气
C. 将大块木材直接放入炉火中燃烧
D. 粉碎固体燃料后再进行燃烧
4. 选择题。关于燃料充分燃烧的意义,下列说法错误的是()
A. 节约有限的化石燃料资源
B. 减少有毒有害气体的排放
C. 提高燃料的利用效率
D. 彻底杜绝燃烧带来的环境污染
5. 简答题。农村冬季取暖燃烧柴火时,人们会定期翻动柴火、清理炉灰,请结合燃料充分燃烧的条件,分析该操作的原理。
6. 简答题。家用燃气灶使用久了会出现进风口堵塞的情况,此时火焰会呈现黄色,锅底容易附着黑色物质,请分析该现象产生的原因,以及对应的解决办法。
7. 辨析题。有人认为“只要有充足的氧气,燃料就一定能充分燃烧”,判断该说法是否正确,并说明理由。
8. 应用题。工业生产中,燃煤发电工厂会采用煤粉燃烧技术,将大块煤炭研磨成细小煤粉再送入炉膛燃烧,请说明该技术的优势和原理。
模块二 灭火的原理与方法 进阶探究习题
1. 填空题。灭火的核心原理是破坏燃烧的任意一个条件,对应的三种灭火思路分别是________、________、________。灭火只需破坏燃烧的一个条件,即可终止燃烧反应。
2. 填空题。扑灭森林火灾时,消防人员常采用开辟隔离带的方法,该灭火方法的原理是________;家中油锅起火,迅速盖上锅盖灭火,原理是________;房屋火灾中用水灭火,主要原理是________。
3. 选择题。下列灭火方法与灭火原理对应正确的是()
A. 用灯帽盖灭酒精灯——清除可燃物
B. 高压水枪灭火——隔绝氧气
C. 吹灭蜡烛——降低温度至可燃物着火点以下
D. 砍掉着火区域周边树木——隔绝氧气
4. 选择题。关于可燃物着火点的说法,正确的是()
A. 喷水灭火降低了可燃物的着火点
B. 可燃物的着火点是固定不变的固有属性
C. 升高温度可以降低可燃物的着火点
D. 所有物质的着火点都相同
5. 判断题,对的打正确,错的打错误。
(1)灭火时可以同时破坏多个燃烧条件,灭火效果更好()
(2)所有火灾都可以用水直接扑灭()
(3)移除可燃物是扑灭大型火灾最常用的方法之一()
(4)盖上锅盖灭火可以降低油的着火点()
6. 简答题。实验室中不慎打翻燃着的酒精灯,正确的处理方法是用湿抹布盖灭,请详细说明该操作的灭火原理。
7. 简答题。图书、精密仪器着火时,不能用水和泡沫灭火器灭火,请说明原因,并写出合适的灭火方式对应的原理。
8. 综合分析题。生活中熄灭炭火的两种常见方法,一是用水浇灭,二是用沙土盖灭,请分别分析两种方法的灭火原理,并对比两种方法的适用场景。
9. 拓展探究题。蜡烛在密闭的烧杯中会逐渐熄灭,请结合燃烧条件分析蜡烛熄灭的全过程原因,同时说明敞口放置的蜡烛能够持续燃烧的原因。
模块三 易燃易爆安全知识与爆炸条件 深度探究习题
1. 填空题。可燃物在有限的空间内________,短时间内聚集大量的热,使气体体积急剧膨胀,就会引发爆炸。能够发生爆炸的物质主要包括可燃性气体和________,这类物质在空气中浓度达到一定范围,遇明火即可爆炸。
2. 填空题。日常生活中,油库、面粉加工厂、纺织厂、煤矿矿井等场所必须严禁烟火,原因是这类场所的空气中会混有大量________,遇明火极易引发爆炸,存在极大安全隐患。可燃性气体在点燃前,必须进行________操作,防止爆炸事故发生。
3. 选择题。下列场景中,不会发生爆炸的是()
A. 面粉粉尘在密闭空间遇明火
B. 纯净的氧气中点燃木炭
C. 煤气泄漏后开窗通风前遇明火
D. 煤矿矿井内瓦斯浓度超标遇明火
4. 选择题。关于爆炸与燃烧的关系,下列说法正确的是()
A. 爆炸一定是化学变化
B. 剧烈的燃烧可能引发爆炸
C. 燃烧一定会导致爆炸
D. 爆炸都需要氧气参与
5. 判断题,对的打正确,错的打错误。
(1)只要有可燃物和明火,就一定会发生爆炸()
(2)空气中可燃性粉尘浓度越高,爆炸风险越大()
(3)点燃可燃性气体前验纯,是重要的安全操作()
(4)开阔空间内的剧烈燃烧不会引发爆炸()
6. 简答题。为什么在密闭的室内发现燃气泄漏时,不能开关电器、不能点火,也不能立即拨打手机?请结合爆炸条件分析原因。
7. 简答题。烟花、爆竹属于易燃易爆物品,禁止携带乘坐公共交通工具,请结合本节课知识,说明其易燃易爆的原理。
8. 综合探究题。面粉本身不易燃烧,但是面粉厂却极易发生爆炸事故,请详细分析面粉厂爆炸的完整成因,同时写出面粉厂需要采取的安全防护措施。
模块四 化学反应中的能量变化 综合探究习题
1. 填空题。所有的燃烧反应都会________热量,属于放热反应。除此之外,部分化学反应无需燃烧也能释放热量。与之相对,部分化学反应需要持续吸收热量才能发生,这类反应属于________反应。化学变化的过程往往伴随着能量的转化与变化。
2. 填空题。生活中利用放热反应的实例有取暖、做饭、焊接等;工业生产中部分冶炼反应需要持续加热,这类反应属于________反应。化学反应释放或吸收的能量,是人类生产生活重要的能量来源。
3. 选择题。下列化学反应中,属于吸热反应的是()
A. 木炭燃烧
B. 生石灰与水反应
C. 高温下的碳还原金属氧化物
D. 酒精燃烧
4. 选择题。关于化学反应能量变化的说法,错误的是()
A. 化学变化一定伴随能量变化
B. 放热反应不需要外界提供任何条件
C. 吸热反应需要持续吸收外界热量
D. 能量变化是化学变化的重要特征之一
5. 判断题,对的打正确,错的打错误。
(1)只有燃烧反应才能释放热量()
(2)吸热反应发生的过程中,体系温度会降低()
(3)化学反应的能量变化可以被人类利用()
(4)所有化学变化都有放热或吸热现象()
6. 简答题。冬季户外使用暖宝宝取暖,暖宝宝发热依靠内部化学反应,说明该反应的能量变化类型,并列举生活中同类放热反应的实例。
7. 简答题。工业炼铁需要在高温炉内持续加热才能完成反应,请判断该反应的能量变化类型,并说明这类反应的特点。
8. 综合分析题。结合生活实际,说明人类利用化学反应能量变化的意义,分别举例说明放热反应和吸热反应在生产、生活、实验中的应用。
模块五 全课综合拓展探究习题
1. 综合填空题。合理调控燃料燃烧既能节约能源,又能保障安全、保护环境。增大燃料与空气的接触面积、通入充足空气,可实现燃料________燃烧;油锅起火盖锅盖,原理是________;燃气泄漏严禁明火,是为了避免________;燃烧反应均属于________反应。
2. 综合选择题。下列生活场景的化学原理分析,全部正确的是()
①架空柴火燃烧更旺——增大可燃物与空气接触面积
②用水灭火——降低可燃物着火点
③面粉厂严禁烟火——防止粉尘爆炸
④燃烧取暖——利用化学反应放热
A. ①②③ B. ①③④ C. ②③④ D. ①②④
3. 材料分析题。阅读材料回答问题:化石燃料是人类常用能源,若燃烧不充分,不仅浪费资源,还会产生有毒气体污染空气,同时未燃烧的炭粒会形成烟尘。密闭空间内,可燃粉尘、可燃气体聚集,遇明火易发生爆炸,造成安全事故。合理调控燃烧、规范用火,是节约能源、保障安全的关键。
(1)写出燃料不完全燃烧的两大危害。
(2)结合材料,说明工业生产中预防粉尘爆炸的可行措施。
(3)简述日常生活中安全、高效使用燃料的具体做法。
4. 实验探究分析题。某同学进行三组燃烧对比实验:第一组,小块木炭敞口充分燃烧;第二组,大块木炭密闭燃烧;第三组,干燥煤粉在密闭容器中遇明火。结合本节课知识,分析三组实验的燃烧现象、燃烧类型及对应原理,总结影响燃烧效果和燃烧安全的因素。
5. 生活应用题。家庭厨房是用火高频场景,存在燃气泄漏、油锅起火、燃气灶燃烧不充分等多种隐患,请结合本节课所学知识,梳理家庭厨房的用火安全规范、燃料高效使用方法以及突发火情的正确处理方式。
6. 思辨探究题。有人提出“只要做好通风,所有燃料都可以无风险充分燃烧”,请结合燃料燃烧条件、爆炸原理、能量变化知识,全面评析该观点的合理性与局限性。
7. 拓展应用题。新能源开发逐步替代传统化石燃料,传统燃料燃烧存在污染、爆炸、能源浪费等问题,请结合本节课内容,分析传统燃料利用的弊端,并说明合理调控燃烧对环境保护、能源利用、安全生产的重要意义。
参考答案
课前预习案答案
1. 架空木柴可以增大木柴与空气的接触面积,同时便于空气流通,获得充足氧气,让燃烧更充分、更旺盛。
2. 火焰发黄、锅底发黑是燃气不完全燃烧导致;会造成燃料浪费,产生有毒有害气体和烟尘,污染空气,危害人体健康。
3. 这类场所空气中混有可燃性气体或粉尘,遇明火会发生剧烈燃烧,引发爆炸,因此需要严禁烟火。
4. 放热实例:木材燃烧、生石灰遇水反应;吸热实例:高温煅烧物质、碳还原金属氧化物反应。
5. 常用方法:浇水灭火、盖灭火源、移走可燃物;原理分别为降温、隔绝氧气、清除可燃物。
课中探究案答案
模块一 燃料的充分燃烧
1. 充足的氧气(空气);燃料与空气有足够大的接触面积;增大煤炭与空气的接触面积,促进充分燃烧
2. 燃料浪费;有毒有害气体、烟尘
3. C
4. D
5. 翻动柴火可以疏松燃料,增大柴火与空气的接触面积,同时疏通空气流通,补充充足氧气,清理炉灰可避免堵塞通风通道,保障氧气供应,促进燃料充分燃烧。
6. 进风口堵塞,空气进入量不足,燃气无法获得充足氧气,发生不完全燃烧,产生炭黑附着在锅底,同时火焰发黄;解决办法:及时清理燃气灶进风口,保证空气流通。
7. 错误。燃料充分燃烧需要同时满足充足氧气、足够大的接触面积两个条件,仅有充足氧气,燃料接触面积过小,依然无法充分燃烧。
8. 煤粉体积细小,大幅增大了煤炭与空气的接触面积,能让煤炭与氧气充分接触,实现完全燃烧,既提高燃料利用率,节约煤炭资源,又减少不完全燃烧产生的污染物,降低环境污染。
模块二 灭火的原理与方法
1. 清除或隔离可燃物;隔绝氧气或空气;降低温度至可燃物着火点以下
2. 隔离可燃物;隔绝氧气或空气;降低温度至可燃物着火点以下
3. C
4. B
5. 正确;错误;正确;错误
6. 湿抹布可以隔绝酒精灯火焰与空气的接触,同时抹布中的水分蒸发吸热,降低温度至酒精的着火点以下,双重作用快速灭火。
7. 水和泡沫会损坏图书、精密仪器,同时残留水分会腐蚀设备;可选用二氧化碳灭火器,原理是二氧化碳密度大于空气,覆盖在可燃物表面隔绝氧气,同时不残留杂质、无腐蚀性。
8. 浇水灭火:水分蒸发吸热,降低温度至炭火着火点以下,实现灭火,适用于户外大面积炭火;沙土盖灭:隔绝空气,终止燃烧,适用于小型炭火、油锅等忌水火情。
9. 密闭烧杯内氧气含量有限,蜡烛燃烧持续消耗氧气,氧气耗尽后,燃烧缺少氧气条件,火焰逐渐熄灭;敞口环境中空气持续流通,不断补充氧气,满足燃烧条件,因此蜡烛可持续燃烧。
模块三 易燃易爆安全知识与爆炸条件
1. 剧烈燃烧;可燃性粉尘
2. 可燃性气体或粉尘;验纯
3. B
4. B
5. 错误;正确;正确;正确
6. 燃气泄漏后,室内空气中混有大量可燃性气体,开关电器、点火、拨打手机会产生电火花或明火,会引燃可燃性气体,在密闭室内有限空间内剧烈燃烧,引发爆炸,存在极大安全隐患。
7. 烟花、爆竹内部含有易燃、易爆的化学物质,受到撞击、明火、高温作用时,内部物质会在有限空间内剧烈燃烧,气体急剧膨胀,从而发生爆炸。
8. 成因:面粉加工过程中会产生大量细小面粉粉尘,飘散在空气中,密闭厂房内粉尘浓度较高,遇明火后快速剧烈燃烧,有限空间内热量无法散发,气体急剧膨胀引发爆炸;安全措施:保持厂房通风、禁止明火、定期除尘、杜绝静电产生。
模块四 化学反应中的能量变化
1. 放出;吸热
2. 吸热
3. C
4. B
5. 错误;正确;正确;正确
6. 暖宝宝发热反应属于放热反应;生活实例:煤炭燃烧取暖、天然气燃烧做饭、生石灰遇水放热。
7. 工业炼铁反应属于吸热反应;特点:反应无法自发进行,需要持续外界提供热量,反应过程中体系吸收能量,温度相对较低。
8. 意义:化学反应的能量转化为人类生产生活提供稳定能源,推动工业生产、日常生活运转;放热反应应用:燃烧供暖、燃料发电、焊接金属;吸热反应应用:高温冶炼金属、部分化工合成实验、降温制冷相关反应。
模块五 全课综合拓展探究
1. 充分;隔绝氧气(空气);爆炸;放热
2. B
3. (1)浪费化石燃料资源;产生有毒气体、烟尘,污染空气,危害人体健康。(2)保持车间通风、定期清理粉尘、严禁明火、设备防静电。(3)保证燃料燃烧通风充足、增大燃料接触面积、规范用火、及时关闭燃气阀门。
4. 第一组:木炭充分燃烧,火焰明亮、燃烧彻底,无残留污染物,原理是氧气充足、接触面积大,满足充分燃烧条件;第二组:木炭燃烧不充分,火焰微弱、产生黑烟,原理是密闭环境氧气不足,发生不完全燃烧;第三组:密闭容器内煤粉遇明火易发生爆炸,原理是有限空间内粉尘剧烈燃烧,气体急剧膨胀。影响因素:氧气含量、可燃物接触面积、燃烧空间是否密闭。
5. 安全规范:厨房保持通风、燃气阀门用完关闭、远离明火堆放可燃物、定期检查燃气管道;高效使用:清理燃气灶进风口、调节火焰大小、保证充足通风;应急处理:油锅起火盖锅盖,燃气泄漏开窗通风、严禁开关电器、撤离报修。
6. 该观点具有一定合理性,通风可以保障充足氧气,促进燃料充分燃烧,减少不完全燃烧的污染和浪费;但存在明显局限性,若燃料接触面积过小,仅通风无法实现充分燃烧;同时密闭空间内通风不足、可燃物浓度超标时,通风无法杜绝爆炸风险,因此无法实现无风险充分燃烧。
7. 传统燃料弊端:易发生不完全燃烧,浪费资源、污染环境;易燃易爆,操作不当易引发安全事故;能量利用率低。调控燃烧的意义:提升燃料利用率,节约有限化石能源;减少有毒有害污染物排放,保护生态环境;规避爆炸、起火风险,保障生产生活安全;实现化学能量的高效、绿色利用。
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