内容正文:
专题9 化学反应的调控
课题1 认识燃烧与燃料 第一课时 导学案
(沪科版·五四学制 初中化学 九年级全一册)
一、学习目标(四维核心素养)
化学观念:通过对燃烧现象和常见燃料的学习,初步形成“物质在一定条件下发生化学变化并伴随能量变化”的变化观与能量观,认识物质组成决定性质、性质决定用途的学科观念。
科学思维:通过对燃烧、爆炸、自燃等现象的比较与归纳,建立“内因与外因共同作用”的思维模型,发展从宏观现象辨识微观本质、从已知条件推断未知结果的逻辑推理能力。
科学探究:经历可燃性气体纯度检验的操作与分析过程,学习规范的实验操作、现象记录与结论表达,初步形成控制变量、对比分析的探究方法。
科学态度与责任:认识燃料合理利用与环境保护的密切关系,树立安全用火、节约化石能源、低碳减排的社会责任与绿色化学意识。
二、学习重难点
学习重点:燃烧的概念与基本特征;煤、石油、天然气等化石燃料的组成、用途及甲烷的主要性质;爆炸与自燃的概念;可燃性气体纯度检验的方法。
学习难点:理解燃烧、爆炸、自燃之间的内在联系与区别;从物质组成角度认识化石燃料是复杂的混合物;运用燃烧与燃料的知识解释生活中的安全问题与环境问题。
三、课前预习案
(请同学们在课前独立完成下列习题,标记出自己存在疑问的地方,带着疑问走进课堂。)
(一)知识回顾与填空
1.燃烧是一种______、______的剧烈的______反应。燃烧过程中通常伴随______、______等现象。
2.通常所说的化石燃料是指______、______和______,它们都是______(选填“纯净物”或“混合物”),属于______(选填“可再生”或“不可再生”)能源。
3.天然气的主要成分是______,它是一种______色、______味的气体,密度比空气______,______溶于水。
4.可燃性气体在______或______里,遇明火就有发生爆炸的危险。因此,在点燃或加热可燃性气体之前,一定要先______。
5.由缓慢氧化而引起的自发燃烧叫做______;如果急速的燃烧发生在______空间内,瞬间聚积大量的热,使气体体积迅速膨胀,就会引起______。
(二)选择与判断
6.下列现象中,属于燃烧的是( )
A.电灯通电发光发热 B.铁在潮湿空气中生锈
C.镁条在空气中剧烈发光放热 D.水蒸气液化放热
7.下列燃料中,不属于化石燃料的是( )
A.煤 B.石油 C.酒精 D.天然气
8.下列关于甲烷的说法中,错误的是( )
A.甲烷是最简单的有机物 B.甲烷是天然气的主要成分
C.甲烷燃烧时火焰呈淡蓝色 D.甲烷有刺激性气味,易于察觉
9.下列做法中,存在安全隐患的是( )
A.点燃氢气前先检验纯度 B.发现煤气泄漏立即打开抽油烟机
C.加油站内严禁烟火 D.进入久未开启的菜窖前先做灯火试验
10.判断下列说法是否正确(在括号内填“√”或“×”)。
(1)发光、放热的变化一定是燃烧。( )
(2)缓慢氧化不一定引起自燃。( )
(3)爆炸一定是由化学变化引起的。( )
(4)化石燃料燃烧不仅供给能量,还会对环境造成影响。( )
(三)生活小调查
11.请列举家中或社区中使用的三种燃料,并分别说明它们在生活中的主要用途。
12.在日常生活中,你还知道哪些与燃烧、爆炸有关的安全标志或安全常识?请写出两条。
四、课中探究案
(请同学们以小组为单位,围绕以下问题展开讨论、实验与交流。)
探究活动一:认识燃烧——从现象到概念
1.观察老师演示或教材中提供的下列燃烧实例:镁条在空气中燃烧、木炭在氧气中燃烧、蜡烛在空气中燃烧。
(1)请从反应物、反应现象、反应结果三个角度,归纳这些燃烧现象的共同特征,填写下表。
燃烧实例
反应物
主要现象
反应后生成的主要物质
镁条在空气中燃烧
木炭在氧气中燃烧
蜡烛在空气中燃烧
(2)根据上表,用自己的话说一说:什么是燃烧?燃烧一定具备哪些共同特征?
(3)电灯通电后也会发光放热,但它不是燃烧。请从“是否有新物质生成”的角度,说明电灯发光与燃烧的本质区别。
探究活动二:走进化石燃料——煤、石油、天然气
2.阅读教材相关内容,结合预习所学,完成下列问题。
(1)煤被称为“工业的粮食”,石油被称为“工业的血液”。请从物质组成的角度回答:煤和石油为什么都被归为混合物?它们的主要组成元素分别是什么?
(2)天然气是一种较为清洁的化石燃料。请根据所学的甲烷性质,完成下列填空。
①物理性质:通常状况下,甲烷是一种______色______味的气体,密度比空气______,______溶于水。
②化学性质:甲烷具有______性,燃烧时火焰呈______色,燃烧后生成______和______,同时______(选填“吸收”或“放出”)大量的热。
(3)煤、石油、天然气既是重要的能源,也是重要的化工原料。请各举出一种以煤或石油为原料制得的产品,并说明其用途。
(4)讨论:为什么说化石燃料是不可再生能源?大量使用化石燃料会带来哪些环境问题?请至少写出两条。
探究活动三:爆炸、自燃与气体纯度检验
3.阅读教材并观察老师演示的可燃性气体爆炸实验(或模拟实验),完成下列问题。
(1)比较燃烧、爆炸、自燃三种现象:它们在反应本质上有什么相同点?在反应速率、发生条件、发生场合上又有什么不同?请用简洁的语言填写下表。
现象
反应本质
反应速率
发生条件或场合
燃烧
爆炸
自燃
(2)可燃性气体为什么在点燃前必须检验纯度?请结合“爆炸极限”的知识加以解释。
(3)观察老师演示“检验甲烷(或氢气)纯度”的操作,回答下列问题。
①收集一试管可燃性气体,用拇指堵住试管口,移近火焰时,试管口应______(选填“向上”或“向下”)。
②如果听到______声,说明气体不纯;如果听到______声,说明气体已经比较纯净。
③若第一次检验发现气体不纯,能否立即用同一支试管继续收集气体进行第二次检验?为什么?应当怎样处理?
(4)白磷在空气中容易发生自燃,实验室中白磷通常保存在冷水中。请结合自燃的条件,分析把白磷保存在冷水中的原因。
探究活动四:学以致用——燃料与生活、环境
4.综合运用本节课所学知识,分析并回答下列问题。
(1)近年来,我国大力推广使用天然气作为居民生活燃料。请从安全性、经济性和环保性三个角度,将天然气与煤球作简要比较,并说明推广使用天然气的意义。
(2)煤矿矿井中常积聚着瓦斯(主要成分是甲烷)。请根据本节课所学,提出两条防止矿井瓦斯爆炸的具体措施,并说明所依据的原理。
(3)秸秆、柴草等堆放时如果通风不良,日子一久有时会发生“堆垛自燃”。请结合缓慢氧化与自燃的知识,解释这一现象,并提出一条合理的堆放建议。
(4)有人说:“只要发光、放热就是燃烧,只要爆炸就一定是化学变化。”你同意这种说法吗?请结合本节课所学的知识,举例说明理由。
五、板书设计
课题1 认识燃烧与燃料(第一课时)
一、燃烧:发光、放热的剧烈化学反应
1.特征:发光、放热、有新物质生成
2.与物理变化中发光放热(如电灯)的区别
二、化石燃料:煤、石油、天然气
1.煤——主要含碳元素,“工业的粮食”
2.石油——主要含碳、氢元素,“工业的血液”
3.天然气——主要成分为甲烷,无色无味、难溶于水、可燃
三、爆炸、自燃与安全
1.爆炸:有限空间内急速燃烧,气体体积急剧膨胀
2.自燃:缓慢氧化引起的自发燃烧
3.可燃性气体点燃前必须验纯
四、燃料与环境
化石燃料燃烧——供给能量 + 影响环境(温室效应、酸雨等)
六、参考答案
(一)课前预习案
1.发光;放热;化学;光;热。
2.煤;石油;天然气;混合物;不可再生。
3.甲烷;无;无;小;极难(或“难”)。
4.有限的空间;密闭容器;检验气体的纯度。
5.自燃;有限的(或密闭);爆炸。
6.C。
7.C(酒精可由粮食发酵等方法制取,不属于化石燃料)。
8.D(甲烷是无色无味气体)。
9.B(煤气泄漏时打开抽油烟机产生的电火花可能引燃混合气体)。
10.(1)×(如电灯发光放热属于物理变化);(2)√;(3)×(如锅炉爆炸、轮胎爆炸属于物理变化);(4)√。
11.参考答案:家中常用的燃料有天然气(用于炒菜、烧水)、液化石油气(用于做饭)、煤炭(部分地区冬季取暖)等;用途合理即可。
12.参考答案:加油站“严禁烟火”;面粉厂、矿井内“禁止吸烟”;存放易燃物的场所要保持通风;发现燃气泄漏要关闭阀门、开窗通风等。合理即可。
(二)课中探究案
探究活动一
1.(1)参考答案:
镁条在空气中燃烧——反应物为镁和氧气;发出耀眼白光、放热;生成白色固体氧化镁。
木炭在氧气中燃烧——反应物为碳和氧气;发出白光、放热;生成能使澄清石灰水变浑浊的无色气体二氧化碳。
蜡烛在空气中燃烧——反应物为石蜡和氧气;火焰明亮、放热;生成水和二氧化碳。
(2)燃烧通常是指可燃物与氧气发生的一种发光、放热的剧烈化学反应;共同特征是发光、放热、有新物质生成。
(3)电灯发光放热过程中没有新物质生成,属于物理变化;燃烧过程中有新物质生成,属于化学变化。这是两者的本质区别。
探究活动二
2.(1)煤是由有机物和少量无机物组成的复杂混合物,主要含碳元素,还含少量氢、氧、氮、硫等元素;石油是由多种碳氢化合物组成的复杂混合物,主要含碳、氢两种元素。正因为它们都由多种物质组成,所以都是混合物。
(2)①无;无;小;极难(难)。②可燃;淡蓝;水;二氧化碳;放出。
(3)参考答案:煤可用于制焦炭、煤气、煤焦油等;石油可炼制汽油、煤油、柴油、沥青等;用途对应合理即可。
(4)参考答案:化石燃料是由古代生物遗骸经过数百万年复杂变化形成的,在人类的尺度内无法再生,因此属于不可再生能源。大量燃烧化石燃料会带来的环境问题有:产生二氧化碳,加剧温室效应;产生二氧化硫、氮氧化物,形成酸雨;产生烟尘和有害气体,污染空气等。写出两条合理即可。
探究活动三
3.(1)参考答案:
燃烧——剧烈的氧化反应,发光放热;反应速率较快;通常在空气中或氧气中进行。
爆炸——本质上也是剧烈的氧化反应,放热;反应速率极快;发生在有限的密闭空间内,气体体积急剧膨胀。
自燃——由缓慢氧化引起的自发燃烧;反应开始缓慢,达到着火点后转为剧烈;通常发生在通风不良、热量积聚的场合。
(2)可燃性气体与空气(或氧气)混合,达到一定比例范围时遇明火会发生爆炸,这个比例范围叫做该气体的爆炸极限。如果气体不纯净,其中混入了空气,点燃时就可能在爆炸极限范围内,从而引起爆炸。因此,点燃可燃性气体前必须检验纯度。
(3)①向下。②尖锐的爆鸣;轻微的“噗”。③不能。因为试管内可能还残留着未熄灭的火焰,立即用同一试管收集气体会引燃发生装置中的混合气体,造成危险。应当先用拇指堵住试管口一会儿(或换一支试管),再重新收集、重新检验。
(4)白磷着火点较低,在空气中缓慢氧化放出的热量不易散失,温度升高达到白磷的着火点就会引起自燃。把白磷保存在冷水中,既可以隔绝空气,又可以通过水的冷却使温度保持在白磷着火点以下,从而防止自燃。
探究活动四
4.(1)参考答案:与煤球相比,天然气燃烧更充分、产生的烟尘和二氧化硫较少,对空气污染较小;便于管道输送,使用方便;但天然气是可燃性气体,泄漏后与空气混合遇明火有爆炸危险,使用时必须保持通风。推广使用天然气有利于改善空气质量、减少燃煤产生的污染物。合理即可。
(2)参考答案:①保持矿井通风良好,降低瓦斯(甲烷)在空气中的浓度,使其不在爆炸极限范围内;②严禁烟火,使用防爆电器,消除一切可能引燃瓦斯的火源;③安装瓦斯监测报警装置,及时发现并处理隐患。写出两条并说明原理即可。
(3)参考答案:秸秆、柴草缓慢氧化放出的热量在通风不良的堆垛中不易散失,温度逐渐升高,达到柴草的着火点后就会引起自燃。建议:堆放时注意通风,不要堆得过大过紧;定期翻垛散热;远离火源等。合理即可。
(4)不同意。发光、放热的变化不一定是燃烧,例如电灯通电发光放热属于物理变化,不是燃烧;爆炸也不一定是化学变化,例如锅炉因水垢过厚导致局部过热引起的爆炸、轮胎在烈日下暴晒引起的爆炸,都属于物理变化。只有由燃烧引起的有限空间内的爆炸才属于化学变化。
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