内容正文:
人教版九年级上册 化学
第七单元 《能源的合理利用与开发》
单
元
作
业
设
计
—— 龚艳
目录
一、 单元信息 1
二、单元分析 .....................................1
三、单元学习目标 5
四、单元作业设计目标 6
五、单元作业设计思路 6
六、课时作业、评价及答案 6
七、课后作业评价及答案 14
八、单元质量检测作业及答案 25
九、素养作业及答案 36
1、
学科网(北京)股份有限公司
2、 单元信息
基本信息
学科
年级
学期
教材版本
单元名称
化学
初三
第一学期
人教版
能源的合理利用与开发
单元组织方 式
R自然单元 £重组单元
课时信息
序号
课时名称
对应教材内容
1
燃料的燃烧(第1课时)
7.1.1燃烧的条件 燃料燃烧的调控
2
燃料的燃烧(第2课时)
7.1.2易燃易爆物的安全知识 化学反应中的能量变化
3
化石能源的合理利用(第1课时)
7.2.1化石能源的利用
4
化石能源的合理利用(第2课时)
7.2.2降低化石能源的利用对环境的影响
3、 单元分析
1、 新课标要求
知道物质的变化过程中伴随着能量变化,燃烧需要同时具备可燃物、氧气和温度达到着火点三个条件,初步学会运用控制变量思想设计燃烧条件等探究实验方案,理解燃烧和灭火原理在生产生活中的应用。
知道化石能源的有限性和不可再生性,了解酒精、天然气等燃料在社会生活中的应用,知道在能源利用中可以通过调控化学反应实现资源的高效利用。认识化学变化在能源开发与利用中的重要作用,体会合理利用化学反应对实现绿色发展和生态环境保护的意义。通过调查家用燃料的变迁与合理使用等跨学科实践活动,综合运用化学知识分析和讨论资源综合利用、能源结构调整等问题。了解新能源的开发前景及其对解决能源危机和环境污染的重要价值。认识化石能源是宝贵的自然资源,树立资源循环使用、绿色环保的可持续发展意识与社会责任,形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任。
2、 教材分析
(1) 知识网络
(2) 内容分析
第七单元是初三化学的重要组成部分,主要介绍了燃烧的条件与灭火原理、化学反应中的能量变化以及化石能源的合理利用等内容。内容包括燃烧的条件与灭火的原理,如清除可燃物、隔绝氧气、使温度降到着火点以下等;易燃易爆物的安全知识;化学反应中的能量变化,如放热反应与吸热反应;化石能源的利用,如煤、石油、天然气的形成、组成与用途;以及降低化石能源利用对环境的影响,如酸雨、温室效应等。涉及燃烧条件的探究、易燃易爆物安全知识的学习、化学反应中能量变化的认识、化石能源综合利用的基本方法,以及合理利用能源、树立绿色环保意识与可持续发展观念等情感、态度与价值观方面的教育。
7.1 燃料的燃烧
本节主要介绍了燃烧的条件、灭火的原理、易燃易爆物的安全知识以及化学反应中的能量变化。学生需要通过实验探究认识燃烧需要同时具备可燃物、氧气或空气和温度达到着火点三个条件,初步学会运用控制变量思想设计燃烧条件探究实验方案,并在此基础上理解灭火的原理及其在生活生产中的实际应用。同时,学生还需要知道通过调控燃料燃烧的条件可以实现促进燃烧或抑制燃烧的目的,了解爆炸发生的原因及防范爆炸的常见措施,树立安全意识和自我保护意识。此外,学生还需要认识物质的变化过程伴随着能量变化,了解化学反应中能量变化在生活生产中的重要意义,初步体会调控化学反应在生活生产中的重要作用。
7.2 化石能源的合理利用
本节主要介绍了煤、石油、天然气等化石能源的形成、组成和用途,以及化石能源利用过程中对环境产生的影响和降低其影响的措施。学生需要了解化石能源的有限性和不可再生性,知道天然气、酒精等燃料在社会生活中的应用,从物质及其变化的视角认识资源的综合利用,体会化学方法在能源开发利用中的重要作用。同时,学生还需要知道化石能源的大量使用会引发酸雨、温室效应等环境问题,初步树立绿色环保意识,了解通过使用清洁燃料、改进能源利用技术、开发新能源等方式可以降低化石能源利用对环境的影响。通过对本节的学习,学生将更加关注能源问题,形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任,并积极参与相关行动。
(3)学情分析
7.1 燃料的燃烧
学生已对燃烧有了初步的感性认识,同时也已掌握基本的实验操作技能。学生在日常生活中积累了丰富的燃烧与灭火经验,如使用燃气灶生火、用锅盖盖灭着火的油锅等,这些经验为理解燃烧条件和灭火原理提供了良好的认知基础。学生可能存在的学习困难主要有:容易将着火点误认为可以被降低,混淆降低温度与降低着火点的本质区别;对爆炸概念的理解容易产生偏差,未能区分化学变化与物理变化;燃烧条件的探究实验涉及多个变量的控制,对控制变量法的灵活运用提出了较高要求。此外,化学反应中的能量变化虽有广泛的生活体现,但学生较少从化学视角系统认识能量的释放与吸收。
7.2 化石能源的合理利用
学生已通过前一节的学习建立了燃烧条件及能量变化的知识基础。学生对煤炭、天然气等化石燃料并不陌生,也通过新闻媒体对能源危机、温室效应、酸雨等环境问题有所了解。学生可能存在的学习困难主要有:部分学生对化石能源的有限性认识不足;对酸雨的形成原因及化石能源的元素组成容易出错;化石能源利用与环境保护之间的关系涉及多角度综合分析,学生往往难以全面权衡能源需求与环境保护之间的关系。此外,教学中应注意引导学生从化学视角认识新能源的开发利用价值,逐步树立可持续发展意识。
4、 单元学习目标
内容
单元作业目标
课题1
燃料的燃烧
1.认识燃烧的条件,知道燃烧需要同时具备可燃物、氧气和温度达到着火点三个条件;知道灭火的原理,能运用燃烧的条件解释生活中的燃烧与灭火现象。
2.通过实验探究燃烧条件,初步学会运用控制变量思想设计简单的实验方案,体会通过实验探究获取证据、得出结论的科学方法。
3.知道通过调控燃烧的条件可以实现促进燃烧或抑制燃烧的目的,初步体会调控化学反应在生活生产中的重要意义。
4.了解易燃易爆物的安全知识及防范爆炸的常见措施,树立安全意识和自我保护意识。
5.认识物质的变化过程伴随着能量变化,能辨识生活中的放热反应和吸热反应,了解能量变化在生活生产中的实际应用。
课题2
化石能源的合理利用
1.知道煤、石油、天然气等化石能源的形成过程和不可再生性,能说出煤、石油、天然气的主要组成元素和主要用途。
2.了解煤的综合利用和石油炼制的方法,知道通过综合利用可以提高能源利用效率,体会化学方法在资源开发利用中的重要作用。
3.知道天然气的主要成分是甲烷,能正确书写甲烷燃烧的化学方程式,了解沼气、可燃冰等燃料的开发前景。
4.知道化石能源大量使用会引发酸雨、温室效应等环境问题,能分析化石燃料燃烧对空气质量的影响,了解降低化石能源利用对环境影响的改进措施。
5.了解氢能的实验室制法,知道氢能作为理想能源的优缺点,了解太阳能、风能、地热能、核能和生物质能等新能源的开发价值,树立合理利用资源、保护环境的可持续发展意识。
四、单元作业设计目标
1.知道燃烧需要同时具备可燃物、氧气和温度达到着火点三个条件,理解灭火的原理,能解释生活中的燃烧与灭火现象。
2.能运用控制变量思想设计燃烧条件的探究实验,通过对比实验获取证据、得出结论。
3.知道通过调控燃烧条件可实现促进或抑制燃烧的目的,了解易燃易爆物的安全知识及防范措施。
4.认识物质变化伴随能量变化,能辨识常见的放热反应和吸热反应。
5.知道煤、石油、天然气的不可再生性及主要用途,了解煤的综合利用和石油炼制的方法。
6.知道天然气的主要成分是甲烷,能正确书写甲烷燃烧的化学方程式,了解酒精的应用。
7.知道化石能源的使用引发的环境问题,了解降低污染的改进措施。
8.了解新能源的开发前景,知道氢能的优缺点,能从化学视角分析能源与环境问题,形成可持续发展意识。
五、单元作业设计思路
本单元作业设计以课标要求、教材内容和学情分析为依据,围绕燃烧条件、灭火原理、能量变化、化石燃料利用及新能源开发等核心知识,立足核心素养导向,遵循“现象—本质—应用”的认知逻辑,突出真实情境与问题解决。
单元作业整体分为三个层次:课时作业随堂使用,聚焦当堂核心知识的即时巩固;课后作业在每课题教学结束后布置,设置基础性和拓展性两个层次,基础性作业面向全体学生夯实必备知识与关键能力,拓展性作业供学有余力的学生选做,侧重知识迁移与综合提升;单元质量检测作业在单元教学结束后布置,综合考查本单元全部作业目标的达成情况。在设计过程中,注重创设真实问题情境,将化学知识融入燃料的合理利用、能源开发与环境问题等实际情境中,引导学生运用变量控制等科学方法进行分析和探究。同时严格控制作业总量和时长,在落实“双减”要求的基础上,促进学生化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任等核心素养的协调发展。
六、课时作业、评价及答案
第一课时
课时目标:能运用燃烧条件解释燃烧与灭火现象,能根据情境选择合理的灭火方法;能运用控制变量思想设计燃烧条件的实验探究方案;能说明促进燃烧和抑制燃烧的具体措施。
作业 1: 控制变量法是学习化学常用的方法。下面是探究燃烧条件的实验,请你根据图和资料信息回答有关问题。
资料:白磷的着火点是40 ℃,红磷的着火点是240 ℃。
(1)铜片上的白磷________(填“燃烧”或“不燃烧”,下同),水下的白磷________。对比这两个现象说明:_______________________________。
(2)铜片上的红磷________(填“燃烧”或“不燃烧”,下同),铜片上的白磷________。对比这两个现象说明:_____________________________________。
(3)如果要让水中的白磷在水下燃烧,应采取的措施是__________________。
(4)通过以上实验事实证明,燃烧必须同时具备下列条件:①可燃物②氧气(或空气);③_______________。
1. 参考答案:
(1)燃烧 不燃烧 可燃物燃烧需要氧气
(2)不燃烧 燃烧 可燃物燃烧需要温度达到其着火点
(3)通入氧气(或空气)
(4)温度达到可燃物的着火点
2.时间要求:5分钟。
3.设计评价:
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
能正确判断部分现象但无法说明原因
正确填写现象,知道燃烧的条件,但未按要求将现象与结论匹配
正确填空,将现象与燃烧条件建立联系;基于控制变量思想分析水下白磷满足与缺少的条件,提出合理解决方案;最终将燃烧条件系统整合,形成“三个条件须同时满足才能燃烧”的认知
将燃烧条件迁移到新情境,如分析实验中热水作用,或解释水下白磷通入氧气后燃烧的原因,或运用控制变量法设计新的对比实验方案
4.作业分析与设计意图:
本作业属于课堂基础性作业,对应化学观念与科学思维素养。以白磷红磷的对比实验为载体,通过控制变量法引导学生对比现象归纳燃烧的条件。本作业主要考查基于实验证据的推理能力,控制变量思想的迁移应用,从个别现象到一般规律的归纳概括能力。四问由浅入深,帮助学生初步建立燃烧条件的认知模型。
作业2:采取正确的措施能够避免火灾或减少灾害损失,下列不恰当的是
A. 油锅起火,用锅盖盖灭
B.酒精灯被不慎打翻起火,用湿抹布盖灭
C.森林起火,砍伐树木形成隔离带
D.汽车油箱着火,用水浇灭
1.参考答案:D
2.时间要求:2分钟。
3.设计评价:
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
能判断错误选项,但无法说明理由
能判断错误选项,但理由笼统,未涉及燃烧条件的具体分析
选出正确选项,将各选项与燃烧的条件建立联系,完整说明灭火原理就是破坏燃烧条件之一
从燃烧条件的角度系统分析错误措施失效根本原因,将灭火知识迁移到新情境中评价其他灭火措施的合理性,体现对燃烧与灭火的系统理解
4.作业分析与设计意图:
本作业属于课堂基础性作业,对应科学思维与科学态度责任素养。灭火原理是燃烧条件的实际应用,本题引导学生将燃烧三条件灵活运用于真实火灾场景中,用科学原理判断灭火措施的合理性,同时渗透消防安全意识与社会责任。
第二课时
课时目标:能辨识常见的消防安全标志,说明防范爆炸的常见措施;能辨识常见的放热反应和吸热反应,说明化学反应中能量变化在生活生产中的实际应用。
作业 1:消防安全无小事!下列做法错误的是
A.油锅着火,立即浇水灭火
B.图书档案着火,用二氧化碳灭火器灭火
C.发现燃气泄漏时,关闭阀门、开窗通风
D.加油站张贴标有“禁止烟火”字样的安全图标
1.参考答案:A
2.时间要求:2分钟。
3.设计评价
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
判断错误选项,但无法说明理由,或理由,未能涉及灭火原理的具体分析
选出正确选项,并能说出多个选项的正误理由,但选项对应的原理之间缺乏整合,未形成按照燃烧条件或灭火原理判断的系统认识
选出正确选项,并将选项与燃烧条件或灭火原理建立系统联系,能完整说明判断依据
将消防安全知识迁移到新情境中评价其他做法的合理性,或系统分析错误做法可能引发的严重后果,体现对燃烧与灭火条件的全面理解和安全意识的社会责任感
4.作业分析与设计意图:
本作业属于课堂基础性作业,对应科学态度与社会责任素养。本题以生活常见火灾场景为载体,将灭火原理、灭火器选用、燃气泄漏处理与火灾预防等知识融入真实情境,覆盖“灭火—逃生—预防”三个维度,引导学生将化学知识转化为安全常识,在真实情境中做出科学判断,增强消防安全意识与社会责任感。
作业 2: 下列化学变化属于吸热反应的是
A. 氧化钙与水反应 B.农家肥料的腐熟
C.沼气燃烧 D.碳与二氧化碳反应
1.参考答案:D
2.时间要求:2分钟。
3.设计评价
本题难度较易,考查吸放热反应的判断。氧化钙与水反应放出大量热,属于放热反应;农家肥料的腐熟是缓慢氧化过程,也放出热量;沼气燃烧是燃烧反应,放出热量;碳与二氧化碳在高温条件下反应生成一氧化碳,需要持续吸收热量,属于吸热反应。故选D。
4.作业分析与设计意图:
本作业属于课堂基础性作业,对应化学观念与科学思维素养。吸热反应与放热反应的判断不仅对能源本质的理解,也是后续学习燃料燃烧、能源开发等内容的必备知识,同时帮助学生建立化学反应中能量变化的初步认知。
第三课时
课时目标:能说出煤、石油、天然气的组成元素和用途;了解煤综合利用和石油的炼制;正确书写甲烷燃烧的化学方程式,了解沼气、可燃冰的开发前景。
作业1:下列关于天然气、煤、石油的说法正确的是
A.天然气的主要成分是甲烷
B.石油的分馏和煤的气化、液化、焦化都是化学变化
C.煤在空气中加强热制得焦炭、煤焦油和煤气等产品
D.石油是由沸点不同的化合物组成的混合物,开采后无需炼制就可直接利用
1.参考答案:A
2.时间要求:2分钟。
3.设计评价
本题难度中等,主要考察化石燃料相关知识。天然气的主要成分是甲烷,A正确;石油的分馏是利用沸点不同进行分离,属于物理变化,煤的气化、液化、焦化属于化学变化,B错误;煤在隔绝空气条件下加强热才能制得焦炭、煤焦油和煤气等产品,在空气中会燃烧,C错误;石油是复杂的混合物,需要经过炼制才能得到汽油、柴油等产品,不能直接利用,D错误。故选A。
4.作业分析与设计意图:
本作业属于课堂基础性作业,对应化学观念与科学思维素养。三大化石燃料在成分、加工方式、用途等方面既有联系又有区别,学生易混淆。本题从主要成分、变化类型、加工条件、利用方式四个维度进行辨析,引导学生准确区分易混淆的关键概念,建立化石燃料的知识体系。其中石油分馏是物理变化而煤的加工多为化学变化,是学生特别容易出错的知识点,本题有助于加深理解。
作业 2:下列分类正确的是
选项
混合物
纯净物
单质
氧化物
A
汽油
天然气
甲烷
石灰石
B
石油气
蒸馏水
氢气
冰水混合物
C
沼气
石油
水银
二氧化碳
D
煤
可燃冰
活性炭
一氧化碳
A.A
B.B
C.C
D.D
1.参考答案:B
2.时间要求:2分钟。
3.设计评价:
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
识别出个别物质的类别,无法对整组物质系统判断,对概念的理解停留在孤立记忆层面
对多个选项正确判断,但不能清晰地区分概念,无法从物质组成和分类依据的角度进行整体分析
答案正确,能从物质组成角度辨析混合物与纯净物本质区别,准确区分单质与化合物、氧化物等易混淆概念,形成对物质分类系统化理解
将物质分类标准迁移到新情境,对陌生物质进行准确归类,或分析同一物质在不同分类维度的归属,体现对物质分类体系的系统性认识
4.作业分析与设计意图:
本作业属于课堂基础性作业,对应化学观念与科学思维素养。物质分类是化学学习的重要基础,混合物、纯净物、单质、氧化物是初中化学的核心概念,贯穿整个学习过程。本题以化石燃料及其相关物质为载体,考查学生对物质分类的判断,帮助学生厘清易混淆的分类标准,建立清晰的概念体系。
第四课时
课时目标:能说明化石能源大量使用引发的环境问题及改进措施;了解氢能的实验室制法和优缺点;列举常见新能源,树立合理利用资源、保护环境的意识。
作业1:下列物质:①煤、②氢气、③石油、④天然气都可以作为燃料。其中极具开发前景、最清洁的是______(填序号,下同),原因是________(①燃烧热值高;②原料资源丰富;③贮存和运输时安全性高;④燃烧产物无污染)。其实验室制取的化学方程式为________________________________。
1.参考答案:②;①④;Zn + H₂SO₄ = ZnSO₄ + H₂↑
2.时间要求:3分钟。
3.设计评价:
本题难度简单,考查学生对氢气作为清洁能源的理解及实验室制取氢气化学方程式的书写。氢气作为最清洁能源的优点是燃烧产物只有水无污染,燃烧的热值高,缺点是工业上制取氢气需要电解水,成本高,氢气属于可燃性气体,对贮存和运输的要求高。实验室制取氢气用锌和稀硫酸反应。
4.作业分析与设计意图:
本作业属于课堂基础性作业,对应化学观念与科学思维素养。本题将燃料的比较、原因分析与实验室制法整合为一题,三空层层递进,引导学生从“是什么”走向“为什么”再到“怎么做”,既巩固了化石燃料与氢能源的基础知识,又考查了化学方程式的书写技能。
作业2:为了可持续发展,我们要建设“资源节约型、环境友好型社会”,你认为以下做法与之不相符的是 ( )
A.将废弃的稻草就地焚烧
B.积极开发和利用太阳能、风能和核能等能源
C.减少使用一次性木筷
D.研制开发燃料电池汽车,消除机动车尾气污染
1.参考答案:A
2.时间要求:2分钟。
3.设计评价:
本题难度简单,考查学生对环保的理解。废弃的稻草就地焚烧会产生大量有害气体和烟尘,造成空气污染,与环保要求不符,故A错误。积极开发太阳能、风能和核能等新能源,可减少化石燃料的使用,节约资源保护环境,B正确;减少使用一次性木筷可节约木材资源,保护森林,C正确;研制开发燃料电池汽车可减少化石燃料燃烧产生的尾气污染,D正确。故选A。
4.作业分析与设计意图:
本作业属于课堂基础性作业,对应化学观念与科学态度责任素养。建设“资源节约型、环境友好型社会”是化学课程中联系社会的重要主题,本题将能源开发、资源节约、污染防治等多方面知识融入具体做法中,引导学生从日常生活出发,用科学眼光审视常见行为的合理性,在辨析中理解化学知识在解决能源与环境问题中的重要作用,初步树立可持续发展的意识与社会责任感。
七、课后作业评价及答案
第一课时
基础性作业
1.俗语说:“人要实心,火要空心”。“火要空心”就是把木柴架空更容易燃烧,这样做的目的是
A.增大与空气的接触面积 B.隔绝空气
C.降低可燃物的着火点 D.易于移除可燃物
评价:本题难度简单,考查燃烧条件中“与氧气充分接触”在生活俗语中的应用,引导学生从生活经验中发现科学原理。
[知识点] 燃烧的条件
答案 A
[详解]木柴架空后,木柴与空气的接触面积增大,氧气供应更充分,燃烧更旺。着火点是物质固有的属性,一般不会改变,故C错误;架空木柴不是隔绝空气,故B错误;架空木柴不是移除可燃物,故D错误。故选A。
2.海湾战争期间,科威特大批油井被炸起火燃烧,我国救援人员在灭火工作中作出了贡献,下列措施不能考虑用于油井灭火的是( )
A.设法降低石油的着火点 B.设法使火焰隔绝空气
C.设法阻止石油喷出 D.设法降低油井的温度
评价:本题难度中等,考查灭火原理的应用及着火点是物质固有属性的概念,纠正常见的“降低着火点”的错误认识。
[知识点] 灭火的原理
答案 A
[详解]着火点是可燃物本身固有的属性,一般不会随外界条件改变,不能通过人为方式降低。油井灭火可以从三个方面考虑:一是阻止石油喷出(清除可燃物),二是隔绝空气,三是降温至着火点以下。B、C、D均为可行的灭火思路,A不可行。故选A。
提升性作业
3.在赤壁之战中,周瑜的军队点燃战船借助东风直冲曹军的木船,使曹军的木船燃起大火。用燃烧三要素回答:曹军的木船是 ;周瑜使用“火箭”射进曹军的连环木船,“火箭”能使木船着火的原因是 ;木船能燃烧还具备的条件是: 。
评价:
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
正确填写1空,但无法将燃烧三要素迁移到该历史情境中分析
正确填写2空,识别出木船、火箭的作用,但未与燃烧三要素建立联系
正确填写,将燃烧三要素与历史事件建立联系,完整解释火箭点燃木船的化学原理
从“火烧连营”的战略角度分析周瑜利用风向使火势蔓延的科学原理,体现了对燃烧条件的完整理解和跨学科综合分析能力
[知识点] 燃烧的条件
答案 可燃物 温度达到着火点 与氧气接触
[详解]曹军的木船本身可以燃烧,属于可燃物。“火箭”射入木船使木船温度升高,达到木柴的着火点,从而引发燃烧。木船在露天环境中与空气充分接触,提供了燃烧所需的氧气。三个条件同时满足,木船才能燃烧。
4.应用灭火的原理解释下列现象或措施。
(1)堆放杂物的纸箱着火,用水浇灭。
____________________________________________________________________
(2)油锅起火,用锅盖盖灭。
____________________________________________________________________
(3)燃烧的蜡烛在倒扣的烧杯中熄灭。
____________________________________________________________________
(4)用扇子扇蜡烛火焰,一扇就灭。
____________________________________________________________________
(5)向燃着的蜡烛倾倒二氧化碳使之熄灭。
____________________________________________________________________
评价:
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
对个别现象解释,但表述笼统不够科学,仅停留在生活化表达,未能结合燃烧三要素
对多个现象正确解释,说出多种灭火方法,但解释零散,原理间缺乏整合,未将具体现象抽象为灭火的原理
准确解释全部现象,并将灭火措施进行系统归类,清晰说明灭火原理就是破坏燃烧的条件之一
对比分析“扇蜡烛火焰一扇就灭”与“扇煤炉火越扇越旺”两种相反现象,解释同一操作在不同情境下效果不同的原因,体现对燃烧与灭火条件的系统理解
[知识点] 灭火的原理
答案:
(1)用水浇灭火,水能吸收大量热量,使温度降到可燃物的着火点以下。
(2)用锅盖盖灭,隔绝了空气(氧气),使火焰熄灭。
(3)燃烧的蜡烛在倒扣的烧杯中熄灭,是因为烧杯中氧气被消耗,蜡烛因缺氧而熄灭。
(4)用扇子扇蜡烛火焰,空气流动带走热量,使温度降到蜡烛的着火点以下。
(5)向燃着的蜡烛倾倒二氧化碳,二氧化碳不燃烧也不支持燃烧,隔绝了氧气,使蜡烛熄灭。
[详解]
灭火的本质是破坏燃烧的三个条件之一,清除可燃物、隔绝氧气、使温度降到着火点以下。五个现象中,(1)用水浇和(4)用扇子扇均使温度降到着火点以下;(2)用锅盖盖、(3)倒扣烧杯、(5)倾倒二氧化碳均利用隔绝氧气。需注意扇子扇蜡烛火焰一扇就灭,因蜡烛火焰小、热量少,气流带走热量使温度降至着火点以下;而扇子扇煤炉火越扇越旺,因补充了更多氧气。
第二课时
基础性作业
1.2026年5月4日湖南浏阳花炮生产储存发生重大安全事故,安全重于泰山。下列关于燃烧、爆炸及易燃易爆物安全知识的说法,正确的一项是
A.烟花爆竹属于易燃易爆物,在空气中混合后,遇明火就一定会发生爆炸
B.花炮堆放起火时,迅速打开门窗通风,可快速降低温度达到灭火目的
C.为节约场地,可将氧化剂类烟花原料和易燃纸屑混合存放
D.烟花火药急速燃烧时,在有限空间内短时间聚积大量热,气体急剧膨胀会引发爆炸
评价:
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
识别个别知识点正误,但理解孤立零散,无法系统分析多个选项
正确判断多个知识点,但知识点间缺乏整合,未能从燃烧条件出发进行整体判断
正确选出答案,并能将爆炸的发生与燃烧的三个条件建立系统联系;能够从燃烧条件出发分析各选项的正误依据
将燃烧与爆炸的条件迁移到新情境中,分析其他易燃易爆场所的安全措施,或从能量角度解释爆炸的本质,对燃烧与爆炸本质有系统性理解
[知识点] 爆炸的概念:易燃易爆品的安全知识
[答案]D
[详解]
A项错误,爆炸需要可燃物与氧气混合达到爆炸极限,并非“遇明火就一定爆炸”;B项错误,打开门窗通风会补充更多氧气,使燃烧更旺,正确的做法是迅速撤离并报警;C项错误,氧化剂与易燃物混合存放存在严重安全隐患,应分类存放、隔离存储;D项正确,烟花火药急速燃烧时,在有限空间内短时间产生大量气体并放出大量热,气体体积急剧膨胀,压强增大,当超过容器的承受限度时就会发生爆炸。故D正确。
2.在图1所示的标志中,加油站必须张贴的是( )
A B C D
03
评价:本题难度简单,考查学生对常见安全标志的识别能力,引导学生关注生活中安全标志的实际意义。
[知识点] 安全标志
[答案]B
[详解] A为节水标志;B为禁止烟火标志,提醒严禁携带火种、吸烟等,加油站周围空气中可能含有挥发出的可燃性气体,遇到明火或火花极易引发爆炸或火灾加油站必须张贴的是禁止烟火标志;C为回收标志;D为剧毒品标志。故B正确。
提升性作业
3.推理是化学学习中常用的思维方法。某同学所做的以下四个推断正确的是
A.化学变化常伴随发光放热现象,所以有发光放热现象出现的就是化学变化
B.燃烧需要同时满足三个条件,所以灭火也需要同时控制这三个条件
C.燃烧是可燃物与氧气发生的一种发光放热的剧烈氧化反应,所以燃烧反应一定属于放热反应
D.天然气爆炸、粉尘爆炸都是化学变化,所以爆炸一定是化学变化
评价:
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
识别个别知识点的正误,但孤立零散,无法系统分析多个选项
正确判断多个知识点,但知识点间缺乏整合,未能从概念本质出发来推理分析
正确选出答案,并从概念定义出发分析选项的推理正误之处,对选项的推理逻辑进行系统辨析
将推理方法迁移到新情境中,分析类似推理的正误,系统阐述化学概念判断的科学方法,从定义出发而非从伴随现象出发进行推理,体现科学思维的严谨性
[知识点] 化学变化的判断;燃烧的条件;灭火的原理;放热反应
[答案]C
[详解] A错误,有发光放热现象不一定是化学变化,如灯泡通电发光放热属物理变化;B错误,燃烧需同时满足三个条件,但灭火只需破坏其一即可;C正确,燃烧是放热的化学反应,因此燃烧反应属于放热反应;D错误,爆炸不一定都是化学变化,如轮胎爆炸属于物理变化。故C正确。
4. 用如图所示装置模拟粉尘爆炸实验,吹入空气后
发生爆炸,硬纸板被掀起。下列说法不正确的是
A.面粉属于可燃物
B.面粉与空气混合就会发生爆炸
C.吹入空气的目的是增大可燃物与氧气的接触面积
D.面粉加工厂应严禁烟火
评价:
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
识别个别知识点正误,但无法区分可燃与爆炸条件差异,对爆炸需同时满足多个条件认识模糊
正确判断多个选项,说出多个正确知识点,但未能识别“混合就会爆炸”说法错误,缺乏对爆炸需达到爆炸极限这一关键条件的认识
正确选出答案,并能将爆炸的发生与燃烧的条件联系,同时还需达到爆炸极限并遇明火才会爆炸
将粉尘爆炸的原理迁移到其他场景中分析,或系统分析面粉厂应采取的具体安全措施,体现将化学知识应用于实际安全问题的能力
[知识点] 爆炸;燃烧的条件
[答案]B
[详解] A项正确,面粉中含有淀粉,具有可燃性,属于可燃物;B项错误,面粉与空气混合后,还需要达到爆炸极限并遇明火才会发生爆炸;C项正确,吹入空气使面粉飞扬起来,增大了面粉与氧气的接触面积,使燃烧更剧烈;D项正确,面粉加工厂空气中含有大量可燃性粉尘,遇明火或火花极易发生爆炸,因此必须严禁烟火。故B错误,选B。
第三课时
基础性作业
1. 中国传统文化对人类文明贡献巨大,许多诗句和典籍中都蕴含化学知识。西晋《蜀都赋》中有“火井沈荧于幽谷,高焰飞煽于天垂。”该句描写了天然气的燃烧。天然气中的甲烷完全燃烧的化学方程式为____________________。
评价:本题难度简单,以传统文化为情境,考查甲烷完全燃烧化学方程式的书写,引导学生感受化学与中国传统文化的联系。
[知识点] 甲烷的燃烧
[答案]
[详解] 甲烷完全燃烧时,与氧气在点燃条件下反应,生成二氧化碳和水。
2.《梦溪笔谈》中描述了一种液体化石燃料:“颇似淳漆,燃之如麻,但烟甚浓,所沾帷幕皆黑”,该化石燃料是石油。下列说法错误的是
A.石油属于不可再生能源
B.石油炼制可得到汽油、煤油和柴油
C.化石燃料包括煤、石油、天然气等
D.石油的炼制是化学变化
评价:本题难度中等,以《梦溪笔谈》古籍描述为情境,考查学生对化石燃料相关知识的理解,引导学生感受化学与中华传统文化的联系。
[知识点] 化石燃料的种类;石油的炼制与利用
[答案]D
[详解] A正确,石油是古代生物遗骸经过漫长地质变化形成的,属于不可再生能源;B正确,石油通过炼制可得到汽油、煤油、柴油等多种产品;C正确,化石燃料包括煤、石油、天然气等;D错误,石油的炼制是利用各成分沸点不同进行分离,过程中无新物质生成,属于物理变化。故选D。
提升性作业
3. 气体可能是氢气、甲烷中的一种或两种。用下图装置实验,实验中观察到无水硫酸铜变蓝、澄清石灰水变浑浊。已知无水硫酸铜为白色粉末,遇水变蓝。
(1)石灰水变浑浊,证明反应生成物有__________(填化学式):证明有水生成的实验现象_______________________。
(2)X中一定含有的气体是__________(填化学式),理由是__________________。
评价:
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
只能根据现象判断部分产物,对气体成分的判断不完整或缺乏逻辑
能根据现象判断产物,但无法将产物与气体X的成分建立完整的逻辑联系
正确填空,能依据质量守恒定律,由生成物推理出气体X的组成元素,判断出H₂不一定含有
能进一步设计实验验证氢气是否存在,或能思考如何定量分析产物中CO₂和H₂O的质量比来判断气体成分,体现对定量推理和方案设计的系统认识
[知识点] 甲烷的燃烧,氢气的燃烧;燃烧产物的检验;质量守恒定律
[答案](1)CO₂ 无水硫酸铜变蓝
(2)CH₄ 生成物中有CO2和H2O,说明气体中含有C、H元素,因此一定含有甲烷;氢气可能存在也可能不存在,因为甲烷燃烧也能生成水。
[详解] 石灰水变浑浊是检验CO₂的特征现象,说明燃烧产物中有CO₂;无水硫酸铜变蓝说明产物中有H₂O。根据质量守恒定律,化学反应前后元素种类不变,生成物中有CO₂和H₂O,说明原气体中含有C、H元素。CH₄燃烧生成CO₂和H₂O,氢气H₂燃烧只生成H₂O。由于产物中既有CO₂又有H₂O,因此X中一定含有CH₄;是否含有H₂无法确定,因为CH₄燃烧也能产生H₂O。
4.下列关于化石燃料的说法正确的是
A.化石燃料都属于可再生能源
B.煤完全燃烧时不会产生污染
C.天然气主要成分为一氧化碳
D.石油炼制后,再利用各成分沸点不同进行分离,属于物理变化
评价: 本题难度中等,考查学生对化石燃料相关核心概念的辨析能力,引导学生准确区分易混淆的知识点。
[知识点] 化石燃料的分类与性质;煤、石油、天然气的成分与利用
[答案]D
[详解] A项错误,化石燃料形成需要数百万年,属于不可再生能源;B项错误,煤中含有硫、氮等元素,完全燃烧时会产生SO₂、NO₂等有害气体,造成空气污染;C项错误,天然气的主要成分是甲烷,一氧化碳是煤气的主要成分;D项正确,石油炼制是利用各成分沸点不同进行分离,过程中无新物质生成,属于物理变化。
第四课时
基础性作业
1.能源和环保是当今世界的重大问题,下列有关叙述正确的是( )
A.大量使用天然气作燃料符合“低碳生活”理念
B.化石燃料的使用不会污染环境
C.风能属于“绿色能源”
D.过度使用化肥不会污染水
评价:本题难度简单,考查学生对能源分类及环境问题的基本认识,引导学生树立绿色环保意识。
[知识点] 化石能源与新能源;化石燃料使用对环境的影响
[答案]C
[详解] A项错误,天然气属于化石燃料,大量使用会增加CO₂排放,不符合“低碳生活”理念;B项错误,化石燃料燃烧会产生CO₂、SO₂、NO₂及烟尘等污染物,造成空气污染;C项正确,风能在使用过程中不产生污染物,属于“绿色能源”;D项错误,过度使用化肥会造成水体富营养化,污染水源。故选C。
2. “推动重点行业节能降碳改造,推进新能源开发利用”是我国实现“双碳战略”的重要抓手。下列措施不能降碳的是
A.大力发展火力发电 B.开发氢能替代化石能源
C.推广使用新能源汽车 D.加强碳捕集、利用与封存
评价:本题难度简单,以“双碳战略”为情境,考查学生对降碳措施的理解,引导学生关注国家发展战略,增强社会责任感。
[知识点] 减少碳排放的措施
[答案]A
[详解]
A项错误,火力发电燃烧煤炭(化石燃料)会产生大量CO₂,增加碳排放,不能降碳;B项正确,氢气燃烧产物只有水,无碳排放,开发氢能替代化石能源能有效降碳;C项正确,新能源汽车减少化石燃料使用,降低碳排放;D项正确,碳捕集、利用与封存直接减少大气中CO₂含量。故选A。
提升性作业
3.下列说法错误的是
A.能产生温室效应的气体只有二氧化碳
B.使用脱硫煤可以减少酸雨的产生
C.氢气无毒,是一种清洁的高能燃料,已应用于航天、交通等领域。
D.CO中毒时,轻度的应呼吸大量新鲜空气,严重的要立即送到医院进行救治。
评价:
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
识别个别知识点的正误,但理解孤立零散
正确判断多个选项,但知识点间缺乏整合,未能形成对能源与环境问题的整体认知
正确选出答案,将各选项与相关化学原理建立系统联系合。能对各选项进行全面辨析
系统阐述化石燃料使用引发的环境问题,或分析氢能源发展的优势与挑战,体现对能源与环境问题的全面辩证思考
[知识点] 温室气体;酸雨的形成;氢气的性质与用途;CO中毒的急救方法
[答案]A
[详解]
A错误,能产生温室效应的气体除CO₂外,还有甲烷、氟氯代烷(氟利昂)等;B正确,煤中含硫,燃烧产生SO₂是形成酸雨的主要原因之一,使用脱硫煤可减少SO₂排放,减少酸雨的产生;C正确,氢气无毒、燃烧热值高、产物无污染,已应用于航天等领域;D正确,CO中毒是由于CO与血红蛋白结合,轻度中毒呼吸新鲜空气可缓解,严重时需及时就医。故选A。
4.“绿水青山就是金山银山”。下列做法与这一主题相符的是
A.推广使用太阳能等清洁能源
B.工业废水直接用于灌溉农田
C.工业废气未经处理直接排入空气
D.为方便生活,多开私家车出行
评价:本题难度简单,以“绿水青山就是金山银山”为情境,考查学生对环境保护措施的理解,引导学生树立生态文明观念。
[知识点] 绿色化学;低碳的措施
[答案]A
[详解]
A正确,推广使用清洁能源可减少化石燃料燃烧产生的污染物和CO₂排放,与“绿水青山就是金山银山”相符;B错误,工业废水中含有害物质,直接灌溉农田会污染土壤和水源;C错误,工业废气未经处理排放会造成空气污染;D错误,多开私家车会增加化石燃料消耗和尾气排放,不利于环保。故选A。
八、单元质量检测作业及答案
1、单元质量检测内容
作业 1: 如图是我国宋代邛窑绿釉瓷省油灯及其示意图。燃烧时灯内层的水有助于减慢油的蒸发,以达到省油的目的。下列说法不正确的是
A.省油灯的可燃物只有油
B.产生黑烟的原因是灯油不完全燃烧
C.油燃烧属于氧化反应
D.用嘴吹灭的原理是降温至着火点以下
1.参考答案:A
2.时间要求:2分钟
3.设计评价
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
识别1个知识点正误,对其他选项无法系统判断
判断多个选项正误,指出正误理由,但知识点间缺乏整合,未能从燃烧条件角度进行统一分析
正确选出答案,并将选项与燃烧及灭火原理建立联系,对各选项进行全面辨析
分析省油灯中水降温减慢了油的蒸发,从微观角度解释蒸发减慢的原因,或分析省油灯设计中的其他化学原理
4.作业分析与设计意图:
本作业对应化学观念与科学思维素养,以宋代省油灯为情境,将燃烧条件、灭火原理、氧化反应等核心知识融入古代科技发明中,引导学生感受化学与中华优秀传统文化的紧密联系,增强文化自信。
作业 2:下列属于放热反应的是
A.氢氧化钠固体溶于水放出热量 B.碳和二氧化碳在高温下反应
C.甲烷燃烧放出大量热 D.水蒸气液化为液态水放热
1.参考答案:C
2.时间要求:2分钟。
3.设计评价:
本题难度中等,考查学生对放热反应的理解。A项错误,氢氧化钠溶于水放热属于物理变化,不是化学反应;B项错误,碳与二氧化碳高温反应需持续吸热,属于吸热反应;C项正确,燃烧反应均放热;D项错误,水蒸气液化放热属于物理变化。故选C。
4.作业分析与设计意图:
本作业对应化学观念与科学思维素养。通过将物理变化中的放热现象与化学变化中的放热反应和吸热反应对比,引导学生准确区分“放热现象”与“放热反应”两个概念,强化对化学反应中能量变化的本质理解。
作业 3:用下图所示实验验证可燃物燃烧的条件。下列说法不正确的是(已知:白磷和红磷的着火点分别为40℃、260℃。)
A.该实验能验证可燃物燃烧需要与O2接触
B.该实验能验证可燃物燃烧需要温度达到着火点
C.若将红磷换成白磷,能验证可燃物燃烧需与O2接触
D.若将N2换成O2,能验证可燃物燃烧需温度达到着火点
1.参考答案:B
2.时间要求:3分钟。
3.设计评价:
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
识别1个选项正误,但对C、D的变量变化无法系统分析
判断多个选项正误,能分别说出A、B正误原因,但选项间的变量关系尚未建立整体认知
正确选出答案,并能从控制变量的角度对各选项进行系统分析,能完整说明对比实验中唯一变量的判断方法
设计新的对比实验方案来验证燃烧的某一条件,或分析原实验中水温选择80℃的原因,体现对控制变量法的灵活运用
4.作业分析与设计意图:
本作业对应科学思维与科学探究素养。考查学生控制变量法在化学实验中的应用,要求学生能准确辨析每组实验的变量与不变量,控制实验变量以达成对应验证目的。这能够很好地训练学生分析实验方案、评价实验合理性的科学探究思维,引导学生理解实验验证中的控制变量法,提升化学实验探究的分析推理能力。
作业4:我国古籍与传统工艺中蕴藏着丰富的化学知识,其应用贯穿于生产生活的各个方面。
(1)井陉陶瓷烧制技艺是省级非物质文化遗产。陶瓷烧制过程中,窑内温度需控制在1200℃以上,这是利用了燃料燃烧______(填“吸收”或“放出”)热量的性质;陶瓷烧制过程中,为使燃料充分燃烧,可采取的一种措施是______________。
(2)西晋史学家陈寿所著的《三国志》中,有“乃取蒙冲斗舰数十艘,实以薪草,膏油灌其中……”的描述。从燃烧条件看,薪草、膏油属于________。
(3)《墨经》记载“立窑烧烟法”的示意图如图所示,瓮中收集的黑烟(主要为炭黑)可用于制墨,炉膛的进气口大小________(填“会”或“不会”)影响炭黑产量。
1. 参考答案:
(1)放出 增大燃料与空气的接触面积,或通入足量空气
(2)可燃物
(3)会
2.时间要求:4分钟。
3.设计评价:
陶瓷烧制利用燃料燃烧放出的热量使窑温升至1200℃以上,为使燃料充分燃烧可采取增大接触面积或通入足量空气等措施;薪草、膏油均属于可燃物,与氧气接触并达到着火点即可燃烧;立窑烧烟时进气口大小会影响炭黑产量,进气口小则氧气不足导致松木不完全燃烧,炭黑产量增加。
4.作业分析与设计意图:
本作业对应化学观念与科学思维素养。以三个古籍与工艺史料为载体,将燃烧的条件及调控等核心知识融入其中,引导学生在真实情境中运用燃烧与燃料的知识进行分析,理解化学原理在古代科技中的应用,感受化学与中华优秀传统文化的紧密联系,增强文化自信。
作业5:回答下列问题:
化学与能源
能源转型是人类进步的驱动力,人类使用燃料的变迁反映了社会文明发展的需求。柴草时代始于火的出现,人类用树枝、杂草等作为燃料燃烧煮食、取暖等;17世纪之后,人类逐渐将煤作为燃料。煤主要含有碳元素,还含有氢、氮、硫等元素,煤燃烧后会产生大量烟尘和有害气体。20世纪70年代中期,家用燃料逐步升级为液化石油气。液化石油气是石油炼制得到的一种产品,其中含有丙烷(化学式为C3H8,其完全燃烧后生成二氧化碳和水)等多种物质,制取成本较高,需通过加压储存在密封钢瓶中,运输到千家万户。2000年左右,天然气作为一种比较清洁的能源,走进城乡居民生活。燃料的变迁体现了中国坚持走绿色、低碳、可持续发展道路的决心。
阅读短文,分析思考,解决问题:
(1)常见的化石能源煤、石油、天然气,它们都属于_____(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)点燃煤时常用柴草引燃,说明可燃物燃烧需要满足的条件之一是______。
(3)天然气的主要成分是______;丙烷完全燃烧发生反应的化学方程式为______。
(4)结合上述材料分析,未来新能源应具有的特点是_____(写一条)。
1. 参考答案:(1)不可再生
(2)温度达到着火点
(3)甲烷(或CH₄) C₃H₈+5O₂3CO₂+4H₂O
(4)清洁无污染,可再生、热值高等
2.时间要求:5分钟。
3.设计评价:
煤、石油、天然气的形成需要数百万年,属于不可再生能源;点燃煤时先用柴草引燃,是因为柴草着火点较低、易点燃,燃烧放热使温度升高至煤的着火点,从而引燃煤;天然气的主要成分是甲烷(CH₄);丙烷完全燃烧的化学方程式为C₃H₈+5O₂3CO₂+4H₂O;结合化石燃料不可再生、燃烧产生污染等缺点,未来新能源应具备清洁无污染、可再生、热值高等特点。
4.作业分析与设计意图:
本作业对应化学观念与科学态度责任素养。以人类能源变迁史为线索,将化石燃料的组成、燃烧条件、化学方程式书写及新能源特点融入材料阅读中,引导学生从历史发展的视角理解能源利用的演变,认识化学在能源领域的重要作用,体会中国走绿色、低碳、可持续发展道路的意义,增强社会责任感。
作业6: 中央电视台曾经报道:液化石油气掺入二甲醚(C2H6O)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H2)在一定的条件下制得,其部分生产过程如示意图:
已知:二甲醚的沸点为-24.9℃,甲醇的沸点为64.7℃。
(1)用合成气(CO和H2)在一定的条件下制二甲醚(C2H6O)时,还产生了水。写出反应的化学方程式:___________________________________,参加反应的CO与H2的质量比为___________。
(2)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。
1. 参考答案:(1)2CO+4H₂C₂H6O+H₂O 14:1
(2)沸点
2.时间要求:4分钟。
3.设计评价:
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
正确写出各物质化学式,但未配平或无法正确计算质量比
正确写出化学方程式,能计算出CO和H₂的相对分子质量,但计算过程出现错误,各步骤间未形成完整的逻辑链条
正确写出化学方程式,并能准确完成质量比计算,将方程式的配平与质量比计算建立系统联系
完整解释质量比来源于化学方程式中各物质的化学计量数与相对分子质量的乘积之比体现对化学方程式本质的深入理解
4.作业分析与设计意图:
本作业对应化学观念与科学思维素养。以真实社会问题为情境,引导学生在具体化学事实中运用方程式的配平与计算、混合物分离等知识分析问题,体会化学知识在解决社会实际问题中的价值,同时渗透安全意识。
作业7:请结合下列实验装置,回答有关问题。
(1)写出图中仪器①的名称:________________。
(2)实验室用锌和稀硫酸反应制取并收集氢气,选用的发生装置为___________(填字母)
(3)若用F装置收集氢气,气体应从________(填“a”或“b”)端通入。
(4)氢气是一种活泼的易燃易爆气体,使用前我们应先____________。
1.参考答案:(1)铁架台 (2)BE或BC (3)b (4)验纯
2.时间要求:3 分钟。
3.设计评价:
图中仪器①为铁架台;锌与稀硫酸反应制取氢气属于固液常温型反应,发生装置应选B;氢气密度比空气小,可用向下排空气法(E)或排水法(C)收集,;若用F装置收集氢气,气体应从短管b端通入,利用密度比空气小的性质将空气从长管a端排出;氢气具有可燃性,与空气混合遇明火可能爆炸,因此点燃或使用前必须先验纯,以确保安全。
4.作业分析与设计意图:
本作业对应化学观念与科学探究素养。以实验室制取氢气为载体,从仪器辨识、装置选择、操作原理到安全知识进行系统考查,帮助学生建立从设计到操作的完整实验思维,同时强化易燃易爆气体使用前的安全规范意识。
作业8:火的利用促进了人类文明的进步,兴趣小组同学对燃烧的条件及控制进行了项目式学习。
【观察生活】
(1)小组同学观察到小木块能燃烧,而小石块不能燃烧(如图1所示),得出燃烧的条件之一是_________。
【实验探究】为继续探究燃烧的条件,同学们设计并完成了如图2所示实验。
已知:白磷着火点40℃,红磷着火点240℃。磷燃烧会产生有毒的五氧化二磷。
(2)同学们观察到Y形管中的白磷燃烧、红磷不燃烧,可得出的结论是__________________________,白磷燃烧的现象为_________________________,反应的化学方程式是__________________。同学们根据______________现象,得出燃烧的条件之一是可燃物与氧气接触。该实验装置中气球的作用是_________________。
(3)小组同学利用实验室新购置的数字化实验设备对燃烧进行了定量研究。如图所示,用氧气传感器测量蜡烛在密闭容器内燃烧至熄灭过程中,容器内氧气含量的变化。
结合图像分析,“可燃物与氧气接触”应准确地表述为__________________。
【生活应用】
(4)用天然气做饭,发现炉火火焰呈黄色,锅底出现黑色物质,这时需要_____(填“调大”或“调小”)灶具的进风口。
(5)成语“釜底抽薪”的灭火原理是__________________。
1. 参考答案:
(1)可燃物
(2)燃烧需要温度达到着火点
产生大量白烟、放出热量
4P+5O₂2P₂O₅
Y形管中白磷燃烧、热水上的白磷不燃烧
缓冲气压、防止污染空气
(3)可燃物与氧气接触且氧气浓度达到一定值
(4)调大
(5)清除可燃物
2.时间要求:8分钟。
3.设计评价:
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
完成第(1)问和(2)问中1-2空,无法将实验现象与燃烧条件建立联系
(2)(3)问部分空错误,知晓知识点,但不能系统整合建立联系,未能将对比实验的现象与燃烧条件建立系统联系
填写全空,对比实验系统说明燃烧的条件;能联系数字化图像对燃烧的条件进行修正;将生活现象与燃烧条件的调控建立联系,实现从定性到定量的认知提升
分析实验中控制变量的方式,结合氧气含量图像定量分析蜡烛熄灭时氧含量,或设计实验方案进一步探究燃烧条件,或分析装置中气球防污染的设计思想,体现对燃烧与灭火条件的理解与迁移应用能力
4.作业分析与设计意图
本作业对应化学观念、科学思维与科学探究素养。以项目式学习为载体,围绕燃烧的条件与控制这一核心主题,从生活观察到实验探究再到生活应用,层层递进。数字化实验的引入引导学生从定性走向定量认识,理解“可燃物与氧气接触”需要达到一定浓度。本题将燃烧条件的探究、化学方程式的书写、实验装置的分析及生活现象的解释融为一体,有利于学生形成对燃烧与灭火的系统认识。
作业9:天然气是一种高效的能源,其热值约是人工煤气的两倍,是居民燃气灶具、热水器等的常用燃料,天然气的主要成分是甲烷。
(1)将12.8g甲烷与44.8g氧气通入一密闭容器混合后点燃,反应前后各物质的质量如表:
物质
甲烷
氧气
二氧化碳
水
CO
反应前质量/g
12.8
44.8
0
0
0
反应后质量/g
0
0
17.6
28.8
m
①表中m的值为________。
②天然气属于________(填“可再生”或“不可再生”)能源。
(2)20g甲烷完全燃烧生成二氧化碳和水,计算需要消耗氧气的质量。
1.参考答案:① 11.2g
② 不可再生
(2)解:设需要消耗氧气的质量为x。
CH₄ + 2O₂CO₂ + 2H₂O
16 64
20g x
=
x = 80g
答:需要消耗氧气的质量为80g。
2.时间要求:6分钟。
3.设计评价:
前结构
单点结构
多点结构
关联结构
抽象扩展结构
无意义或空白答案
正确写出化学方程式,计算相对分子质量,但无法建立比例关系进行完整计算,只完成了计算的某个孤立环节
正确写出化学方程式,计算相对分子质量,列出比例式但计算过程中出现错误,各步骤之间未能形成完整解题链条
正确写出化学方程式,准确计算相对分子质量,建立正确比例关系并计算结果,完成从方程式书写→相对分子质量计算→比例建立→数学求解的完整、规范的解题过程,并能正确作答
能分析若甲烷不完全燃烧如何影响计算结果,利用质量守恒定律验证计算结果的合理性,从定量角度分析甲烷燃烧的产物组成,体现对化学方程式计算本质的深入理解与实际应用能力
4.作业分析与设计意图:
本作业对应化学观念与科学思维素养。以天然气的成分为出发点,通过质量守恒定律的应用、能源类别的判断及化学方程式计算,综合考查学生对“能源的合理利用与开发”单元核心知识的综合运用能力。表格数据的形式要求学生从数据中提取有效信息,培养数据分析与定量计算的能力,体现化学学科从定性到定量的思维特点。
(2) 单元质量检测作业属性
序号
类型
对应单元 作业目标
对应学习水平
难度
完成时间
了解
理解
应用
1
选择题
(1)
√
简单
2
选择题
(4)
√
中等
3
选择题
(2)
√
中等
4
填空题
(1)
√
中等
5
科普阅读题
(5)(6)(7)(8)
√
√
中等
38分钟
6
工艺流程题
(5)
√
中等
7
基础实验题
(3)
√
较易
8
实验探究题
(1)(2)(3)
√
中等偏上
9
计算题
(6)
√
中等偏上
九、素养作业及答案
从柴草到天然气,家用燃料的每一次变迁都不仅是生活方式的改变,背后更蕴含着燃烧原理、能量变化与环境保护等丰富的化学知识。让我们沿着燃料的变迁史,一同探寻燃料迭代背后的科学逻辑与社会动因。
第一站:柴草时代
远古时期,人类发现了火,开始用柴草照明、取暖、烹饪食物。柴草作为最古老的燃料,至今仍在部分农村地区使用。
1. 农村厨房里使用柴草时常将柴草架空,燃烧会更旺,其原因是______。
2. 成语“釜底抽薪”蕴含了一种灭火方法,其灭火原理是______。
3. 柴草作为家用燃料存在明显的优缺点,请你从燃烧效果、存储、环保、成本任选一个角度进行分析。
第二站:煤炭时代
随着人口增长和森林资源减少,柴草无法满足日益增长的能源需求。人们开始寻找更高效、更稳定的燃料。煤的开采和利用开启了人类能源利用的新纪元。
4. 煤中主要含有_____元素,从是否可再生的角度分析,煤属于______能源。
5. 蜂窝煤相比普通煤块燃烧更充分。请从燃烧的角度解释原因。
6. 煤的干馏、气化、液化等综合利用,这一过程属于______________。(填“物理变化”或“化学变化”)
7. 煤燃烧对环境的主要危害有______________________________。
第三站:液化石油气时代
煤的使用虽解决了能源短缺问题,但产生的烟尘和有害气体严重污染环境,且生火麻烦、不易控制火候。20世纪70年代,液化石油气开始进入中国家庭。
8. 液化石油气主要是通过______(填“石油”或“天然气”)炼制得到的。
9. 石油炼制得到汽油、煤油、柴油等,这一过程属于______。(填“物理变化”或“化学变化”)
10. 液化石油气需通过加压储存在密封钢瓶中运输。请从分子的角度解释:为什么加压能使气体液化储存在钢瓶中?
第四站:天然气时代
液化石油气虽好,但需要频繁更换钢瓶,且价格波动大。随着“西气东输”工程的实施,管道天然气逐渐走进千家万户。
11. 天然气的主要成分是______,其完全燃烧的化学方程式为______。
12.夜间发现厨房内天然气泄漏,下列做法正确的是( )。
A. 立即开灯检查 B. 打开排风扇通风
C. 关闭阀门、开窗通风 D. 点火检测漏气位置
13.我国“西气东输”工程将西部地区的天然气输送到东部地区,该工程的实施对家用燃料的变迁产生了深远影响。从社会动因角度分析,“西气东输”工程推动了天然气进入千家万户的原因有( )。
A. 西部地区天然气资源丰富,东部地区能源短缺
B. 管道输送比钢瓶运输更安全、更经济
C. 国家政策支持清洁能源的推广使用
D. 以上都是
14.用天然气做饭时,发现炉火火焰呈黄色,锅底出现黑色物质。结合燃烧的条件分析,此时天然气发生了______(填“完全”或“不完全”)燃烧,需要将灶具的进风口调______(填“大”或“小”),理由是______。
第五站:未来能源
化石燃料终究是有限的。“十四五”规划提出构建生态文明体系,落实“碳达峰”行动方案。新能源的发展,为实现“碳达峰”“碳中和”提供了可能。
15. 氢气被认为是理想的清洁燃料,写出氢气燃烧的化学方程式______。
16. 氢气虽是理想的清洁燃料但目前仍未广泛应用,氢能有何优缺点?
17. 下列能源中,不属于新能源的是( )。
A.太阳能 B.氢能 C.风能 D.天然气
18. 下列做法符合“低碳生活”理念的是( )。
①骑行共享单车,倡导绿色出行 ②开发利用太阳能,减少化石燃料使用
③旧衣焚烧掩埋,加快生产销售 ④选用节能家电,减少能源消耗
A. ①②③ B.①②④ C.①③④ D.②③④
答案及解析
1. 增大了柴草与空气(氧气)的接触面积,使燃烧更充分。
解析: 柴草架空后,柴草之间出现更多空隙,空气流通更顺畅,氧气供应更充足,燃烧更旺、更充分。
2.清除可燃物
解析: “薪”即可燃物,抽走薪柴使燃烧因缺少可燃物而停止。
3.燃烧效果:容易点燃,但热值低、燃烧不稳定,能量利用率低。
存储:但体积大、占用空间多,易受潮腐烂,需在干燥的条件下储存。
环保:燃烧会产生烟尘和二氧化碳,不完全燃烧时还会产生CO,污染空气。
成本:柴草来源广、农村可就地取材,获取成本低。
4.碳 不可再生
解析: 煤主要含碳元素,形成需数百万年,属于不可再生能源。
5. 将煤制成蜂窝煤,增大了煤与空气的接触面积,使燃烧更充分。
解析: 接触面积越大,燃烧越充分,能量利用率越高。
6. 化学变化
解析: 煤的干馏是将煤隔绝空气加强热,得到焦炭、煤焦油、煤气等新物质;煤的气化是将固体煤转化为水煤气(CO和H₂)等气体燃料;煤的液化是将煤转化为甲醇等液体燃料。这些过程中均有新物质生成,属于化学变化。
7.煤中含有硫、氮等元素,燃烧会产生SO₂、NO₂等有害气体导致酸雨,同时产生大量烟尘造成空气污染。
解析: 煤中除了含碳元素外,还含有硫、氮等杂质元素。燃烧时硫转化为二氧化硫,氮转化为氮氧化物,这些气体与雨水结合会形成酸雨;同时产生的烟尘也会污染空气,危害人体健康。
8.石油
解析: 液化石油气是石油炼制过程中得到的副产品,主要成分是丙烷、丁烷等小分子烃类,通常通过加压液化储存在钢瓶中。
9. 物理变化
解析: 石油炼制是利用石油中各成分的沸点不同进行加热分离,过程中没有新物质生成,各组分只是被分离开来,属于物理变化。
10. 分子之间有间隔,加压时气体分子间的间隔减小,气体体积缩小,因此液化石油气能被压缩储存在钢瓶中。
解析: 气体分子间存在较大的间隔,压强和温度的改变会影响分子间的间隔大小,加压使分子间间距减小,气体体积缩小,从而使大量气体被压缩储存在较小的钢瓶空间中,方便运输和使用。
11. 甲烷(CH₄) CH₄ + 2O₂ CO₂ + 2H₂O
12.C
解析: 天然气泄漏后与空气混合达到爆炸极限,遇明火或电火花易爆炸。开灯、开排风扇、点火均可能产生电火花或明火,引发爆炸。正确做法是关闭阀门阻止继续泄漏,同时开窗通风降低室内燃气浓度。
13.D
解析: A为资源分布因素,B为基础设施优势,C为政策导向,三者共同推动了天然气普及。
14.不完全 大 增大空气进气量,使氧气更充足,促进天然气的完全燃烧,避免产生炭黑。
解析: 黄色火焰和黑色炭黑是氧气供应不足导致不完全燃烧的典型现象。调大进风口可以增加空气进入量,使氧气更充足,提高燃烧效率。
15. 2H₂ + O₂ 2H₂O
16. 优点:热值高,燃烧产物只有水无污染。缺点:制取成本高,储存和运输难度大。
解析: 氢气热值极高,燃烧产物无污染,是实现碳中和的重要方向。但目前电解水制氢耗电量大,成本远高于化石燃料;氢气密度极小,储存需高压或超低温液化,技术要求高、投资大,限制了其大规模推广。
17. D
解析:太阳能、氢能、风能均属于新能源,具有清洁、可再生等特点。天然气是化石燃料,属于传统能源,不可再生,故选D。
18.B
解析:骑单车,开发利用太阳能,选用节能家电,均符合低碳理念。旧衣焚烧会产生有害气体和烟尘,且掩埋造成资源浪费,不符合低碳环保要求,故选B。
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