第七單元燃燒及其利用（教案）
課題1燃燒和滅火
目的要求：1：認識燃燒的條件和滅火的原因
2：了解易燃物和易爆物的安全知識
3：培養學生的實驗能力和觀察能力。培養學生的分析綜合能力，并使學生逐步了解內因和外因之間的辯證關系。培養學生的好奇心和敢于質疑，勇于探索的創新意識和品質，同時有意滲透防火意識的培養。
重點：燃燒的條件和滅火的原理。
難點：燃燒的條件和滅火的原理。
教學過程：
教材內容主要分為兩部分，第一部分著重于描述燃燒的概念、燃燒的條件和滅火原理。第二部分著重描述爆炸，易燃物和易爆物的安全知識。
【引入】在研究氧氣的化學性質時，我們知道許多物質可以在氧氣或空氣中燃燒。在本節中，我們將學習燃燒、燃燒的條件、易燃物和易爆物的安全知識。
【提問】生活中有許多燃燒現象，你能根據這些現象列舉一些使物質燃燒的方法嗎？
【回答】用火柴、打火機、煙火、爐火等火源將紙、煤、酒精燈等引燃，用電子打火點煙、鉆木取火等
物質燃燒的共同特征和反應實質。
待征――發光、發熱
實質――劇烈的氧化反應
【演示】在燒杯中放入半杯80℃左右的熱水，在燒杯上放一塊薄銅片，在銅片的兩端分別放一小粒白磷和一小堆紅磷，過一會兒后白磷燃燒起來而紅磷不燃燒。
【提問】通過對上述實驗進行分析，可燃物在什么條件下才能夠燃燒？
【演示】在玻璃棒的下端、中部、上部三處各系上一小塊白磷，把玻璃棒插到盛有80℃熱水的燒杯里，使下端的白磷浸沒在熱水中，中部的白磷懸于水面處，上部的白磷露在燒杯外，結果只有水面處的白磷燃起來了。
【分析】水面上的白磷和水中的白磷溫度都達到了著火點，不同的是水面上的白磷與空氣接觸了而水中的沒有，這就說明物質必須與氧氣接觸才能燃燒；水面上的白磷與燒杯外的白磷同在空氣中，而燒杯外的白磷下面沒有熱水，其溫度未達到著火點，說明物質要燃燒還得使其溫度達到著火點。
燃燒：可燃物跟空氣中的氧氣發生的一種發光發熱的劇烈的氧化反應。
【小結】燃燒，必須同時具備三個條件，缺一不可。
⑴可燃物
（2）要與氧氣接觸。
（3）可燃物要達到燃燒時所需的最低溫度――著火點。
【設問】燃燒必須同時具備三個條件，若缺少一個就不能燃燒。當發生了火災時，應如何滅火呢？
【講解】滅火的原理是由燃燒的條件決定的，即破壞燃燒的條件之一，就可以滅火。可見，燃燒的條件和滅火的原理是從不同的角度來說明同一問題，兩者不是相互割裂的。
二．滅火的原理和方法
【討論】1．實驗室如何熄滅酒精燈？它應用了什么原理？
2．木頭著火時，通常潑水可以熄滅，為什么？
3. 請聯系實際，列舉一些常用的滅火方法，并分別說說它們的滅火的原理。
泡沫滅火器的原理
裝置和藥品如圖A所示，將圖A中兩種溶液混合時如圖B所示。可看到有液體和大量二氧化碳氣體從吸濾瓶的側管噴射出來。當把吸濾瓶底部朝上倒轉過來以后，吸濾瓶中的飽和的碳酸鈉溶液與小試管中的濃鹽酸混合，立即發生化學反應：
Na2CO3＋2HCI
2NaCl＋H2O＋CO2↑
由于反應后生成大量的二氧化碳氣體，吸濾瓶中氣體壓強突然增大，從而使吸濾瓶中的液體隨二氧化碳氣體從吸濾瓶的側管處噴射出來。
需要說明的是，在常用的泡沫滅火器里，用硫酸鋁溶液來代替濃鹽酸，并用碳酸氫鈉溶液來代替碳酸鈉溶液。為了發生大量泡沫，常放入用甘草或皂角等作原料制取的液體為發泡劑。
滅火器之一
一般指裝有滅火劑的消防器材。常用的滅火劑為二氧化碳或能產生二氧化碳的物質。因為二氧化碳不支持燃燒，又比空氣重，能夠覆蓋在燃著的物體表面，隔絕空氣，使火熄滅。常見的滅火器有：
①泡沫滅火器滅火器內分別裝有硫酸鋁溶液和碳酸氫鈉溶液，使用時將滅火器倒置，兩種溶液混合發生下列比學反應。 Al2(SO4)3＋6NaHCO3 = 2Al(OH)3↓＋3Na2SO4＋6CO2↑ 產生的大量二氧化碳氣體帶著泡沫噴到燃燒物表面，達到滅火的目的。泡沫是用甘草或皂角制取的液體產生的。 但是，因為泡沫中含有水分，不宜用于撲救遇水發生燃燒或爆炸的物質（如鉀、鈉、電石等）；對于電器火災，要在切斷電源后才能使用泡沫滅火器。 ②干粉滅火器滅火器內裝有碳酸氫鈉固體和二氧化碳壓縮氣體，并有防潮劑和增潤劑。使用時打開拉環，壓縮氣體即可把干粉噴出，干粉蓋住燃燒的火焰，并受熱分解放出二氧化碳氣體，使火熄滅。2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O ③二氧化碳滅火器直接將液態二氧化碳裝入特制的鋼瓶里，使用時打開閥門，二氧化碳迅速氣化噴出滅火。泡沫滅火適用于一般物質引起的火災；干粉滅火器和二氧化碳滅火器和二氧化碳滅火器適用于液體物質、電器、電石等引起的火災。除此之外，還有四氯化碳滅火器等。滅火器應放在合適的固定位置，由專人負責管理，定期檢查完好情況，以防萬一，滅火器一經開啟使用，必須重新更換或補充滅火劑。 滅火器之二 一種手提式或移動式消防裝置。滅火時，把它的冷卻液直接噴灑在燃燒著的物體上，使氧氣同火焰隔離開或終止火焰的化學反應，從而熄滅火苗。常用的噴劑有水及二氧化碳。水有兩種作用：1．在轉變成蒸氣的過程中吸收熱量；2．水蒸氣排除了火焰周圍的空氣。二氧化碳的作用是隔離開氧氣與火焰的接觸。 二氧化碳是一種普遍的噴劑。打開液化二氧化碳的蓋，二氧化碳立即向外噴射，這種滅火方法代替了原來的蘇打―
酸滅火法。（即將硫酸與碳酸氫鈉混合而生成二氧化碳的方法）。 根據燃燒材料的性質把火分類：A級火包括木材，紙張及類似的物質；B級火包括可燃液體，如油脂和油漆稀料；C級火包括電氣起火；D級火包括高活性金屬，如鈉和鎂。水最適用熄滅A級火，而且也是最適用的消除劑。適用于A級火、B級火和C級火的滅火劑有二氧化碳、鹵代碳氫化合物（如海龍）或干化學藥品（如碳酸氫鈉或磷酸二氫銨）。D組火通常采用干化學藥品滅火。
三：易燃物和易爆物的安全知識
【引入】大家知道，同是一種物質在不同條件下，燃燒的現象也不相同。如碳、硫、磷等在氧氣中燃燒就要比在空氣中劇烈；在同一條件下，有些物質能平靜燃燒，有些物質則急劇燃燒，甚至會發生爆炸。為什么同是燃燒，但現象會出現如此的差異呢？
燃燒的特殊現象――爆炸
【演示】1．碳、硫等分別在空氣和氧氣中燃燒。
2．面粉在可吹氣的紙桶中點燃。
【講解】通過上述實驗我們看到：
1．氧氣的含量不同，可燃物燃燒的激烈程度是不同的。
2．由于可燃物與空氣充分混合，經點燃在一定空間內急劇燃燒，生成的氣體受熱急劇膨脹即引起爆炸。所以在油庫、面粉加工廠、紡織廠的一些車間都寫有嚴禁煙火的警告，就是因為這些地方的空氣中常混有可燃性氣體或粉塵，它們接觸到明火，就會有爆炸的危險。
【引入】外界條件的變化對燃燒的現象也有影響，總的來說就是
【板書】
可燃物與氧氣接觸面積越大，氧氣濃度越高，燃燒就越劇烈。在一定空間內急劇燃燒，并有氣體生成，可以引發爆炸。
課題2 燃料和熱量
目的要求：1：知道化學燃料是人類重要的自然資源，對人類起著重要的作用，了解化學燃料的不再生性，認識合理開采節約使用和綜合利用化學燃料的重要性。
2：了解石油煉制出的重要產品及其用途。
3：了解化學反應中的能量變化，認識燃料充分燃燒的重要性。
重點：化學燃料、合理開采和使用化石燃料的重要性。化學反應中的能量變化。
難點：幾種重要的化學燃料。
教學過程：
化學科學的發展，增進了人類對自然的認識，促進了社會的發展。但某些化學現象可能影響人類的生活和社會的可持續發展，因而幫助學生正確認識化學與社會發展的關系是十分重要的
[復習引入]：在上節的學習中，我們知道人類已有幾十萬年的利用燃燒的歷史，燃料與我們的生活及發展有密切的關系。那么，燃燒所用的燃料有哪些呢？
[提問學生]：你知道的燃料有哪些？
[教師總結]：剛才同學們回答了很多自己熟悉的燃料，其中有很多就是我們本課要重點學習的化石燃料。
[講授新課]：
一、化石燃料
教師提問，學生看書回答化石燃料的種類、形成過程、特點（不可再生）
1、煤和石油：
[活動探究]：完成書P132
活動形式：小組討論，分組匯報。部分問題需預先布置學生準備資料，在課堂上交流。活動結束前需對相關問題總結歸納。
2、天然氣
天然氣的主要成分是甲烷CH4，甲烷作為一種簡單的有機物廣泛存在于日常生活中，但學生卻未必注意到它的存在、它在生活中所起的重大作用，更難與化學聯系在一起。因此經過提示，極易激發學生的學習興趣。同時甲烷的廣泛存在，使學生容易收集到相關資料，使自主學習成為可能。最簡單的有機物--甲烷
你知道什么是有機物嗎？你能舉出有機物的例子嗎？
【分組實驗】
1、面粉是否溶于水；2、食鹽水和酒精溶液是否導電；3、點燃一團毛線，觀察現象；4、加熱蔗糖。
【討論】
面粉、酒精、毛線、蔗糖均是含碳的化合物，我們將其稱為有機化合物。通過實驗，你能總結出有機物的哪些特性？
【家庭小實驗】
1、想一想：你的衣服、頭發、你吃的水果、蔬菜溶于水嗎？所有這些物質都是有機物，這說明大多數有機物有什么特性？你能在課堂上用一個簡單的實驗證明嗎？
2、酒精燈內燃燒的是什么？你想試驗它的導電性嗎？（老師有裝置，你可以來試一試）比較酒精和無機物食鹽的水溶液的導電性。酒精也是有機物，這個實驗說明大多數有機物有什么特性？
3、點燃一張紙，觀察現象，紙也是有機物，說明大多數有機物有什么特性？
1、物理性質：甲烷是一種無色無味的氣體，密度比空氣小，極難溶于水。
[學生活動]：1、討論解決能源危機的思路（節約現有能源，開發新能源）
2、討論提高燃料燃燒利用率的方法。
2、了解海底“可燃冰”
你聽說過可以燃燒的冰嗎？
一種特別的物質被科學家發現，它存在于300?500米海洋深處的沉積物中和寒冷的高緯度地區，其儲量是煤炭、石油和天然氣總和的兩倍，1立方米的它可釋放出相當于天然氣164倍的能量。在能源緊缺的現在發現它真可解燃眉之急。
美國、德國、俄羅斯、加拿大、荷蘭、日本、印度都開始大規模的研究和勘探，旨在爭奪未來。但如果開采不當，它同樣會給人類帶來毀滅性的災難：海底滑坡、海嘯地震、全球環境惡化、島嶼和低洼地區將成汪洋……
這種看起來像冰霜的物質叫“可燃冰”，學名叫“天然氣水合物”，因為主要成分是甲烷，因此也常稱為“甲烷水合物”。在常溫常壓下它會分解成水與甲烷，“可燃冰”可以看成是高度壓縮的固態天然氣。“可燃冰”外表上看它像冰霜，從微觀上看其分子結構就像一個一個“籠子”，由若干水分子組成一個籠子，每個籠子里“關”一個氣體分子。
“可燃冰”是如何形成的呢？
“可燃冰”的形成有三個基本條件：首先溫度不能太高，在零度以上可以生成，0－10℃為宜，最高限是20℃左右，再高就分解了。第二壓力要夠，但也不能太大，零度時，30個大氣壓以上它就可能生成。第三，地底要有氣源。因為，在陸地只有西伯利亞的永久凍土層才具備形成條件和使之保持穩定的固態，而海洋深層300－500米的沉積物中都可能具備這樣的低溫高壓條件。因此，其分布的陸海比例為1∶100。
人類如何開采、利用“可燃冰”？
開采方案主要有三種。第一是熱解法。利用“可燃冰”在加溫時分解的特性，使其由固態分解出甲烷蒸汽。但此方法難處在于不好收集。海底的多孔介質不是集中為“一片”，也不是一大塊巖石，而是較為均勻地遍布著。如何布設管道并高效收集是急于解決的問題。
方案二是降壓法。有科學家提出將核廢料埋入地底，利用核輻射效應使其分解。但它們都面臨著和熱解法同樣布設管道并高效收集的問題。
方案三是“置換法”。研究證實，將CO2液化（實現起來很容易），注入1500米以下的洋面（不一定非要到海底），就會生成二氧化碳水合物，它的比重比海水大，于是就會沉入海底。如果將CO2注射入海底的甲烷水合物儲層，因CO2較之甲烷易于形成水合物，因而就可能將甲烷水合物中的甲烷分子“擠走”，從而將其置換出來。
但如果“可燃冰”在開采中發生泄露，大量甲烷氣體分解出來，經由海水進入大氣層。甲烷的溫室效應比CO2要大21倍，因此一旦這種泄露得不到控制，全球溫室效應將迅速增大，大氣升溫后，海水溫度也將隨之升高、地層溫度上升，這會造成海底的“可燃冰”的自動分解，引起惡性循環。因此，開采必須要受控，使釋放出的甲烷氣體都能被有效收集起來。
《化學反應中的能量變化》是新教材中新增章節內容，體現化學與生產、生活和社會的密切聯系。現代能量離不開化學反應，化學反應中的能量問題，對于化工生產有重要意義。本課題是適宜用基于網絡下教學的內容。
在當今世界上使用最廣的能源是那種能源？你身邊接觸到最為常見的能源是什么樣的能源？（化學反應釋放出的能量是當今世界上最重要的能源。最為常見的能源是熱能，比如：燃燒放出的熱。）
化學反應中的能量變化通常表現為熱量的變化。
[提出問題]：是不是只有燃燒才能產生熱量？寫出至少四個可燃物燃燒的反應。
|
環境標志，又稱生態標志、綠色標志、環境標簽等，它是由政府環境管理部門依據有關的法規、標準向一些商品頒發的一種張貼在產品上的圖形，用以標識該產品從生產到使用以及回收的整個過程都符合規定的環境保護要求，對生態環境無害或危害極小，并易于資源的回收和再生利用。環境標志產品的范圍主要是那些對人類和環境有危害、但采取適當措施后就可以減小或消除危害的產品。實施環境標志可以使公眾清楚地看出產品在環境保護方面的差異，提高公眾的環境保護意識，還可以增強企業在市場上的競爭能力。因此，可以把環境標志看成是產品綠色通道的護照。聯邦德國是最早實施環境標志計劃的國家，目前已有75種類型4 500多種產品被授予環境標志，隨后日本、加拿大、法國、瑞士、芬蘭、澳大利亞等國家開始實施環境標志。國際標準化組織（ISO）環境戰略咨詢組于1991年成立了環境標志分組，旨在統一環境標志方面的有關定義、標準和測試方法，避免導致國際貿易上的障礙。