第七单元燃烧及其利用（教案）
课题1燃烧和灭火
目的要求：1：认识燃烧的条件和灭火的原因
2：了解易燃物和易爆物的安全知识
3：培养学生的实验能力和观察能力。培养学生的分析综合能力，并使学生逐步了解内因和外因之间的辩证关系。培养学生的好奇心和敢于质疑，勇于探索的创新意识和品质，同时有意渗透防火意识的培养。
重点：燃烧的条件和灭火的原理。
难点：燃烧的条件和灭火的原理。
教学过程：
教材内容主要分为两部分，第一部分着重于描述燃烧的概念、燃烧的条件和灭火原理。第二部分着重描述爆炸，易燃物和易爆物的安全知识。
【引入】在研究氧气的化学性质时，我们知道许多物质可以在氧气或空气中燃烧。在本节中，我们将学习燃烧、燃烧的条件、易燃物和易爆物的安全知识。
【提问】生活中有许多燃烧现象，你能根据这些现象列举一些使物质燃烧的方法吗？
【回答】用火柴、打火机、烟火、炉火等火源将纸、煤、酒精灯等引燃，用电子打火点烟、钻木取火等
物质燃烧的共同特征和反应实质。
待征――发光、发热
实质――剧烈的氧化反应
【演示】在烧杯中放入半杯80℃左右的热水，在烧杯上放一块薄铜片，在铜片的两端分别放一小粒白磷和一小堆红磷，过一会儿后白磷燃烧起来而红磷不燃烧。
【提问】通过对上述实验进行分析，可燃物在什么条件下才能够燃烧？
【演示】在玻璃棒的下端、中部、上部三处各系上一小块白磷，把玻璃棒插到盛有80℃热水的烧杯里，使下端的白磷浸没在热水中，中部的白磷悬于水面处，上部的白磷露在烧杯外，结果只有水面处的白磷燃起来了。
【分析】水面上的白磷和水中的白磷温度都达到了着火点，不同的是水面上的白磷与空气接触了而水中的没有，这就说明物质必须与氧气接触才能燃烧；水面上的白磷与烧杯外的白磷同在空气中，而烧杯外的白磷下面没有热水，其温度未达到着火点，说明物质要燃烧还得使其温度达到着火点。
燃烧：可燃物跟空气中的氧气发生的一种发光发热的剧烈的氧化反应。
【小结】燃烧，必须同时具备三个条件，缺一不可。
⑴可燃物
（2）要与氧气接触。
（3）可燃物要达到燃烧时所需的最低温度――着火点。
【设问】燃烧必须同时具备三个条件，若缺少一个就不能燃烧。当发生了火灾时，应如何灭火呢？
【讲解】灭火的原理是由燃烧的条件决定的，即破坏燃烧的条件之一，就可以灭火。可见，燃烧的条件和灭火的原理是从不同的角度来说明同一问题，两者不是相互割裂的。
二．灭火的原理和方法
【讨论】1．实验室如何熄灭酒精灯？它应用了什么原理？
2．木头着火时，通常泼水可以熄灭，为什么？
3. 请联系实际，列举一些常用的灭火方法，并分别说说它们的灭火的原理。
泡沫灭火器的原理
装置和药品如图A所示，将图A中两种溶液混合时如图B所示。可看到有液体和大量二氧化碳气体从吸滤瓶的侧管喷射出来。当把吸滤瓶底部朝上倒转过来以后，吸滤瓶中的饱和的碳酸钠溶液与小试管中的浓盐酸混合，立即发生化学反应：
Na2CO3＋2HCI
2NaCl＋H2O＋CO2↑
由于反应后生成大量的二氧化碳气体，吸滤瓶中气体压强突然增大，从而使吸滤瓶中的液体随二氧化碳气体从吸滤瓶的侧管处喷射出来。
需要说明的是，在常用的泡沫灭火器里，用硫酸铝溶液来代替浓盐酸，并用碳酸氢钠溶液来代替碳酸钠溶液。为了发生大量泡沫，常放入用甘草或皂角等作原料制取的液体为发泡剂。
灭火器之一
一般指装有灭火剂的消防器材。常用的灭火剂为二氧化碳或能产生二氧化碳的物质。因为二氧化碳不支持燃烧，又比空气重，能够覆盖在燃着的物体表面，隔绝空气，使火熄灭。常见的灭火器有：
①泡沫灭火器灭火器内分别装有硫酸铝溶液和碳酸氢钠溶液，使用时将灭火器倒置，两种溶液混合发生下列比学反应。 Al2(SO4)3＋6NaHCO3 = 2Al(OH)3↓＋3Na2SO4＋6CO2↑ 产生的大量二氧化碳气体带着泡沫喷到燃烧物表面，达到灭火的目的。泡沫是用甘草或皂角制取的液体产生的。 但是，因为泡沫中含有水分，不宜用于扑救遇水发生燃烧或爆炸的物质（如钾、钠、电石等）；对于电器火灾，要在切断电源后才能使用泡沫灭火器。 ②干粉灭火器灭火器内装有碳酸氢钠固体和二氧化碳压缩气体，并有防潮剂和增润剂。使用时打开拉环，压缩气体即可把干粉喷出，干粉盖住燃烧的火焰，并受热分解放出二氧化碳气体，使火熄灭。2NaHCO3
Na2CO3＋CO2↑＋H2O ③二氧化碳灭火器直接将液态二氧化碳装入特制的钢瓶里，使用时打开阀门，二氧化碳迅速气化喷出灭火。泡沫灭火适用于一般物质引起的火灾；干粉灭火器和二氧化碳灭火器和二氧化碳灭火器适用于液体物质、电器、电石等引起的火灾。除此之外，还有四氯化碳灭火器等。灭火器应放在合适的固定位置，由专人负责管理，定期检查完好情况，以防万一，灭火器一经开启使用，必须重新更换或补充灭火剂。 灭火器之二 一种手提式或移动式消防装置。灭火时，把它的冷却液直接喷洒在燃烧着的物体上，使氧气同火焰隔离开或终止火焰的化学反应，从而熄灭火苗。常用的喷剂有水及二氧化碳。水有两种作用：1．在转变成蒸气的过程中吸收热量；2．水蒸气排除了火焰周围的空气。二氧化碳的作用是隔离开氧气与火焰的接触。 二氧化碳是一种普遍的喷剂。打开液化二氧化碳的盖，二氧化碳立即向外喷射，这种灭火方法代替了原来的苏打―
酸灭火法。（即将硫酸与碳酸氢钠混合而生成二氧化碳的方法）。 根据燃烧材料的性质把火分类：A级火包括木材，纸张及类似的物质；B级火包括可燃液体，如油脂和油漆稀料；C级火包括电气起火；D级火包括高活性金属，如钠和镁。水最适用熄灭A级火，而且也是最适用的消除剂。适用于A级火、B级火和C级火的灭火剂有二氧化碳、卤代碳氢化合物（如海龙）或干化学药品（如碳酸氢钠或磷酸二氢铵）。D组火通常采用干化学药品灭火。
三：易燃物和易爆物的安全知识
【引入】大家知道，同是一种物质在不同条件下，燃烧的现象也不相同。如碳、硫、磷等在氧气中燃烧就要比在空气中剧烈；在同一条件下，有些物质能平静燃烧，有些物质则急剧燃烧，甚至会发生爆炸。为什么同是燃烧，但现象会出现如此的差异呢？
燃烧的特殊现象――爆炸
【演示】1．碳、硫等分别在空气和氧气中燃烧。
2．面粉在可吹气的纸桶中点燃。
【讲解】通过上述实验我们看到：
1．氧气的含量不同，可燃物燃烧的激烈程度是不同的。
2．由于可燃物与空气充分混合，经点燃在一定空间内急剧燃烧，生成的气体受热急剧膨胀即引起爆炸。所以在油库、面粉加工厂、纺织厂的一些车间都写有严禁烟火的警告，就是因为这些地方的空气中常混有可燃性气体或粉尘，它们接触到明火，就会有爆炸的危险。
【引入】外界条件的变化对燃烧的现象也有影响，总的来说就是
【板书】
可燃物与氧气接触面积越大，氧气浓度越高，燃烧就越剧烈。在一定空间内急剧燃烧，并有气体生成，可以引发爆炸。
课题2 燃料和热量
目的要求：1：知道化学燃料是人类重要的自然资源，对人类起着重要的作用，了解化学燃料的不再生性，认识合理开采节约使用和综合利用化学燃料的重要性。
2：了解石油炼制出的重要产品及其用途。
3：了解化学反应中的能量变化，认识燃料充分燃烧的重要性。
重点：化学燃料、合理开采和使用化石燃料的重要性。化学反应中的能量变化。
难点：几种重要的化学燃料。
教学过程：
化学科学的发展，增进了人类对自然的认识，促进了社会的发展。但某些化学现象可能影响人类的生活和社会的可持续发展，因而帮助学生正确认识化学与社会发展的关系是十分重要的
[复习引入]：在上节的学习中，我们知道人类已有几十万年的利用燃烧的历史，燃料与我们的生活及发展有密切的关系。那么，燃烧所用的燃料有哪些呢？
[提问学生]：你知道的燃料有哪些？
[教师总结]：刚才同学们回答了很多自己熟悉的燃料，其中有很多就是我们本课要重点学习的化石燃料。
[讲授新课]：
一、化石燃料
教师提问，学生看书回答化石燃料的种类、形成过程、特点（不可再生）
1、煤和石油：
[活动探究]：完成书P132
活动形式：小组讨论，分组汇报。部分问题需预先布置学生准备资料，在课堂上交流。活动结束前需对相关问题总结归纳。
2、天然气
天然气的主要成分是甲烷CH4，甲烷作为一种简单的有机物广泛存在于日常生活中，但学生却未必注意到它的存在、它在生活中所起的重大作用，更难与化学联系在一起。因此经过提示，极易激发学生的学习兴趣。同时甲烷的广泛存在，使学生容易收集到相关资料，使自主学习成为可能。最简单的有机物--甲烷
你知道什么是有机物吗？你能举出有机物的例子吗？
【分组实验】
1、面粉是否溶于水；2、食盐水和酒精溶液是否导电；3、点燃一团毛线，观察现象；4、加热蔗糖。
【讨论】
面粉、酒精、毛线、蔗糖均是含碳的化合物，我们将其称为有机化合物。通过实验，你能总结出有机物的哪些特性？
【家庭小实验】
1、想一想：你的衣服、头发、你吃的水果、蔬菜溶于水吗？所有这些物质都是有机物，这说明大多数有机物有什么特性？你能在课堂上用一个简单的实验证明吗？
2、酒精灯内燃烧的是什么？你想试验它的导电性吗？（老师有装置，你可以来试一试）比较酒精和无机物食盐的水溶液的导电性。酒精也是有机物，这个实验说明大多数有机物有什么特性？
3、点燃一张纸，观察现象，纸也是有机物，说明大多数有机物有什么特性？
1、物理性质：甲烷是一种无色无味的气体，密度比空气小，极难溶于水。
[学生活动]：1、讨论解决能源危机的思路（节约现有能源，开发新能源）
2、讨论提高燃料燃烧利用率的方法。
2、了解海底“可燃冰”
你听说过可以燃烧的冰吗？
一种特别的物质被科学家发现，它存在于300?500米海洋深处的沉积物中和寒冷的高纬度地区，其储量是煤炭、石油和天然气总和的两倍，1立方米的它可释放出相当于天然气164倍的能量。在能源紧缺的现在发现它真可解燃眉之急。
美国、德国、俄罗斯、加拿大、荷兰、日本、印度都开始大规模的研究和勘探，旨在争夺未来。但如果开采不当，它同样会给人类带来毁灭性的灾难：海底滑坡、海啸地震、全球环境恶化、岛屿和低洼地区将成汪洋……
这种看起来像冰霜的物质叫“可燃冰”，学名叫“天然气水合物”，因为主要成分是甲烷，因此也常称为“甲烷水合物”。在常温常压下它会分解成水与甲烷，“可燃冰”可以看成是高度压缩的固态天然气。“可燃冰”外表上看它像冰霜，从微观上看其分子结构就像一个一个“笼子”，由若干水分子组成一个笼子，每个笼子里“关”一个气体分子。
“可燃冰”是如何形成的呢？
“可燃冰”的形成有三个基本条件：首先温度不能太高，在零度以上可以生成，0－10℃为宜，最高限是20℃左右，再高就分解了。第二压力要够，但也不能太大，零度时，30个大气压以上它就可能生成。第三，地底要有气源。因为，在陆地只有西伯利亚的永久冻土层才具备形成条件和使之保持稳定的固态，而海洋深层300－500米的沉积物中都可能具备这样的低温高压条件。因此，其分布的陆海比例为1∶100。
人类如何开采、利用“可燃冰”？
开采方案主要有三种。第一是热解法。利用“可燃冰”在加温时分解的特性，使其由固态分解出甲烷蒸汽。但此方法难处在于不好收集。海底的多孔介质不是集中为“一片”，也不是一大块岩石，而是较为均匀地遍布着。如何布设管道并高效收集是急于解决的问题。
方案二是降压法。有科学家提出将核废料埋入地底，利用核辐射效应使其分解。但它们都面临着和热解法同样布设管道并高效收集的问题。
方案三是“置换法”。研究证实，将CO2液化（实现起来很容易），注入1500米以下的洋面（不一定非要到海底），就会生成二氧化碳水合物，它的比重比海水大，于是就会沉入海底。如果将CO2注射入海底的甲烷水合物储层，因CO2较之甲烷易于形成水合物，因而就可能将甲烷水合物中的甲烷分子“挤走”，从而将其置换出来。
但如果“可燃冰”在开采中发生泄露，大量甲烷气体分解出来，经由海水进入大气层。甲烷的温室效应比CO2要大21倍，因此一旦这种泄露得不到控制，全球温室效应将迅速增大，大气升温后，海水温度也将随之升高、地层温度上升，这会造成海底的“可燃冰”的自动分解，引起恶性循环。因此，开采必须要受控，使释放出的甲烷气体都能被有效收集起来。
《化学反应中的能量变化》是新教材中新增章节内容，体现化学与生产、生活和社会的密切联系。现代能量离不开化学反应，化学反应中的能量问题，对于化工生产有重要意义。本课题是适宜用基于网络下教学的内容。
在当今世界上使用最广的能源是那种能源？你身边接触到最为常见的能源是什么样的能源？（化学反应释放出的能量是当今世界上最重要的能源。最为常见的能源是热能，比如：燃烧放出的热。）
化学反应中的能量变化通常表现为热量的变化。
[提出问题]：是不是只有燃烧才能产生热量？写出至少四个可燃物燃烧的反应。
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环境标志，又称生态标志、绿色标志、环境标签等，它是由政府环境管理部门依据有关的法规、标准向一些商品颁发的一种张贴在产品上的图形，用以标识该产品从生产到使用以及回收的整个过程都符合规定的环境保护要求，对生态环境无害或危害极小，并易于资源的回收和再生利用。环境标志产品的范围主要是那些对人类和环境有危害、但采取适当措施后就可以减小或消除危害的产品。实施环境标志可以使公众清楚地看出产品在环境保护方面的差异，提高公众的环境保护意识，还可以增强企业在市场上的竞争能力。因此，可以把环境标志看成是产品绿色通道的护照。联邦德国是最早实施环境标志计划的国家，目前已有75种类型4 500多种产品被授予环境标志，随后日本、加拿大、法国、瑞士、芬兰、澳大利亚等国家开始实施环境标志。国际标准化组织（ISO）环境战略咨询组于1991年成立了环境标志分组，旨在统一环境标志方面的有关定义、标准和测试方法，避免导致国际贸易上的障碍。