第2节 化学与能源开发-【初中学霸创新题】2024-2025学年新教材九年级全一册化学同步教案(鲁教版2024)

第二节 化学能源与开发 课题 化学能源与开发 课型 新授课 教学内容 教科书第103～106页的内容 教学目标 1.通过分析氢气用做燃料的优点，认识到氢能是未来最理想的能源。 2.通过知识回顾和实验探究，明确化学反应产生的能量不仅可以转化为光能和热能，也可以转化为电能等多种形式的能量，树立不同能量之间可以相互转化的观念。 3.初步认识通过化学反应可以为人类提供能量，运用化学方法可以开发新的能源。 4.增强学生的能源意识，强化学生关心自然、关心社会的责任感。 教学重点 1.氢能源的优点、氢能源的开发。 2.化学能和其他能源的转换。 教学难点 1.氢气作燃料未普及使用的原因。 2.化学能和电能的相互转化。 教 学 过 程 备 注 一、创设情境，导入新知 【情境导入】2024年9月2日14时，台风“摩羯”位于深圳东南方约1109公里的洋面上，强度为热带风暴级，带来强风和暴雨天气，引发大范围停电，成千上万的人被困在黑暗的电梯里；随着交通信号灯的熄灭，还引起了严重的交通阻塞。可见，在当今科技高度发达的社会中，一旦没有了能源，那将是一件非常可怕的事情。谁能说说目前世界上使用最广泛的能源是什么？ 二、自主活动，探索学习 【讲述】化石燃料包括煤、石油、天然气等。哪位同学能说一说你所了解的化石能源的缺点呢？ 【学生交流讨论】化石能源存储量有限； 化石能源燃烧的产物对大气造成污染，“温室效应”、酸雨等就是化石能源在燃烧时放出的气体造成的…… 【学生交流讨论】请大家再看教材P94中的图表，你能从中得到哪些信息呢？ 年 地球上蕴藏的煤炭资源将在今后200多年就能开采完，石油将在今后40多年开采完，天然气也只能再继续维持60多年。 【提问】地球上的化石燃料一旦被使用完，我们将面临着严重的能源危机，如何解决目前全世界正面临的能源危机，你有哪些措施呢？ 1.提高能源利用率。 2.节约能源。 3.使用节能产品。 4.开发新能源。 【提问】你认为未来解决能源危机的最根本的方法是什么？ 开发新能源。 【提问】可供人类开发利用的新能源有哪些？ 太阳能、氢能、风能、潮汐能、核能等。 　　　　　　 【点拨】但是这些能源的使用都存在一些制约条件，如风力发电受季节影响，而且会影响候鸟的迁徙破坏生态；使用太阳能的成本高，能量密度低，不适合大型工厂的能量供应。有没有更理想的新能源呢？ 氢能。 （一）清洁高效的氢能 【学生交流讨论】你对氢能源了解多少？阅读课本P95相关内容，并交流讨论以下问题。 （1）哪些方法可制备氢气？ （2）氢能有哪些优点？ （3）氢能为什么没有得到广泛的应用？ 【总结】电解水生成1 g H2消耗的能量大于1 g H2燃烧放出的能量，消耗电能太多，成本太高； 氢气易燃易爆，贮存和运输不方便、不安全。 【提问】以上两点确实极大地制约了氢气作为能源被广泛使用的空间。那么，我们是否就此放弃氢气这种新型能源呢？当然不能。那么，我们应当如何解决这个问题呢？ 大家的思路非常好，这也正是当今世界各国科学家们正在努力攻克的难题。现在，科学家们已经提出了“理想的氢能源循环体系”。 【讲解】理想的氢能源循环体系 只要有光催化剂存在，将水放在太阳光下晒一晒，就能得到氢气和氧气了。在燃料电池中，氢气和氧气发生化学反应转化为电能。燃料电池只是化学电池的一种。 【过渡】日常生活中你所用过的或者听说过的电池有哪些呢？ （二）应用广泛的化学电池 【点拨】电池以它的体积小，电容量大，携带方便等特点，成为现代社会应用非常普遍的一种能源。下面我们就以电池为例来探究一下电池与化学之间有什么关系。 【展示】小心地剥开一节1号干电池，看看里面都有什么物质？ 展示电池的内部结构。 【实验演示】化学反应能否产生电能 1.把一块锌片和一根碳棒平行插入盛有稀硫酸的烧杯中。观察现象，并加以解释。 锌片表面有气泡生成，碳棒无变化。说明锌与稀硫酸发生反应，碳棒与稀硫酸不反应。 2.用导线将上述实验中的锌片和碳棒连接起来，并在导线中间连接一只灵敏电流计，碳棒连接正极，锌片连接负极，观察现象。 碳棒表面有气泡产生，锌片表面无气泡，却不断溶解，说明发生了化学反应。电流计的指针发生偏转，说明化学能转化为电能。 【提问】电流计指针发生偏转说明了什么问题？ 【点拨】说明上述的装置可以将化学能直接转化为电能。科学家就是受类似的化学反应的启示，研制成了化学电池。 化学电池：将化学能直接转化为电能的装置。 学生阅读：课本第96页多识一点：化学能是怎样转化为电能的。 【设疑】水果中也含有酸性物质，也能与锌发生反应，同学们想想能否用水果来制造电池，产生电能呢？ 【小组实验】把一块锌片和一块铜片插入一个成熟西红柿或苹果中，用导线将锌片和铜片连接起来，并在导线中间连接一只音乐贺卡上的小喇叭。 （实验结束后，指定“发言人”叙述实验方案、实验现象，针对他们积极、大胆的探索精神给予恰当的评价。） 【总结】化学电池是一种可以输出电能的装置。在化学电池中，物质之间发生了化学变化，同时，物质的化学能转化为电能释放了出来。那么，请同学们回顾前面所学过的化学变化的现象并进行思考：物质在发生化学变化的同时，物质的化学能还有其他的转化形式吗？ 木炭在氧气中燃烧时发出了白光，说明木炭的化学能转化为光能释放出来；木炭燃烧的同时还释放出热量，说明木炭的化学能转化为热能释放出来；说明物质的化学能还能转化为热能和光能等……任何化学变化都伴随着能量的转化，这正是科学家们开发新能源的重要依据。 新能源开发的进展是很快的，同学们想了解得更多一些吗？你们可以上网查阅资料，或者到图书馆查阅文献资料。 三、当堂训练 1.下列不属于化石燃料的是（ ） A.煤 B.石油 C.天然气 D.氢气 2.氢气是一种理想的新能源，目前只在火箭发射等少数情况下使用。其主要原因是（ ） A. 氢气燃烧条件难以满足 B. 制备氢气消耗电能大、成本高 C. 用来制取氢气的水必须非常洁净，所以制备氢气的原料匮乏 D. 氢气燃烧过程难以控制 3.下列能源开发利用过程中，由化学能变成电能的是（　　） A.水力发电 B.风力发电 C.太阳能发电 D.燃料电池发电 4.化学变化伴随着能量转化，这是因为不同的物质包含的化学能大小不同，在化学变化中物质具有的化学能可以转变为热能、光能或电能等。 （1）镁条燃烧时，部分化学能转化为_______能和_______能。 （2）已知氢气在氧气中燃烧生成水的变化放出热能。根据能量守恒原理，反应前氢气和氧气的混合物所包含的化学能比反应后的水所包含的化学能______（填“高”或“低”），理由是_________________。 四、课堂小结 1. 化学能通过化学反应可以转化成热能、光能和电能等，利用化学反应中的能量转化，人们可以开发新的能源。 2. 氢能是未来最理想的能源。 3. 电池是一种将化学能转化成电能的装置。 五、布置作业 创新题第148页习题。 板书 设计 化学与能源开发 一、清洁高效的氢能 1.优点： （1）热值高 （2）清洁无污染 （3）来源广泛 2.缺点 二、应用广泛的化学电池 电池：是将化学能直接转化为电能的装置。 教后 反思 学科网（北京）股份有限公司 $$