6.2化学与能源开发学案--2025-2026学年九年级化学鲁教版（五四制）（2024）全一册

第二节 化学与能源开发 班级_________ 姓名_________ 素养目标 1.认识化学在解决能源问题中的作用，体会化学是推动人类社会可持续发展的重要力量，树立建设美丽中国、为全球生态安全作贡献的信念。 2.从物质及其变化的视角，认识资源的综合利用与新能源的开发。 评价任务 1.完成学习任务一（检测目标1） 2.完成学习任务二、任务三（检测目标2） 课前学习任务 阅读教材，回答以下问题： 一、清洁高效的氢能 1.重要的能源 （1）化石燃料主要包括_______、______、______。 （2）目前已经开发利用的新能源主要有_______、_______、风能、核能、________。 2.最理想的能源物质——氢气 （1）氢气作为燃料的优点：________、________、___________。 （2）制取氢气的方法 ①电解水制取氢气的缺点是________________。 ②目前科学家正在研究的最理想的制氢方法是：_______________________。 二、应用广泛的化学电池 1.电池的优点：__________、_________、移动方便等。 2.化学反应产生的能量可以转化成_______、______和光能等，_______就是将化学能直接转化为电能的装置。 答案：一、1.（1）煤 石油 天然气 （2）太阳能 地热能 潮汐能 2.热值高 原料易得 产物对环境无污染 （2）①消耗电能太多，成本太高 ②寻找合适的光分解催化剂，使水在太阳光的照射下分解产生氢气 课堂学习任务 学习任务一：认识能源开发的意义 阅读且讨论后填空。 1．人类历史的能源结构经历的三个阶段为：柴草时期、煤炭时期 、 石油和天然气时期 ，　目前人类应用最广泛的能源是煤_、_石油_、_天然气。。化石燃料的缺点是 储量少，污染比较大。 2．阅读课本图表后谈谈你的感想，想一想250年后天然气、煤、石油消耗殆尽后会是什么样？怎样防止这种局面出现？ 答案：无法想象。节约能源开发和利用新型能源来代替天然气煤和石油。 3.可供人类利用的新能源有_太阳能_、_方能、___核能、_水能_、__潮汐能_等。 答案：1． 柴草时期 煤炭时期 石油和天然气时期 _石油_ _天然气 储量少污染比较大 2．无法想象。节约能源开发和利用新型能源来代替天然气煤和石油。 3. 太阳能 方能 核能 水能 潮汐能 【阅读材料】中国节能产品认证标志"由 "energy(能源)"的第一个字母"e"构成 一个圆形图案，中间包含了一个变形的汉字"节"，寓意为节能。缺口的外圆 又构成"CHINA"的第一字母"C"，"节"的上半部简化成一段古长城的形状，与下 半部构成一个峰火台的图案一起，象征着中国。"节"的下半部又是"能"的汉语 拼音第一字母"n"。整个图案中包含了中英文，以利于国际接轨。整体图案为 蓝色，象征着人类通过节能活动恢复和保持天空和海洋的蓝色。 【练习1】 1.选择燃料需考虑产物对环境的影响。下列燃料的利用符合“低碳”理念的是（　　） A．煤 B．天然气 C．煤气 D．氢气 2.（2023•广西）神舟十六号载人飞船于2023年5月30日在新能源助力下成功升空。下列属于新能源的是（　　） A．天然气 B．太阳能 C．石油 D．煤 3.开发使用新能源，是解决城市大气污染问题的根本途径。下列与新能源有关的说法中，不正确的是 A．研制、使用氢燃料电池汽车，能真正实现“零排放”，是解决汽车尾气污染的有效措施 B．晶体硅不仅是电子和信息工业的基础材料，也是研制太阳能电池的基础材料 C．核能不属于清洁能源 D．风能、水能、地热能均属于清洁能源 答案：1.D 2.B 3.C 学习任务二 探究氢能的开发和利用 1. 完成课本观察思考：氢能的优点：_ 等。 2. 如果没有任何安全措施，让氢气作能源广泛应用，我们的生活会怎样?氢能是理想的能源，为什么现在没有被广泛的应用？ 3. 阅读理想的氢能源循环体系，你能获得哪些信息? 答案：1. 来源广 热值高 无污染 2. “成本较高，难储存和运输” 。 3. 用太阳能来代替光电能。同时可以循环利用物质，达到可持续发展的目的。 【练习2】 1.（2024•重庆）“嫦娥六号”探测器的发射火箭用到了无污染的高能燃料。该燃料最有可能是（　　） A．液氢 B．液氧 C．酒精 D．石油 2.（2024•眉山）2023年，我国实现了“固态氢能”发电并网，“绿电”与“绿氢”转化的示意图如图： （1）“燃料电池发电”是将化学能转化为___________能。 （2）“电解水制氢”的化学方程式为 __________________________。 （3）固态合金储氢装置中释放出氢气，将氢气高压加注到新能源汽车中。高压加注压缩时氢分子间的间隔变_________（填“大”或“小”）。 （4）氢气作燃料的优点是 _____________________________。 答案：1.A 2.（1）电 （2） （3）小 （4）热值高，不污染环境，来源广 学习任务三：认识化学电池 1. 电池的分类法有很多种，按照电池能否充电后反复使用，可将电池分为一次电池和二次电池，列举生活中常见的电池并进行简单分类。一次电池： 。 二次电池： 。 2. 完成实验探究，回答问题。 ①干电池中含有__ 。（按大小型号）等。 ②根据实验现象填表： 探究步骤 实验现象 结论 将一根炭棒和一块锌片平行插入盛有稀硫酸的烧杯中 用导线将锌片和炭棒连接,中间连接一只灵敏电流计 结论：通过实验探究可知： _能可以转化为_ 。 3. 化学电池就是_ 。 4. 电池的优点： 。缺点： 。 5. 物质的化学能通常可以转化为哪些形式的能量？试举例说明。 答案：1. 干电池纽扣电池 手机上的锂电池电车上的蓄电池 2. ① _1号_、__5号、_____7号 ② 探究步骤 实验现象 结论 锌片表面有气泡产生碳棒表面无现象。 锌可以和稀硫酸反应，产生氢气。 用导线连接后两个电极都有气泡，并且电流计指针发生偏转。 化学反应产生的电能。 结论： 化学_ _电能 3. 把化学能转化为电能的装置 4. 体积小，电容量大，移动方便。 缺点： 存电量少。 5.化学能可以转化为光能热能和电能。例如煤炭燃烧可以放出热，也可以发光。同时还可以发电。 【练习3】 1.人类社会的发展离不开能源，下列说法你认为正确的是（ ） A.开采海底石油是为了开发新的能源 B.电池是一种将化学能转化为电能的装置 C.人类生存所需要的能量都是通过化学反应获得的 D.氢能是未来最理想的能源主要是因为它的热值高 2.（2024•锡山区四模）某锂离子电池，其正极材料为磷酸亚铁锂 （LiFePO4），负极材料为石墨，该电池反应原理为。下列说法不正确的是（　　） A．负极材料石墨是由碳原子直接构成的 B．磷酸铁 （FePO4）中，P的化合价为+5 C．锂离子电池放电时，电能转化为化学能 D．石墨作负极材料，与其导电性有关 3.如图所示，用导线将锌片和铜片分别连接到电流表的正负极，插入硫酸铜溶液中即可构成化学电池。下列说法不正确的是（　　） A．锌极表面出现红色物质 B．反应过程中锌元素化合价升高 C．实验说明锌的金属活动性大于铜 D．该装置将化学能直接转化成电能 答案：1.B 2.C 3.A 本课小结 请根据本课所学内容，画出你的思维导图吧！ 课后任务 1. （2023春·云南曲靖·九年级校考阶段练习）化石能源是不可再生能源，为了节约能源，目前人类开发利用了许多新能源，下列属于新能源的是（ ） A．煤 B．太阳能 C．天然气 D．石油 2. （2023年江苏省泰州市中考二模化学试题）下图是实验室制氢气并验证水的组成的实验装置，下列说法正确的是（ ） A．装置①中的反应原理：Fe+H2SO4=FeSO4+H2↑ B．装置②中可装入浓硫酸 C．该实验可验证水是由氢气和氧气组成的 D．若去掉装置②③，则无法验证水的组成 3. （2023•长沙）液氢已应用于航天等领域。目前在生活生产中大量使用氢能源还存在一定困难，原因是（　　） A．氢气本身无毒 B．氢气制取成本高和贮存困难 C．氢气燃烧放出的热量多 D．氢气燃烧产物不污染空气 4.下列关于电池的说法，错误的是（　 　） A．太阳能电池是一种将太阳能转化为电能的装置 B．干电池放电之后还能充电再次使用 C．化学电池用完后不能随意丢弃 D．氢氧燃料电池使用的能源是可再生能源 5. （2023春·安徽黄山·九年级校联考学业考试）2022年国内氢燃料电池车累计销量3367辆，同比增长112.8%。2023年1月6日，国家能源局提出要推动新能源、氢燃料电池汽车全面替代传统能源汽车。下列说法不正确的是（ ） A．氢气是理想的清洁能源 B．氢能源没有大规模普及受成本影响 C．化学反应不能实现能量转换 D．使用新能源以解决化石燃料枯竭问题 6．（2024•宁夏）目前，我国在氢能领域已形成较完整的产业链，掌握了氢燃料电池及其关键零部件、动力系统、整车集成和氢能基础设施等核心技术。 （1）氢燃料电池中，氢气作为燃料，氢元素的化合价由0价变为  价。 （2）氢燃料电池是一种直接将 化学 能转化为电能的装置。 （3）氢能在交通运输等领域的推广应用，可以有效减少  。 （4）目前人类开发和利用的新能源还有 （填一种）。 7. （2023年广西壮族自治区钦州市中考一模化学试题）钛(Ti)被称为“航空金属”。由钛铁矿(主要成分是钛酸亚铁，化学式为FeTiO3)制备钛的一种流程如图所示： 请回答： (1)FeTiO3中钛元素的化合价为_______。 (2)钛厂在“氯化”过程中，利用了焦炭的_______性。 (3)由TiCl4制备Ti的化学方程式为____。该反应在氩气(Ar)氛围中进行的理由是_____。 (4)如该流程图所示，将钛厂、氯碱厂和甲醇(CH3OH)厂组成产业链的好处是_____(写一点)。 8.（2024•烟台）氢能具有广阔的发展前景，安全高效的制氢和储氢是氢能成为主要能源的关键。 （1）电解水制氢气可用铁作电极，是利用了铁的 ___________。氢气在与电源 __________极相连的电极上产生。 （2）高压气态储氢是通过恒温高压将氢气储存在压力容器中，从微观角度解释此过程主要发生改变的是 ___________________。 （3）氢化物储氢是利用氢气与金属（如Al）反应生成金属氢化物（如AlH3），从而进行氢的储存，该过程属于 __________ （填“物理变化”或“化学变化”）。 （4）活性炭具有很多的微孔结构，可用作储氢材料，这是利用活性炭的 性。 （5）我国科学家实现了天然气（CH4）制氢的突破，在400℃条件下，将天然气与水蒸气直接转化为氢气与二氧化碳。请写出该反应的化学方程式 。 （6）氢气是理想的清洁能源，原因是 。 参考答案 1. B 2.D 3.B 4.B 5.C 6.（1）+1 （2）化学 （3）化石燃料的消耗（或空气污染，或CO2气体的排放或温室效应等，合理即可） （4）太阳能（合理即可） 7.【答案】(1)+4价 (2)还原 (3) 防止高温下Mg、Ti跟空气中的O2、CO2等反应 (4)综合利用资源/减少了污染物的排放/节约成本等 8.（1）导电性 负 （2）分子之间的间隔 （3）化学变化 （4）吸附 （5）CH4+2H2OCO2+4H2 （6）产物无污染 2 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $