11.2化学与能源开发教案--2025-2026学年九年级化学鲁教版下册

化学与能源开发教案 一、基本信息 教材版本：鲁教版九年级化学下册 课题：第十一单元第二节化学与能源开发 课时：1课时 课标依据：2022版义务教育化学课程标准 教学内容：氢能的开发与应用、化学电池的原理与应用 二、教学目标（2022版新课标要求） （一）化学观念 知道化石燃料面临枯竭危机，了解太阳能、核能、风能、水能、潮汐能等新能源，认识化学在新能源开发中的作用。 理解氢能作为理想能源的优点，知道化学电池可将化学能直接转化为电能。 （二）科学思维 通过对比氢气与化石燃料的热值、燃烧产物，分析氢能作为理想能源的优势与挑战，建立“能源开发-化学原理-实际应用”的关联思维。 通过化学电池的实验探究，理解化学能向电能的转化逻辑，提升分析与归纳能力。 （三）科学探究与实践 完成“化学反应能否产生电能”的实验探究，观察现象并得出结论，提升实验操作与现象分析能力。 了解“自制果蔬电池”的课外探究，感受化学能转化为电能的实际应用，培养科学探究兴趣。 （四）科学态度与责任 认识能源危机与环境污染问题，树立开发清洁高效新能源的意识，体会化学对解决能源问题的重要价值。 了解氢能储存、化学电池发展的科技进展，增强对化学推动科技进步的认同感。 三、教学重难点 教学重点：氢能的优点与开发前景；化学电池的能量转化原理。 教学难点：理解化学电池中化学能直接转化为电能的过程；氢能开发面临的挑战。 四、教学准备 多媒体课件（包含教材图片、氢能循环体系、干电池剖面图等） 实验器材：锌片、碳棒、稀硫酸、烧杯、导线、灵敏电流计（用于活动探究实验） 拓展素材：自制果蔬电池的相关材料（可选，用于课外探究展示） 五、教学过程 （一）导入新课（3分钟） 结合教材引言内容，提问：“目前人类利用最多的能源是什么？它们面临哪些问题？”引导学生说出煤、石油、天然气等化石燃料，以及枯竭危机、碳排放等问题。 展示教材图11-5至11-8（太阳能、水能、风能、核能的利用），引出课题：开发清洁高效的新能源，化学在其中发挥着重要作用，本节课聚焦氢能与化学电池的相关知识。 （二）清洁高效的氢能（12分钟） 氢气燃料的优点（结合“观察思考”板块） 展示教材图11-9（北京2022年冬奥会火炬“飞扬”），说明火炬采用氢气作为燃料，引导学生结合教材讨论氢气作为燃料的优点： 热值高：结合图11-10（几种燃料燃烧热值的比较），氢气热值（143kJ/g）远高于木柴、无烟煤、汽油、天然气。 产物无污染：氢气燃烧产物为水，不污染环境。 原料来源广：可由水制取，水资源丰富。 讲解氢气燃烧的化学方程式：2H₂+O₂2H₂O 氢能的开发与挑战 展示教材图11-11（理想的氢能源循环体系），讲解理想的制氢方法：利用光催化剂，使水在太阳光照射下分解产生氢气，反应方程式为：2H₂O2H₂↑+O₂↑ 分析氢能开发的挑战：电解水制氢成本高；氢气易燃易爆，储存运输困难（结合“多识一点”板块，介绍Ti-Fe、La-Ni等储氢合金，如La-Ni储氢合金可在常温、0.152MPa下释放氢气，用于氢能汽车和燃料电池）。 总结：氢能是未来最理想的能源，具有广阔的开发前景，化学在解决制氢、储氢问题中发挥关键作用。 （三）应用广泛的化学电池（15分钟） 化学电池的应用 结合教材内容，介绍生活中的化学电池：手机锂电池、遥控器锌锰干电池、电动汽车蓄电池等，特点为体积小、电容量大、移动方便。 展示教材图11-12（干电池剖面图），介绍干电池的组成：锌皮负极、碳棒正极，以及MnO₂、炭黑、NH₄Cl等成分。 活动探究：化学反应能否产生电能 实验步骤（结合教材内容）： 观察干电池剖面图，查阅资料了解各物质的作用。 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（锌片表面产生气泡，碳棒无明显现象）。 用导线将锌片和碳棒连接起来，并在导线中间连接灵敏电流计，观察现象（电流计指针偏转，锌片表面气泡减少，碳棒表面产生气泡）。 现象对比与结论：连接电流计后，不仅有气泡产生，还产生了电流，说明化学反应不仅能实现物质转化，还能实现能量转化，将化学能直接转化为电能的装置就是化学电池。 课外探究：自制果蔬电池 介绍实验方法：将锌片和铜片平行插入成熟的西红柿（汁液呈酸性）中，用导线连接并接入音乐贺卡的小喇叭，观察是否发出声音，感受化学能向电能的转化。 总结化学电池的原理：通过化学反应，将化学能直接转化为电能，是高效的化学能源装置。 （四）课堂小结（3分钟） 结合教材“长话短说”板块，梳理核心知识点： 化学能通过化学反应可转化为热能、光能和电能等，利用能量转化可开发新能源。 氢能是未来最理想的能源，热值高、无污染、原料广，但制氢和储氢仍面临挑战。 化学电池是将化学能转化为电能的装置，在生活中应用广泛。 （五）课堂练习（2分钟） 结合教材内容设计基础问题： 写出氢气燃烧和水分解制氢的化学方程式。 列举氢气作为理想能源的优点，说明氢能开发的挑战。 简述化学电池的能量转化原理，说出生活中常见的化学电池。 六、板书设计 （一）、清洁高效的氢能 氢气燃料的优点：热值高、产物无污染、原料来源广 燃烧反应：2H₂+O₂2H₂O 氢能的开发 理想制氢：2H₂O2H₂↑+O₂↑ 挑战：制氢成本高、储存运输难（储氢合金解决） （二）、应用广泛的化学电池 应用：干电池、锂电池、蓄电池等，体积小、电容量大 原理：化学能电能 实验探究：锌片+碳棒+稀硫酸→产生电流（灵敏电流计偏转） 七、教学反思 学生对氢能的优点与挑战、化学电池能量转化的理解是否到位，实验探究环节的现象分析是否清晰。 课堂互动与实验探究的参与度，学生能否结合生活实例认识化学电池的应用。 化学方程式的规范书写与新能源开发意识的培养是否落实，学生对化学在能源开发中作用的认识是否提升。 八、附件：学生活动单 第十一单元第二节化学与能源开发学生活动单 活动1：观察思考——氢气燃料的优点 1.氢气燃烧的热值比化石燃料________________（填“高”或“低”），燃烧产物是________________，________________（填“会”或“不会”）污染环境。 2.氢气的制取原料是________________，来源广泛，其燃烧的化学方程式为：________________________________ 活动2：实验探究——化学反应能否产生电能 实验步骤 实验现象 结论 锌片、碳棒插入稀硫酸中（无导线连接） ________________________________ ________________________________ 锌片、碳棒用导线连接并接入灵敏电流计 ________________________________ ________________________________ 活动3：拓展思考 结合氢能开发的挑战，提出1条解决制氢或储氢问题的思路：________________________________ 活动单参考答案 活动1参考答案 1.高；水；不会 2.水；2H₂+O₂2H₂O 活动2参考答案 实验步骤 实验现象 结论 锌片、碳棒插入稀硫酸中（无导线连接） 锌片表面产生气泡，碳棒无明显现象 锌与稀硫酸发生化学反应，产生氢气 锌片、碳棒用导线连接并接入灵敏电流计 电流计指针偏转，锌片表面气泡减少，碳棒表面产生气泡 化学反应不仅能产生新物质，还能将化学能直接转化为电能 活动3参考答案（示例） 寻找合适的光催化剂，利用太阳能分解水制取氢气，降低制氢成本； 研发新型储氢合金，解决氢气储存和运输的安全问题。 数理化word 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $