内容正文:
化学与能源开发(第二课时)导学案
鲁教版(五四学制)初中化学九年级全一册 第六单元 第二节
班级:__________ 姓名:__________ 小组:__________
一、四维核心素养目标
通过学习氢能与化学电池,建立物质变化伴随能量转化的化学观念;通过比较氢能与化石燃料,发展分析、比较、归纳的科学思维;通过设计制取与储存氢气的方案及观察电池工作现象,提升科学探究能力;通过认识能源危机与开发新能源的意义,形成节约能源、保护环境、可持续发展的科学态度与责任。
二、学习重难点
重点:氢能的优点与开发利用面临的问题;化学电池中能量转化的方式;常见电池的分类与使用注意事项。难点:从微观与能量角度理解化学能向电能的转化;辩证认识新能源开发与环境保护、社会可持续发展之间的关系,形成合理利用能源的价值判断。
三、课前预习案
(一)知识回顾
1.目前人类使用的能源主要来自________、________、________等化石燃料,它们属于________(填“可再生”或“不可再生”)能源。
2.物质发生化学变化时,常伴随能量变化,通常表现为________、________的吸收或释放。
3.请列举你所知道的两种新能源:________、________。
(二)教材预习
4.阅读教材相关内容,完成下列填空:
(1)氢气燃烧的产物只有________,因此被称为最________的能源;氢气燃烧时放出的热量________(填“多”或“少”)。
(2)氢能的大量使用还存在许多困难,例如:氢气的________成本较高,氢气的________和________也存在技术上的难题。
(3)化学电池是一种将________能直接转化为________能的装置,它具有体积小、电容量大、移动方便等优点。
(4)常见的电池主要有________、________、________等,其中________电池在使用过程中不会产生污染环境的物质。
5.在生活中,你见过哪些使用电池的物品?请写出三种:________、________、________。
6.废旧电池能否随意丢弃?为什么?请把你的想法简要写下来:________________________________________________。
四、课中探究案
探究活动一:氢能——未来的理想能源
【情境创设】
随着社会发展,人类对能源的需求越来越大,化石燃料日渐枯竭,同时燃烧化石燃料还会带来环境污染。寻找清洁、高效的新能源成为科学家不懈追求的目标。氢气作为一种理想的新能源,越来越受到人们的关注。
【问题驱动】
7.与煤、石油、天然气相比,氢气作为燃料具有哪些突出的优点?请从燃烧产物、发热量、来源等角度加以说明。
8.有同学说:“氢气既然这么好,我们现在就把所有汽车都改成烧氢气就行了。”你是否同意这种观点?请结合所学知识说明理由。
9.工业上常以水为原料制取氢气,请分析这种方法需要解决哪些实际问题。
10.氢气是一种易燃易爆的气体,在储存和运输过程中应注意哪些问题?请你为设计一种安全、高效储存氢气的方法提出合理建议。
探究活动二:化学电池中的能量转化
【观察与思考】
同学们把一块锌片和一块铜片平行地插入盛有稀硫酸的烧杯中,用导线把它们连接起来,并在导线中间接入一只灵敏电流计,观察现象。
11.实验中可以观察到:锌片表面________,铜片表面________,灵敏电流计指针________。
12.该实验说明导线中有________通过,这种把化学能直接转化为电能的装置叫做________。
13.从能量转化的角度比较:火力发电是先把燃料的________能转化为________能,再转化为________能,最后转化为________能;而化学电池是直接把________能转化为________能。
14.与火力发电相比,化学电池在能量转化上有哪些优势?请写出两点:①________________;②________________。
探究活动三:形形色色的电池
【小组讨论】
15.请将下列常见电池与其主要用途用线连起来(在右侧填写对应字母):
①干电池 A.手机、笔记本电脑
②蓄电池 B.手电筒、收音机、遥控器
③锂电池 C.电动汽车、电动自行车
④燃料电池 D.航天器、潜水器、新能源汽车
16.干电池使用一段时间后会逐渐“没电”,这是因为电池内部的________已经被消耗完。
17.手机锂电池可以反复充电使用,充电时________能转化为________能储存在电池中;使用时再把________能转化为________能。
18.废旧电池中含有重金属离子等有害物质,如果随意丢弃,这些物质会进入________、________,最终危害人体健康。因此,废旧电池应该________。
探究活动四:能源与可持续发展
【交流与分享】
19.当前人类面临的能源问题主要有哪些?请列举两条:①________________;②________________。
20.为了缓解能源危机、减少环境污染,我们中学生在日常生活中可以做哪些力所能及的事情?请写出三条具体做法:
①________________________________________________;
②________________________________________________;
③________________________________________________。
21.有人说“开发新能源是科学家和政府的事,与我们中学生无关”,你是否赞同这种观点?请结合本节课所学内容谈谈你的认识。
22.展望未来,你认为哪些新能源最有可能成为人类的主要能源?请选择一种,从资源、环保、技术等角度说明理由。
【课堂小结】
通过本节课的学习,我们认识到氢能是一种理想的清洁能源,但在大规模开发利用上还面临诸多技术难题;化学电池能够直接将化学能转化为电能,在生产生活中应用广泛。合理开发和利用新能源,节约现有能源,是实现人类社会可持续发展的重要保障。
五、板书设计
化学与能源开发(第二课时)
一、氢能
1.优点:来源广、热值高、产物无污染
2.困难:制取成本高、储存运输难
二、化学电池
1.定义:把化学能直接转化为电能的装置
2.常见电池:干电池、蓄电池、锂电池、燃料电池
3.能量转化:化学能 ⇌ 电能
三、能源与可持续发展
节约能源 开发新能源 保护环境
六、参考答案
1.煤;石油;天然气;不可再生。
2.热量;光能(或电能等,合理即可)。
3.太阳能;风能(或地热能、潮汐能、核能等,合理即可)。
4.(1)水;清洁;多。(2)制取;储存;运输。(3)化学;电。(4)干电池;蓄电池;锂电池(燃料电池等,合理即可);燃料(或氢燃料)。
5.手机;手电筒;遥控器(或电动玩具、数码相机等,合理即可)。
6.不能。因为废旧电池中含有重金属等有害物质,随意丢弃会污染土壤和水体,危害人体健康,应分类回收、集中处理。
7.①燃烧产物只有水,对环境无污染;②相同质量的氢气燃烧放出的热量比化石燃料多;③制取氢气的原料水来源广泛。
8.不同意。因为目前制取氢气成本较高,氢气的储存和运输还存在技术难题,短时间内难以大规模推广使用。
9.以水为原料制取氢气需要消耗大量电能或其他能源,成本较高;如何廉价、大量地获得氢气是需要解决的关键问题。
10.应密封储存、远离火源、防止暴晒;可研究利用储氢合金、高压液化、寻找新型储氢材料等方法。
11.有气泡产生(并逐渐溶解);有气泡产生;发生偏转。
12.电流;化学电池(或原电池)。
13.化学;内(热);机械;电;化学;电。
14.①能量转化环节少,能量损失小;②不产生烟尘、废气,对环境更友好(合理即可)。
15.①—B;②—C;③—A;④—D。
16.化学物质(或反应物)。
17.电;化学;化学;电。
18.土壤;水体(或大气);分类回收、集中处理(合理即可)。
19.①化石燃料日渐枯竭,能源短缺;②化石燃料燃烧造成环境污染(合理即可)。
20.①随手关灯,节约用电;②步行或骑自行车出行,少乘坐私家车;③课本循环使用,节约纸张(合理即可)。
21.不赞同。开发新能源虽然需要科学家和政府的努力,但我们中学生也可以通过节约能源、宣传环保、学习科学知识等方式为能源问题的解决贡献力量。
22.示例:太阳能。理由:太阳能分布广泛、取之不尽、用之不竭,使用过程中不产生污染;但目前受天气、昼夜和转换效率限制,仍需进一步提高技术水平。(其他合理答案均可)
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