9.2能源的综合利用第二课时导学案-2025-2026学年九年级化学沪教版下册

第9章 化学与社会可持续发展 第2节 能源的综合利用（第二课时）导学案 沪教版 · 初中化学 · 九年级下册 一、四维核心素养目标 通过本节学习，认识能源可分为可再生与不可再生两类，建立物质变化伴随能量转化的化学观念；能运用比较、分类等科学思维方法分析不同能源的优缺点；通过资料查阅与小组讨论探究新能源的开发利用途径；增强节约能源、保护环境的科学态度与社会责任感。 二、学习重难点 重点：常见新能源的种类、特点及利用方式；化学能转化为电能的原理。难点：氢能作为理想能源的原因及目前推广面临的困难；理解能源综合利用与环境保护、社会可持续发展之间的辩证关系。 三、自主预习任务（填空题） 1．化石燃料属于________再生能源，太阳能、风能、水能属于________再生能源。 2．目前人们正在利用和开发的新能源主要有________、________、________、地热能、潮汐能、核能等。 3．化学电池是一种将________能直接转化为________能的装置。 4．氢气被认为是最理想的清洁能源，其燃烧产物只有________，且燃烧时放出的热量________。 5．化石燃料燃烧时不仅会产生大量的________气体，还会排放________、氮氧化物等污染物，导致酸雨和温室效应。 6．我国提出“碳达峰”和“碳中和”目标，目的是减少________气体的排放，实现社会的________发展。 四、课中探究案 探究活动一：能源的分类与现状 【活动1】选择题：下列能源中，属于可再生能源的一组是（　　） A．煤、石油、天然气　　B．太阳能、风能、潮汐能 C．煤炭、水能、核能　　D．石油、地热能、氢能 【活动2】选择题：下列关于化石燃料的说法，错误的是（　　） A．煤、石油、天然气都是古代生物遗体经过漫长复杂变化形成的 B．化石燃料是取之不尽、用之不竭的 C．化石燃料燃烧会产生大量二氧化碳 D．化石燃料属于不可再生能源 【活动3】填空题：按照能源能否在短期内从自然界得到补充，可将能源分为________能源和________能源。煤、石油、天然气等化石燃料属于前者；太阳能、风能、水能等属于后者。 【活动4】简答题：观察你身边使用的能源（如家庭用电、汽车加油、做饭燃气等），分别指出它们来自哪类能源，并说明化石燃料在日常生活中的广泛应用可能带来哪些环境问题。 探究活动二：太阳能的利用 【活动5】选择题：下列关于太阳能的说法，正确的是（　　） A．太阳能是不可再生能源 B．太阳能热水器将太阳能直接转化为化学能 C．太阳能分布广泛、获取方便，且清洁无污染 D．太阳能的利用不受天气和昼夜影响 【活动6】选择题：目前科学家正在研制一种太阳能汽车，该汽车顶部装有太阳能电池板。关于太阳能电池板的作用，下列说法正确的是（　　） A．将太阳能转化为电能，再驱动汽车行驶 B．将太阳能直接转化为机械能 C．将太阳能转化为内能来加热发动机 D．主要用于装饰，不产生实际作用 【活动7】材料分析题：阅读材料并回答问题。 材料：我国西北地区光照充足、土地广阔，近年来大力发展光伏发电产业，建成了多个大型太阳能发电基地。这些基地所发的电力通过特高压输电线路输送到东部用电紧张地区。 （1）西北地区发展光伏发电有哪些有利的自然条件？ （2）光伏发电与火力发电相比，在环境保护方面有哪些优势？ （3）请为你所在的城市提出一条合理利用太阳能的具体建议。 探究活动三：化学电池与电能 【活动8】选择题：下列设备工作时，将化学能直接转化为电能的是（　　） A．电热水壶　　B．干电池　　C．电饭锅　　D．电灯泡 【活动9】选择题：下列关于化学电池的叙述，错误的是（　　） A．化学电池种类很多，常见的有干电池、蓄电池、锂电池等 B．化学电池使用方便，但废弃后如果随意丢弃会造成重金属污染 C．化学电池可以将电能转化为化学能储存起来 D．蓄电池在充电时将电能转化为化学能，放电时将化学能转化为电能 【活动10】填空题：化学电池是一种把________能转化为________能的装置。与火力发电相比，化学电池具有体积小、移动方便、能量转化效率________等优点。但废旧电池中含有汞、镉、铅等________金属，随意丢弃会污染土壤和水源，因此必须________处理。 【活动11】讨论题：手机、笔记本电脑等电子产品普遍使用锂电池。请结合生活实际讨论： （1）锂电池相比传统干电池有哪些优点？ （2）废旧手机电池应该如何处理？为什么不能直接扔进普通垃圾桶？ 探究活动四：氢能——理想的新能源 【活动12】选择题：氢气被认为是一种理想的新型能源，下列不属于氢气作为能源的优点的是（　　） A．氢气燃烧后的产物是水，不污染环境 B．氢气燃烧时放出的热量多 C．氢气在自然界中大量存在，可直接开采使用 D．氢气可以由水分解制取，来源广泛 【活动13】选择题：目前氢气作为能源还不能广泛推广使用，其主要原因是（　　） A．氢气燃烧放出的热量太少 B．氢气燃烧产物对环境有严重污染 C．氢气的制取成本高，储存和运输困难 D．氢气不能燃烧 【活动14】填空题：氢气燃烧时与氧气反应生成________，并放出大量的________。由于其燃烧产物只有水，因此被称为________能源。但目前大量获取氢气主要依靠电解水，需要消耗大量________，成本较高，且氢气密度小、易燃易爆，给________和运输带来困难。 【活动15】材料分析题：阅读材料并回答问题。 材料：氢能源汽车是以氢气为燃料的汽车。氢气在汽车发动机中与氧气发生反应，产生的动力驱动汽车行驶，唯一的排放物是水。我国多个城市已开始试点运行氢能源公交车。 （1）氢能源汽车与普通燃油汽车相比，在环境保护方面有什么突出优点？ （2）结合所学知识，分析氢能源汽车目前尚未普及的原因。 （3）除了氢能源汽车，你还知道哪些利用新能源的交通工具？请举两例。 探究活动五：能源与可持续发展 【活动16】选择题：下列做法中，不符合“节约能源、保护环境”理念的是（　　） A．出门随手关灯，关闭不用的电器电源 B．鼓励乘坐公共交通工具或骑自行车出行 C．为了方便，经常使用一次性塑料袋和一次性筷子 D．大力开发利用太阳能、风能等清洁能源 【活动17】选择题：我国提出力争在2060年前实现“碳中和”。“碳中和”是指通过植树造林、节能减排等方式，使二氧化碳的排放量与吸收量相互抵消。下列行为不利于实现“碳中和”目标的是（　　） A．推广使用太阳能、风能等清洁能源 B．大量砍伐森林扩大耕地面积 C．研发和使用新能源汽车 D．节约用电，降低能源消耗 【活动18】填空题：化石燃料的大量使用，使空气中________气体含量不断上升，导致全球气候变暖，这种现象被称为________效应。为了实现社会的可持续发展，一方面要________现有能源的利用率，另一方面要积极开发________。 【活动19】综合应用题：某化学兴趣小组围绕“能源与环境”开展调查研究，请你参与并完成下列问题。 （1）调查发现，我市目前家庭生活用能主要有电能、管道天然气、液化石油气等。这些能源中，属于化石燃料的有________和________。 （2）小组同学建议在小区楼顶安装太阳能热水器。请说明这样做的两点好处。 （3）有同学提出“应该立即全面禁止使用化石燃料”。你是否同意这一观点？请说明理由。 （4）请从衣、食、住、行四个方面，各提出一条符合低碳生活理念的具体做法。 【活动20】拓展探究题：某科学社团设计了一个“自制水果电池”实验：将铜片和锌片插入一个成熟的番茄中，用导线将铜片、锌片与一个小发光二极管连接，二极管发光。 （1）在这个实验中，番茄中的果汁起到了什么作用？ （2）发光二极管发光说明什么形式的能量发生了转化？ （3）该实验虽然有趣，但实际生活中水果电池提供的电能非常微弱。请你思考：要提高这个简易电池的供电能力，可以从哪些方面进行改进？（写出一条即可） 五、参考答案 【自主预习任务】 1．不可；可 2．太阳能；风能；氢能（顺序可互换，合理即可） 3．化学；电 4．水；多（大） 5．二氧化碳；二氧化硫 6．二氧化碳（温室）；可持续 【探究活动一】 活动1：B 活动2：B 活动3：可再生；不可再生 活动4：参考答案：家庭用电可能来自火力发电（燃煤）、水力发电或太阳能发电；汽车使用汽油或柴油；做饭使用天然气或液化石油气。化石燃料的广泛应用带来的环境问题包括：燃烧产生大量二氧化碳导致温室效应和全球变暖；排放二氧化硫、氮氧化物导致酸雨；产生粉尘和烟雾污染空气，影响人体健康等。（合理即可） 【探究活动二】 活动5：C 活动6：A 活动7：参考答案：（1）西北地区降水少、晴天多、光照充足；土地广阔廉价，适合建设大面积光伏基地。（2）光伏发电过程中不燃烧燃料，不排放二氧化碳、二氧化硫等废气，清洁无污染；不消耗煤炭等化石燃料。（3）在公共建筑、居民小区推广安装太阳能热水器；在学校和政府建筑屋顶建设光伏发电站等。（合理即可） 【探究活动三】 活动8：B 活动9：C 活动10：化学；电；高（大）；重金；回收（分类） 活动11：参考答案：（1）锂电池能量密度高、可反复充电使用、使用寿命长、体积小重量轻。（2）废旧手机电池中含有重金属等有害物质，随意丢弃会污染土壤和水源，应投放到专门的废旧电池回收箱或交给指定回收点处理。（合理即可） 【探究活动四】 活动12：C 活动13：C 活动14：水；热量；清洁；电能（能源）；储存 活动15：参考答案：（1）氢能源汽车燃烧产物只有水，不排放二氧化碳和有害尾气，真正实现零污染，有助于减轻温室效应和改善空气质量。（2）氢气制取成本高（如电解水需消耗大量电能）；氢气密度小、易燃易爆，储存和运输难度大；加氢站等配套设施不完善。（3）太阳能汽车、电动汽车、风能驱动船等。（合理即可） 【探究活动五】 活动16：C 活动17：B 活动18：二氧化碳；温室；提高；新能源（清洁能源） 活动19：参考答案：（1）管道天然气；液化石油气。（2）利用太阳能加热水，减少电能或燃气消耗；清洁无污染，长期使用节省费用。（3）不同意。目前化石燃料仍是全球最主要的能源，新能源开发和利用还需要一个过程；应逐步提高新能源比例、减少化石燃料污染，而不是立即全面禁止。（合理即可）（4）衣：少买不必要的衣物；食：减少一次性餐具使用、光盘行动；住：随手关灯、节约水电；行：多乘坐公共交通或步行、骑自行车。（合理即可） 活动20：参考答案：（1）果汁中含有酸性物质，起到导电介质（电解质溶液）的作用。（2）化学能转化为电能。（3）将多个水果电池串联使用；换用金属活动性差异更大的电极；使用更多个番茄并联等。（合理即可） 学科网（北京）股份有限公司 $