2019-2020年九年級化學全冊 第十一單元 化學與社會發(fā)展 第一節(jié) 化學與能源開發(fā)名師教案2 （新版）魯教版教學目標知識目標：通過分析氫氣用作燃料的優(yōu)點，使學生認識到氫能是未來最理想的能源；2、通過知識回顧及實驗探究，使學生明確化學反應(yīng)產(chǎn)生的能量不僅可以轉(zhuǎn)化為光能、熱能，也可以轉(zhuǎn)化為電能等多種形式的能量。技能目標：通過實驗探究培養(yǎng)學生分析、觀察、實驗設(shè)計、實驗操作等能力。情感目標：1、樹立不同能量之間可以相互轉(zhuǎn)化的觀念；2、使學生初步認識通過化學反應(yīng)可以為人類提供能量，運用化學可以開發(fā)新的能源；3、增強學生的能源意識，強化學生關(guān)心自然、關(guān)心社會的責任感。教學重點氫能源的優(yōu)點；化學電池。教學難點化學能和其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化教學媒體的選擇 多媒體、廢舊干電池（1號）、燒杯、電流計、鋅片、碳棒、稀硫酸等教學過程片段一 導入新課【教師講解】請同學們觀看一組圖片，思考這些現(xiàn)象與什么有關(guān)？【投影】一組與能源有關(guān)的圖片。【教師講解】大家聽說過嗎？在xx年8月14日下午4點，美國紐約市曼哈頓突然發(fā)生大面積停電，成千上萬的人被困在黑暗的電梯里；隨著交通信號燈的熄滅，還引起了嚴重的交通阻塞?？梢?，在當今科技高度發(fā)達的社會中，一旦沒有了能源，那將是一件非?？膳碌氖虑椤Ｕl能說說目前世界上使用最廣泛的能源是什么？【學生交流討論】【教師講解】化石燃料包括煤、石油、天然氣等。哪位同學能說一說你所了解的化石能源的缺點呢？【學生交流討論】【教師講解】化石能源存儲量有限；化石能源燃燒的產(chǎn)物對大氣造成污染，“溫室效應(yīng)”、酸雨等就是化石能源在燃燒時放出的氣體造成的.請大家再看教材P66中的圖表，你能從中得到哪些信息呢？【學生閱讀、討論】【教師講解】地球上的化石燃料最多只能使用300年左右了那么，請同學們想像一下，如果沒有新的能源被發(fā)現(xiàn)或開發(fā)出來，300年后我們的生活會是什么樣子呢？汽車、火車、飛機被廢棄；電視、電話的使用將大大減少為了避免那種可怕局面的發(fā)生，現(xiàn)在我們該做什么呢？節(jié)約能源，不浪費能源；開發(fā)新能源開發(fā)和利用新能源也正是化學家們非常關(guān)注的熱點問題。能源作為推動社會進步的動力，化學在能源的開發(fā)和利用過程中發(fā)揮著極其重要的作用。今天我們來學習化學與能源開發(fā)?！就队啊康谝还?jié) 化學與能源開發(fā)片段二 新課教學（清潔高效的氫能）【教師講解】誰能說一說人們正在開發(fā)和利用的新能源有哪些呢？【學生交流討論】【教師小結(jié)】正在開發(fā)和利用的新能源有：太陽能、地熱能、風能、核能、潮汐能在我們的生活周圍你見過哪些利用新能源的例子？【投影】以太陽能為能源的太陽能熱水器、太陽能電池、光能手表、以地熱為能源的溫泉【教師講解】這些新能源有很多優(yōu)點，可是在使用上也有很多不便，以風能為例，請同學們想一想，在使用時有什么局限性？【學生思考】【教師小結(jié)】受氣候影響很大；不能運輸；不能隨身攜帶那么，有沒有這樣一種能源，它燃燒得很干凈，生成的產(chǎn)物是水，不會產(chǎn)生煙、酸雨等；與天然氣相似，它能夠通過管道進行控制與運輸；制取這種能源的原料在地球上大量存在？有。它是人們正在研究開發(fā)的理想能源氫氣。【投影】一、清潔高效的氫能【教師講解】那么，與其他能源相比，氫氣用作燃料有哪些優(yōu)點呢？請同學們從以下三個方面進行討論、交流：【投影】1、制取氫氣的原料； 2、氫氣燃燒的產(chǎn)物； 3、氫氣燃燒時產(chǎn)生的熱量。【投影】氫氣作為新能源普遍被人們重視并加以研究。氫氣用作燃料有許多其他燃料所不及的優(yōu)點。煤、石油、天然氣等資源的蘊藏量并不是無限的，氫氣可以用水作原料來制取。燃燒相同質(zhì)量的氫氣和石油，前者放出的熱量是后者的3倍。氫氣燃燒的產(chǎn)物只有水。 根據(jù)以上短文內(nèi)容，歸納總結(jié)氫氣作為燃料的優(yōu)點?！緦W生交流討論】【教師小結(jié)】（分析后得出結(jié)論）氫氣作為燃料的優(yōu)點：1、放熱量高：1g氫氣放出的熱量為1g石油的3倍。 2、清潔無污染： 氫氣在燃燒過程中，產(chǎn)物只有水，不會造成環(huán)境污染，因而又被稱為“清潔燃料”。3、來源廣泛：占地球表面71的水中都含有大量的氫元素，水分解可制得氫氣，氫燃料燃燒后又生成水?！窘處熤v解】請同學們想像一下，當氫氣作為能源被人們廣泛使用之后，我們的生活將會是什么樣子呢？【學生交流討論】【教師小結(jié)】做飯時，直接打開氫氣灶，點著氫氣就可以了；汽車、火車、飛機將不再需要油料；沒有加油站了；天空不會再灰蒙蒙的了【教師講解】氫氣作為一種能源雖然是如此的理想，但是目前卻只有在火箭發(fā)射等少數(shù)情況下使用，這又是為什么呢？請同學們閱讀書本、合作探討對這一問題的看法。【學生閱讀、交流、討論】閱讀書本67頁第二段和“多識一點”【教師小結(jié)】（交流討論后得出氫氣作為新能源的局限性）電解水生成1gH2消耗的能量大于1gH2燃燒放出的能量，消耗電能太多，成本太高；氫氣易燃易爆，貯存和運輸不方便、不安全。以上兩點確實極大地制約了氫氣作為能源被廣泛使用的空間。那么，我們是否就此放棄氫氣這種新型能源呢？當然不能。那么，我們應(yīng)當如何解決這個問題呢？【學生交流討論】【教師小結(jié)】大家的思路非常好，這也正是當今世界各國科學家們正在努力攻克的難題?，F(xiàn)在，科學家們已經(jīng)提出了“理想的氫能源循環(huán)體系”?！就队啊坷硐氲臍淠茉囱h(huán)體系【教師講解】請結(jié)合氫氣作為燃料的優(yōu)點和缺點，仔細觀察這副圖，看能從中得到哪些信息呢？（觀察、討論后教師小結(jié)）只要有光催化劑的存在，將水放在太陽光下曬一曬，就能得到氫氣和氧氣了；在燃料電池中，氫氣和氧氣發(fā)生化學反應(yīng)轉(zhuǎn)化為電能；水和氫氣可以循環(huán)使用片段三 新課教學（應(yīng)用廣泛的化學電池）【教師講解】在剛才同學的發(fā)言中提到了燃料電池，誰能說一說，你對燃料電池有哪些了解？【投影】二、應(yīng)用廣泛的化學電池【學生交流討論】【教師小結(jié)】在燃料電池中氫氣和氧氣發(fā)生了化學反應(yīng)；通過燃料電池能釋放出能量來燃料電池是化學電池的一種。一提到電池，大家一定不會感到陌生吧！哪位同學能說一說，你在日常生活中用到或聽說過哪些電池嗎？（學生討論后，教師小結(jié)）手電筒使用的干電池；手機用鋰電池；電子手表、電子計算器等使用的鈕扣電池；汽車使用的蓄電池當今社會雖然有方便的交流電電網(wǎng)，但電池的銷售量卻有增無減，而且不斷涌現(xiàn)出新的品種。那么，電池中的電能是如何產(chǎn)生的呢？【教師展示】一只一號干電池（小心地剝開電池，指導學生描述電池的構(gòu)造，包括碳棒、金屬外皮、黑色粉末固體物質(zhì)）?！就队啊客队案呻姵氐臉?gòu)造圖【教師講解】碳棒的成分是石墨，金屬外皮的成分是金屬鋅，黑色粉末固體物質(zhì)成分是碳黑、二氧化錳，在黑色粉末和鋅皮之間的白色糊狀物主要成分是氯化銨。其中，碳棒作正極，鋅皮作負極。為什么電池能輸出電能呢？請同學們觀察以下兩組實驗，對比它們的裝置和現(xiàn)象有何不同。同時思考：這二者之間有什么因果關(guān)系？由此你能得出什么結(jié)論？【投影】實驗一：將從電池中取出的碳棒和鋅片平行地插入盛有稀硫酸的燒杯里，觀察現(xiàn)象；實驗二：用導線將“實驗一”中的鋅片和碳棒連接起來，并在導線中間連接一只電流表，再觀察現(xiàn)象。【教師演示】【學生觀察討論】仔細觀察實驗現(xiàn)象完成表格:實驗一實驗二燒杯中現(xiàn)象化學方程式電流計現(xiàn)象能量的轉(zhuǎn)化方式【教師小結(jié)】這兩個實驗的現(xiàn)象有何異同？（學生討論回答后，教師小結(jié)）“實驗一”中的鋅片上有氣泡冒出，碳棒上沒有任何現(xiàn)象；“實驗二”中的鋅片在不斷溶解，碳棒上有小氣泡產(chǎn)生。同時觀察到電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 【教師講解】（進一步提問）電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)說明了什么問題？說明導線中產(chǎn)生了電流。也就是說“實驗二”的裝置輸出了電能，科學家就是受類似的化學反應(yīng)的啟發(fā)，研制成了化學電池。這個實驗充分表明了化學反應(yīng)產(chǎn)生的能量是可以轉(zhuǎn)化為電能的。根據(jù)剛才的實驗，大家能否大膽地猜測一下，使用一些蔬菜、水果代替稀硫酸是不是也能產(chǎn)生電流呢？ 提示：西紅柿、蘋果等蔬菜、水果里的汁液與剛才燒杯中的液體都是酸性的?！緦W生交流討論】（熱烈地交流、討論，并進行大膽地猜測）【教師講解】有的同學猜測：將用導線連接的碳棒和鋅片插入蔬菜或水果中，就能輸出電流來。那么，他的猜測有沒有道理呢？讓我們用實驗來檢驗他的猜測。請同學們利用桌上的實驗器材，用銅片代替碳棒，自己設(shè)計并進行操作，看看有什么結(jié)果。【學生交流討論】實驗器材：西紅柿、蘋果等、鋅片、銅片、導線、電流汁、音樂賀卡。在學生交流前，要求每組派一位“發(fā)言人”，同時按發(fā)言結(jié)果將學生分為西紅柿組、蘋果組等?！緦W生分組實驗】學生討論、交流、確定實驗方案后，進行實驗操作。 實驗步驟： 把一塊鋅片和一塊銅片插入一個成熟西紅柿或蘋果中，用導線將鋅片和銅片連接起來，并在導線中間連接一只音樂賀卡上的小喇叭。（實驗結(jié)束后，指定“發(fā)言人”敘述實驗方案、實驗現(xiàn)象，針對他們積極、大膽的探索精神給予恰當?shù)脑u價。）【教師講解】回顧剛才我們做的實驗，請同學們思考一下：從變化的角度來看，化學電池的內(nèi)部發(fā)生了什么性質(zhì)的變化？化學變化。如果從能量的角度來看，化學電池是怎樣的一種裝置？ 【教師小結(jié)】（生思考回答后小結(jié)）化學電池是一種可以輸出電能的裝置。在化學電池中，物質(zhì)之間發(fā)生了化學變化，同時，物質(zhì)的化學能轉(zhuǎn)化為電能釋放了出來。那么，請同學們回顧前面所學過的化學變化的現(xiàn)象并進行思考：物質(zhì)在發(fā)生化學變化的同時，物質(zhì)的化學能還有其他的轉(zhuǎn)化形式嗎？【學生交流討論】【教師小結(jié)】木炭在氧氣中燃燒時發(fā)出了白光，說明木炭的化學能轉(zhuǎn)化為光能釋放出來；木炭燃燒的同時還釋放出熱量，說明木炭的化學能轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來；說明物質(zhì)的化學能還能轉(zhuǎn)化為熱能和光能等任何化學變化都伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，這正是科學家們開發(fā)新能源的重要依據(jù)。新能源開發(fā)的進展是很快的，同學們想了解得更多一些嗎？你們可以上網(wǎng)查閱資料，或者到圖書館查閱文獻資料。片段四 復習鞏固【教師講解】下面我們來練習?！就队啊空n堂評價1、下列能量轉(zhuǎn)化是化學能轉(zhuǎn)化成電能的是：（ ）A.潮汐發(fā)電 B. 用干電池做電源 C. 電燈發(fā)光 D.用電動機帶動水泵抽水2、燃料電池是將化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，下列燃料電池最“清潔”的是（ ）A.O2CH4燃料電池 B.O2C2H5OH燃料電池C.O2H2燃料電池 D.O2CO燃料電池3、氫氣可以用做火箭燃料是因為（）氫氣難溶于水氫氣沒有顏色氫氣燃燒釋放熱量多氫氣沒有氣味4、根據(jù)下列描述，按照能量轉(zhuǎn)化過程將字母填在括號中：蠟燭燃燒照明小草在陽光作用下將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化為氧氣和葡萄糖太陽能化學能（ ） 化學能光能（ ） 5、化學變化伴隨著能量轉(zhuǎn)化，這是因為不同的物質(zhì)包含的化學能大小不同，在化學變化中物質(zhì)具有的化學能可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、光能或電能等。?）鎂條燃燒時，部分化學能轉(zhuǎn)化為_能和_能。（2）已知氫氣在氧氣中燃燒生成水的變化放出熱能。根據(jù)能量守恒原理，反應(yīng)前氫氣和氧氣的混合物所包含的化學能比反應(yīng)后的水所包含的化學能_(高或低)，理由是_?！緦W生練習】課堂評價參考答案1、B 2、C 3、 4、 5、（1）光 熱（2）高 反應(yīng)時放出了熱能和光能片斷五 課堂小結(jié)和布置作業(yè)【投影】談?wù)勗诒竟?jié)課中你的收獲及感悟【學生討論并交流】【投影】本節(jié)小結(jié)清潔高效的氫能氫能源的三個優(yōu)點：來源廣、熱值高、無污染大量使用氫能源要解決的問題: 1. 如何廉價地制取氫氣2. 氫氣的存儲和運輸問題二、應(yīng)用廣泛的化學電池化學電池：化學能電能【投影】布置作業(yè)