化学与能源开发教案

化学与能源开发教学设计

学情分析

1、课标解读：“化学与能源开发”属于“化学与社会发展”—（一）“化学与能源和资源的利用”主题中的内容。

2、课标要求：了解我国能源与资源短缺的国情，认识资源综合利用和新能源开发的重要意义。

3、教材分析：

本节教学内容鲁教版九年级化学第六单元《化学与社会发展》第一节的。当今社会人类所使用的能量主要来自于化石燃料的燃烧，然而，化石燃料除了产生一些造成环境污染的气体外，储量也是有限的，并且人类对能量的需求却在不断地增加，并希望所用的能源来源广泛、放热量大、没有污染。如何解决这一矛盾呢？这就需要开发新的能源。那么什么样的能源能满足人们的需求呢？化学在新能源的开发中起着什么样的作用呢？化学能可以转化为电能吗？这都是本节课要解决的问题，也正是学生关心的问题。本节课的重点是使学生更好的认识氢能的开发的意义，知道化学能可以转化为电能；难点是让学生理解化学能与电能之间的相互转化。

教学目标：

知 识：明确化学反应产生的能量不仅可以转化为光能，热能，也可以转化为电能

等多种形式的能量，树立不同能量之间可以相互转化的观念。

技 能：学分分析各种能源的住优缺点。

情感态度价值观：增强学生的能源意识、强化学生关心自然、关心社会的责任感，培养学生

敢于质疑的精神。

重点：

理想氢能源的使用中能量的转化。

难点：

化学电池中能量的转化方法。

教学教程：

【引入】：古希腊神话中英雄普罗米修斯看到人类处于愚昧，野蛮的时代, 就偷取了宙斯的火种，带到人间使人类能够利用火来烧煮食物驱赶野兽，而自己却被宙斯处罚。我们学习化学后知道：火为我们提供的能量实际上是物质发生了化学变化时释放的热能和光能。所以化学从一开始就于能源结下了不解之缘。本节课我们一起来探究一下能源的前世今生，认识在能源的使用和开发中化学起到的作用。（板书：化学与能源开发）

设计意图：通过神话激发学生学习兴趣

【前世】大家能否告诉我，人类最初使用的能源是从哪里获得的（生答：柴草）。对！古代人主要利用柴草燃烧时发生的化学变化将生物能，也叫化学能转化为光和热。柴草以其便宜易得在小农经济中得到广泛应用。

【今生】但随着工业的发展，柴草因为其热值低，受地理环境制约明显，不便于运输等缺点退出了主导地位。那么现代社会主要使用的能源是什么呢？（生答：煤，石油，天然气）

展示投影（认识生活中常见的能源）我们主要利用煤，石油，天然气燃烧放出能量为人造福。

设计意图：充分利用学生的已知和生活经验，自主构建关于能源发展体系。

化石燃料相比柴草具有许多优点。例如：（投影）师问：那么你知道化石燃料有哪些不足之处呢呢？提问，

优点：热值比柴草高，储量大，便于运输，可作为化工原料制作各种化工产品，现代化学工业的基础就是建立在煤化工和石油化工之上的。

缺点：不可再生能源（化石燃料的使用年限化石能源可用年限：石油45.5年天然气64年煤炭219年铀74年 ），燃烧产物污染大，能源利用率低（我国33%，世界下平均40%）（在投影上展示）

设计意图：通过对燃料优缺点的比较及使用年限的认知，让学生了解我国能源短缺的国情，为下一步介绍综合利用做铺垫。

师问：目前全世界正面临着能源危机，如果你现在成为我国能源部部长，请你为我国的能源发展出谋划策，你有哪些措施呢。讨论后，回答

生答：1、开发新能源，如太阳能，氢能，水能，风能，潮汐能，核能等

2、节约能源。充分利用现有能源（改进设备，促进充分燃烧，），能源综合利用

3、减少污染。

师问：你认为未来解决能源危机的最根本的方法是什么？学生答：开发新能源。

目前各个国家都在制订新能源发展计划，来应对能源危机。下面我们一起来认识一下未来的能源发展。

【未来】未来将是多种新能源并存的局面。我们先来看一看我们国家新能源发展规划。

投影：中国正处于工业化、城市化加速发展的历史阶段，能源需求有着很大的增长

空间。为抑制高耗能行业过快增长，中国政府正研究建立能源消费总量控制制度，未来将研究开征化石能源消费税，并实现原油、天然气和煤炭资源税从价计征。根据中国政府制定的“十二五”能源规划，到2015年中国能源消费总量将控制在41亿吨标煤左右，非化石能源占一次能源消费比重达到11.4%，到2020年非化石能源占一次能源消费比重达到15%。

一是大力发展太阳能。太阳能的利用主要是指太阳能光伏发电和太阳能电池。在光

伏发电方面，中国仍处在起步阶段，发展水平远远落后于经济发达国家，但随着中国国内光伏产业规模逐步扩大、技术逐步提升，光伏发电成本会逐步下降，未来中国国内光伏容量将大幅增加。按照《可再生能源发展“十二五”规划》提出的目标，未来5年内中国太阳能屋顶电站装机规模将达现有规模的十倍。在太阳能电池方面，近年来，中国太阳能电池制造业通过引进、消化、吸收和再创新，获得了长足的发展，中国已在太阳能电池生产制造方面取得很大进展，也将成为使用太阳能的大市场。

二是大力发展风能。中国风能储量很大、分布面广，开发利用潜力巨大。“十一五”期间，中国的并网风电得到迅速发展。2011年中国全国累计风电装机容量再创新高，海上风电大规模开发也正式起步。“十二五”期间，中国风电产业仍将持续每年10,000兆瓦以上的新增装机速度，风电场建设、并网发电、风电设备制造等领域成为投资热点，市场前景看好。

三是大力发展水能。目前，中国不但是世界水电装机第一大国，也是世界上在建规模最大、发展速度最快的国家，已逐步成为世界水电创新的中心。随着中国经济进入新的发展时期，加快西部水力资源开发、实现西电东送，对于解决国民经济发展中的能源短缺问题、改善生态环境、促进区域经济的协调和可持续发展，无疑将会发挥极其重要的作用。

四是积极发展核能。发展核电是中国调整能源结构的重点之一，未来5~10年，我国新建核电机组将以每年5~8台的速度递增，成为世界核电发展的火车头。

这些能源的使用都存在一些制约，风力发电受季节影响，而且会影响候鸟的迁徙破坏生态。使用太阳能的成本高，能量密度低，不适合大型工厂的能量供应。保存能量时用到的蓄电池污染环境，有没有理想的新能源呢？生答：氢能。

设计意图：用大量数据说明 现在使用的各种能源都不是最理想能源，从而切入主题：清洁高效的氢能

对下面我们来认识清洁高效的能源---氢能源

板书：二：清洁高效的能源---氢能。

投影：你对氢能源了解多少？

问：1、哪些方法可制备氢气？

2、氢能有哪些优点？

3、氢能为什么没有得到广泛的应用？

学生回答：

未来的氢能源主要是是通过化学变化从水中获得氢气。所以氢气以：来源广，热值高，无污染被称为最理想的能源。目前由于条件的限制，只能在高科技中使用氢能源，如：我国的发射嫦娥一号的长征3号第三级就是以液氢为燃料。

那么未来最理想的氢能源使用方法是什么呢？（投影：理想的氢能源循环体系。）

首先仔细观察图片，思考理想的制氢气的方法是什么。如何利用氢气的化学能，讨论能量的转化。你认为实现氢能源的关键在哪？（通过燃料电池，能量利用率达到50%，燃烧不到30%）

设计意图：参与讨论，激发积极性，活跃思维，锻炼表达能力 总结：能源的未来在于用化学的方法制得氢能源，使制得的氢能通过化学变化将化学能转化为电能，为人类造福。氢能开发和利用离不开化学。

在生活中广泛使用的电瓶车，手机，数码照相机等能量是由什么提供的（生答：电池），电池以它的体积小，电容量大，携带方便等特点，是现代社会应用非常普遍的一种能源。下面我们就以电池为例来探究下下电池与化学之间有什么关系。

板书：探究化学电池的奥秘

展示电池的内部结构：

介绍电池的正负极，电池内部氯化铵显酸性可以和锌发生化学反应，同学们猜测一下电池的电能是从哪儿产生的？（学生猜测：通过锌与氯化铵发生化学反应产生电能。）

实验探究：1、锌与硫酸反应产生氢气。

2、用电表测量锌是否有电流。

锌与酸反应无电流产生。

下面我将装置进行改进

再来观察电流表的变化，发现有电流产生，（并用化学电池使贺卡工作）

说明该装置可以将化学能转化为电能。这就是化学电池的基本结构。

化学电池：将化学能转化为电能的装置。

学生分组做实验，记录实验现象，体验化学能转化为电能。

设计意图：实验中提高学生对实验基本操作的熟练程度，培养小组协作能力。

教师问：水果中也含有酸性物质，也能与锌发生反应，同学们想想能否用水果来制造电池，产生电能呢？发给各小组水果：桔子，柠檬，青苹果，香蕉学生做实验。各组汇报实验结果。

实验过程中，你有什么疑问？大家共同讨论解决。

展示以镁，铜为电极的水果电池带动贺年卡发出声音。问为什么我的水果电池产生的能量大呢？提出猜想。（与水果各类，电极种类有关）

总结：我们使用的能源主要是通过化学反应将物质中的化学能转化为热能、光能、电能等，化学一定会为人类的文明进步继续做出自己的贡献，同学们要学好科学知识，让文明的火种在我们的手中继续传承。

六、教学反思：

本节重点突出了能源发展的前世、今生和未来中化学一直起着重要的作用，人类所使用的能源大部分是从化学能转化而来的。认识了化学能的转化。通过趣味实验强化了学生对化学能的转化途径。

不足：对于学生环保意识的教育适当增加一些

板书： 化学与能源开发 前世：柴草时代

一、能源的发展史 今生：化石燃料时代 未来：新能源时代

理想的能源---氢能 探究化学电池的奥秘

化学电池：将化学能转化为电能的装置

二、化学与能源的关系

热能 通过化学变化 化学能 光能

电能

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