化学与社会发展
第9章 化学与社会发展
本章内容概述
人类社会需要充足的能源、丰富的材料、良好的环境,而能源、材料、环境这三个领域的研究都离不开化学。通过本章的学习你将认识到:化学怎样帮助人类解决能源危机; 化学为人类提供了哪些有用的材料; 化学怎样保护和改善人类生存的环境。
本章涉及的知识面很宽,学好本章的关键是把化学知识与日常生活实际相互结合进行记忆,并结合本章一些经常考查的知识点进行强化训练,通过分析,对比、交流和讨论的方法来学习,利用所学的化学知识解决生产、生活中的实际问题,体现化学来源于生活,服务于社会的宗旨。
本章教学目标
1. 了解化学电池与氢能。
2. 知道常见的玻璃、塑料、玻璃钢及其应用,认识有机高分子合成材料、复合材料的形成过程。
3. 知道一些常用化肥、农药的成分及作用。
4. 了解典型的大气、水污染的主要污染物及来源、危害、防治、措施,认识“三废”。
第1节 能源的综合利用
能源是指能为人类提供所需能量的资源。目前,
化石燃料是我们
生产、生活的主要能源,但化石能源是不可再生能源,且燃烧会造成环境问题。目前人类所使用的能源绝大部分来自太阳能;电池是将化学能直接转化为电能的装置; 氢能是理想的“绿色能源”。
【教学目标】
1. 知识与技能
(1)了解常见的能源,知道人类所使用能源绝大多数来自太阳能;
(2)了解电池是化学能直接转化为电能的装置;
(3)了解氢能源的优缺点及发展前景。
2. 过程与方法
能够了解社会的发展与能源利用的关系。
3. 情感、态度与价值观
引导学生注意联系周围事物,培养自己的观察、对比和实验探究能力。
【教学重难点】
1. 化学燃料对环境的影响。
2. 化学能转化为电能。
【教学方法】
实验、探究、讲授讨论、练习。
一、导入新课
展示“中国节能标志”图片,图片中包含哪些含义? 节能的意义是什么?
二、推进新课
活动1 : 了解能源的发展史
【讲解】
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〔学生答: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。(展示投影)
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,天然气燃耗放出能量为人造福。化石燃料相比柴草具有许多优点。
【交流】
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。(在投影上展示)
【提问】
那么你知道化石燃料有哪些不足之处呢?
【交流】
缺点:不可再生能源〔展示化石燃料的使用年限〕, 燃烧产物污染大,能源利用率低〔我国33%,世界上平均 40%〔在投影上展示〕
【引导】
目前全世界面临着能源危机,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?
【交流】
1. 开发新能源,如太阳能,氢能,水能,风能,潮汐能,核能〔“3·11”日本核事故)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。
【讲解】
目前人类所使用的能源绝大部分来自太阳能,绿色植物通过光合作用吸收太阳能,动物食用植物间接利用太阳能,化石燃料蕴藏的能量也来自远古生物体吸收的太阳能,那么目前直接利用太阳辐射能有几种方式?
【交流】直接利用太阳辐射能,主要有以下两种方式 (1)光—热转换,利用太阳辐射能加热物体而获得热能;(2)光—电转换,即把太阳能直接转换成电能。
【强化练习】
引导学生完成《状元导练》P 63 “课堂导学”知识点1、 知识点2相关的题目。
活动2 :探究化学电池的奥秘
【过渡】
在生活中广泛使用的电瓶车,手机,数码照相机等的能量是由什么提供的〔学生答: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。
【教师讲解】
化学电池是一种可以输出电能的装置。在化学电池中,物质之间发生了化学变化,同时,物质的化学能转化为电能释放了出来。那么,请同学们回顾前面所学过的化学变化的现象并进行思考:物质在发生化学变化的同时,物质的化学能还有其他的转化形式吗?
【学生交流讨论】
【教师小结】
木炭在氧气中燃烧时发出了白光,说明木炭的化学能转化为光能释放出来; 木炭燃烧的同时还释放出热量,说明木炭的化学能转化为热能释放出来; 说明物质的化学能还能转化为热能和光能等„„任何化学变化都伴随着能量的转化,这正是科学家们开发新能源的重要依据。新能源开发的进展是很快的,同学们想了解得更多一些吗?你们可以上网查阅资料,或者到图书馆查阅文献资料。
【强化练习】
引导学生完成《状元导练》P 63 “课堂导学”知识点3 相关题目。 活动3:氢能
【过渡】
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。下面我们一起先来认识一下氢能开发。
【板书】
一、 清洁高效的氢能
【教师讲解】
那么,与其他能源相比,氢气用作燃料有哪些优点呢?请同学们从以下三个方面进行讨论、交流:
【投影】
1. 制取氢气的原料;
2. 氢气燃烧的产物;
3. 氢气燃烧时产生的热量。
【投影】
氢气作为新能源普遍被人们重视并加以研究。氢气用作燃料有许多其他燃料所不及的优点。煤、石油、天然气等资源的蕴藏量并不是无限的,氢气可以用水作原料来制取。燃耗相同质量的氢气和石油,前者放出的热量是后者的3倍。氢气燃烧的产物只有水。 根据以上短文内容,归纳总结氢气作为燃料的优点。
【学生交流讨论】
【教师小结】
1. 放热量高:1g 氢气放出的热量为1g 汽油的3倍。
2. 清洁无污染:氢气在燃烧过程中,产物只有水,不会造成环境污染,
因而又被称为“清洁燃料”。
3. 来源广泛:地球表面71%的水中都含有大量的氢元素,水分解可制得氢气,氢燃烧后又生成水。
【教师讲解】
请同学想象一下,当氢气作为能源被人们广泛使用后,我们的生活将会是什么样子呢?
【学生交流讨论】
【教师小结】
做饭时,直接打开氢气灶,点着氢气就可以了;汽车、火车、飞机将不再需要油料; 没有加油站了 ;天空不再会灰蒙蒙的了„„
【教师讲解】
氢气作为一种能源虽然是如此的理想,但是目前却只有在火箭发射等少数情况下使用,这又是为什么呢? 请同学们阅读书本、合作探讨对这一问题的看法。
【学生阅读、交流、讨论】
阅读书本P 97相关内容。
【教师小结】
(交流讨论后得出氢气作为新能源的局限性)
1. 电解水生成1gH 2消耗的能量大于1gH 2燃烧放出的能量,消耗电能太多,成本太高;
2. 氢气易燃易爆,贮存和运输不方便、不安全。
以上两点确实极大地制约了氢气作为能源被广泛使用的空间。
那么,我们能否就此放弃氢气这种新型能源呢?当然不能。那么,我们应当如何解决这个问题呢?
【学生交流讨论】
【教师小结】
大家的思路非常好,这也正是当今世界各国科学家们正在努力攻克的难题。现在,科学家们以及提出了 “理想的氢能源循环体系”。
【投影】
理想的氢能源循环体系
【教师讲解】
请结合氢气作为燃料的优点和缺点,仔细观察这幅图,看到从中得到哪些信息呢?
【观察、讨论后教师小结】
只要有光催化剂的存在,将水放在阳光下晒一晒,就能得到氢气和氧气了; 在燃料电池中,氢气和氧气发生化学反应转化为电能; 水和氢气可以循环使用„„
【强化练习】
引导完成《状元导练》P 63 “课堂导学”知识点4相关题目 。
三、典例剖析
例 科学家提出了一种最经济最理想的获得氢能源的循环体系(如下图) 下列说法错误的是( )
A. 分解的水的质量等于生成的氧气和氢气的质量和
B. 氢气和氧气的反应吸收热量
C. 氢气和氧气的反应属于化合反应
D. 催化剂在反应前后的质量和化学性质不变
【解析】根据质量守恒定律,参加化学反应的各物质的质量总和,等于反应后生成各物质的质量总和,因此分解的水的质量等于生成的氧气和氢气的质量和,故A 说法正确。氢气和氧气的反应放出热量,故B 说法错误。根据化合反应“多变一”的特点可以判断氢气和氧气的反应属于化合反应,故C 说法正确。催化剂能改变化学反应的速率,而本身的质量和化学性质不变,故D 说法正确。
【答案】B
四、课堂检测
教师引导学生做《状元导练》P 63 “当堂训练”中的题目,并有针对性地讲解。
五、课堂小结
【提问】
通过这节课的学习,你都有哪些收获?
【小结】
1. 化石燃料是不可再生能源,燃烧会污染环境。
2. 化学电池是把化学能源转化为电能的装置。
3. 清洁高效的氢能
(1)氢能源的三个优点:来源广、热值高、无污染
(2)大量使用氢能源要解决的问题:
①如何廉价地制取氢气
②氢气的存储和运输问题
六、布置作业
《状元导练》P 63 “课后作业”练习,并提醒学生预习下节的内容,试着做《状元导练》P 65 “课前预习”。
1. A 【解析】煤、石油、天然气都是不可再生的能源。
2. D 【解析】燃烧含铅汽油,会产生对大气污染严重的含铅尾气,另外重金属铅也会对土壤和水资源造成严重污染。
3. C 【解析】废旧电池中的重金属离子会对土壤和水源造成严重污染。
(3)解决了农村的燃料问题,改善了农村的环境卫生,提高了肥料的质量,发展了农业生产。
5. 利用太阳能使水分解; 利用高效催化剂使水分解。
【解析】太阳能是廉价的能源,可以说取之不尽;高效催化剂可以重复使用。
6.(1)太阳能 →电能→化学能→电能或热能
(2)太阳能热水器等。 |
【解析】自然界中存在着能量的相互转化,太阳能是清洁的能源。太阳能经过一系列的转化可成为人类所需的各种能源。
答. 能产生CO 2 8.8kg 。
8. 提示:可参考知识点2。
第1节 能源的综合利用
一、化石燃料〔煤、石油、天然气)
1. 生产、生活的主要能源,不可再生能源
2. 化石燃料燃烧会污染环境,要开发新能源
二、太阳能
1. 人类使用的能源绝大部分来自太阳能
2. 直接利用太阳辐射能两种方式
(1)光一热转换;(2)光一电转换
三、电池:化学能转化为电能的装置
四、氢能源
1. 氢能源的优点:
(1)原料不受限制(来源广)
(2)燃烧时放出热量多(热值高)
(3)生成物不会污染环境,故称为“绿色能源”
2. 氢能源的缺点:
(1)制备氢气的能耗问题〔成本高〉
(2)氢气的储存和运输等问题〔安全问题)
3. 氢能源的发展前景:要利用太阳能来分解水制取氢气,制备高效、廉价的储氢材料。
教师的启发讲解引导,激发学生兴趣,并通过交流谈论激发学生思考,从而引出开发新能源,详细学习了多种能源的开发利用,运用多种教学法,讨论、合作探究等本节课较好的结合学生的生活,学生比较感兴趣,但是也存在联系现实不到位的问题。