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2019-2020年九年級化學(xué)下冊 第9章 化學(xué)與社會發(fā)展 第一節(jié) 能源綜合利用名師教案1 滬教版 一、教學(xué)目標(biāo) 1、知識與技能： ⑴知道常見的能源，能源開發(fā)和節(jié)約能源的重要性，化學(xué)有助于人類解決能源危機。 ⑵掌握實驗室制取氫氣的方法。 2、過程與方法：用探究性實驗學(xué)習(xí) 3、情感態(tài)度與價值觀：節(jié)約能源的重要意義，逐步樹立珍惜資源的觀念，增強社會責(zé)任感。 二、任務(wù)分析 1、起點能力：學(xué)生對氣體的制備有一定基礎(chǔ)。 2、教學(xué)重點： ⑴制備H2的原理、裝置、收集方法及氫能源的優(yōu)點； ⑵電能是由化學(xué)能轉(zhuǎn)化而成，燃燒化石燃料的缺點，使用化學(xué)電源的優(yōu)點； ⑶節(jié)約能源及開發(fā)新能源的重要性，增強節(jié)能意識。 3、教學(xué)難點：電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N裝置。 4、課型：交流討論 探究 教學(xué)過程： 三、化學(xué)電池 【學(xué)生交流】能源是世界上不可缺少的資源，常見的能源有哪些？ 【教師講述】能源的分類 能源類型 定義 實例 一級能源 直接來自自然界而未經(jīng)加工轉(zhuǎn)換的能源 化石燃料、太陽能等 二級能源 由一級能源直接或間接轉(zhuǎn)化而來的能源 電能、煤氣、氫能等 可再生能源 不隨其本身的轉(zhuǎn)化或被人類利用而減少的能源 太陽能、水能、風(fēng)能、地?zé)? 能等 非再生能源 隨其本身的轉(zhuǎn)化或被人類利用而減少的能源 化石燃料、核燃料等 【討論】如何將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能？ 化石燃料的燃燒；使用化學(xué)電源，常見的是電池。 【學(xué)生交流】電池是一種將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的裝置，其優(yōu)點是什么？ 可將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能，既減少大氣污染，又提高能量轉(zhuǎn)化效率。 【觀察與思考】 觀察常用的幾種不同類型的電池。它們有什么相同之處？ 【實驗】化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能 【交流與討論】廢舊電池如何處理？ 【練習(xí)】 1、能源的貯存和綜合利用是世界各國科學(xué)家關(guān)注的重大課題。下圖是一種貯存太陽能的方集。 (1)請根據(jù)圖示說明太陽能依次轉(zhuǎn)化成哪些形式的能量。 (2)你能設(shè)計出其他方案將太陽能貯存起來嗎? 【討論】 本題考查了能量的轉(zhuǎn)化形式。利用太陽能得到電池，這是將太陽能轉(zhuǎn)變成了電能；再用電能來使水分解產(chǎn)生氫能；將氫氣貯存后，可用于發(fā)電或燃燒，從而又轉(zhuǎn)化為電能或熱能。當(dāng)然，太陽能的利用主要在供暖，可將太陽能轉(zhuǎn)化為熱能。綠色植物在太陽光的作用下將二氧化碳和水轉(zhuǎn)化成氧氣和葡萄糖，植物體又通過復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)將葡萄糖轉(zhuǎn)化為淀粉或纖維素，這又是將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的途徑。 【解】(1)太陽能一電能一氫能一電能或熱能；(2)太陽能一熱能，太陽能一化學(xué)能。 2、“再生能源”是指人類可以再生產(chǎn)的能源，它不因被人類利用而日益減少；“非再生能源是指隨著被人類利用而逐漸減少的能源。長期以來，我國一直以煤、石油、天然氣、核能為主要能源。xx年我國政府宣布，在一些城市推廣使用“乙醇汽油”。“乙醇汽油’’的主要成分是乙醇，乙醇可用高粱、玉米、薯類為原料，經(jīng)發(fā)酵蒸餾而得到。請回答下列問題： (1)煤、石油、天燃?xì)馊N化石燃料是 (填“再生能源”或“非再生能源”，下同)，乙醇是 。 (2)從環(huán)保角度考慮，使用“乙醇汽油”的益處是 ． (3)從增加農(nóng)民收入的角度考慮，使用“乙醇汽油”的益處是 【精析】抓住“再生能源”和“非再生能源”的定義這一信息來解決第(1)題。煤、石油、天然氣是人類歷史上古老的化石燃料，需要上萬年才能形成，因此屬于“非再生能源”；而乙醇可由綠色植物經(jīng)發(fā)酵、蒸餾而得到，屬于“再生能源”。從環(huán)保角度考慮“乙醇汽油”的益處，要抓住其產(chǎn)生有害氣體和煙塵的量及可能導(dǎo)致的污染現(xiàn)象來分析，它可減少因大量燃燒化石燃料而產(chǎn)生的SO2、NO2等有害氣體，保護環(huán)境；另外，生產(chǎn)乙醇需要種植農(nóng)作物，大規(guī)模種植綠色植物可吸收CO2，防止溫室效應(yīng)。從經(jīng)濟角度考慮，使用“乙醇汽油”可使農(nóng)民多種糧，多賣糧，提高農(nóng)民收入。 【解】 (1)非再生能源 再生能源；(2)可減少SO2、NO2等有害氣體的排放，也可防止溫室效應(yīng)；(3)使用糧食作物生產(chǎn)乙醇，鼓勵農(nóng)民多種糧，多賣糧(意思相近即可)。 【資料】太陽是個巨大的能源，它不斷向外輻射能量。由于直接利用太陽能不會污染環(huán)境，因此，它是很有開發(fā)價值的能源，現(xiàn)在正進一步研究如何開發(fā)利用這一無污染且用之不竭的新能源。目前，太陽能可通過四個渠道被人類利用：① 通過大氣和水分的升騰循環(huán)，再通過風(fēng)、流水、波浪、海流等以風(fēng)能和水能等形式釋放出來。②被海洋吸收，成為海洋內(nèi)能，再以潮汐等形式釋放出來。③通過植物的光合作用把太陽能轉(zhuǎn)化和儲存起來，再以草木、沼氣、煤、石油、天然氣等燃料的形式釋放出來。④通過轉(zhuǎn)化成電能，被人們直接利用，這種方式目前主要通過太陽能電池來實現(xiàn)。 太陽能電池就是利用晶體硅和非晶體硅為材料制成的一種將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的 裝置，常用的太陽能電池是硅電池。許多國家的太陽能利用日益商品化。在日本、美國和歐洲，用太陽能供電的無線電、風(fēng)扇、電冰箱等日用上琳瑯滿目。 【板書】 （一）能源的分類 能源類型 定義 實例 一級能源 直接來自自然界而未經(jīng)加工轉(zhuǎn)換的能源 化石燃料、太陽能等 二級能源 由一級能源直接或間接轉(zhuǎn)化而來的能源 電能、煤氣、氫能等 可再生能源 不隨其本身的轉(zhuǎn)化或被人類利用而減少的能源 太陽能、水能、風(fēng)能、地?zé)? 能等 非再生能源 隨其本身的轉(zhuǎn)化或被人類利用而減少的能源 化石燃料、核燃料等 （二）化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能 【教后小結(jié)】 四、 氫能 【教師講述】人們認(rèn)為氫能是一種極其理想的新能源。 【回憶】學(xué)過哪些制取氫氣的方法？ 通電 2H2O===2H2↑+O2↑ Zn+H2S04=ZnS04+H2↑（或鎂、鐵等） 【學(xué)生交流】你認(rèn)為哪一種適合實驗室制取氫氣？說出你的理由。 【教師講述】我們實驗室通常選用鋅與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣。 【討論1】鎂、鋅、鐵等這些都能與酸發(fā)生置換反應(yīng)的金屬中為什么選鋅粒比較合適？ 【討論2】該用什么裝置來制取氫氣？ 【活動與探究】學(xué)生演示制取氫氣 【小結(jié)】氫氣的實驗室制法 【教師講述】介紹檢驗氫氣純度的方法以及可燃性氣體驗純的必要性 【歸納】一般氣體的制備裝置及收集方法的選擇 【教師講述】氫氣作能源的優(yōu)缺點 【交流與討論】由于氫氣的制取成本高，安全貯運困難，氫氣作為能源目前還不能廣泛使用，你認(rèn)為有哪些可行的方法來解決這個問題。 從長遠觀點看，若有朝一日大力發(fā)展水電站、太陽能發(fā)電站和核電站，電力供應(yīng)十分充裕時也可利用電解水；使太陽能聚焦，產(chǎn)生高溫，使水分解生成氫氣；研究高效催化劑，使水分解產(chǎn)生氫氣；研究特殊化學(xué)物質(zhì)，開發(fā)廉價能源分解水產(chǎn)生氫氣。 【練習(xí)】1、 氫氣是一種高效而無污染的能源，下列(1)～(6)是某化學(xué)興趣小組的學(xué)生查閱資料后歸納的工業(yè)制取氫氣的方法，其中包括正在研究的方案。 如果人類將來廣泛使用氫氣作為能源，那么上述六種方法中，你認(rèn)為可行的、具有發(fā)展前途的方法有幾種?說明理由。 【討論】從節(jié)能、價廉、環(huán)保、安全等角度分析和評價是解決本題的關(guān)鍵。方法(1)：耗用了電能，但從長遠觀點看，若有朝一日大力發(fā)展水電站、太陽能發(fā)電站和核電站，電力供應(yīng)十分充裕時也是可行的。方法(2)和方法(3)：產(chǎn)生了一氧化碳，有毒，污染環(huán)境，所以這兩種方法不可取。方法(4)：甲烷在高溫條件下分解，耗能大，且甲烷資源不廉價i方法(5)：太陽能是取之不盡的廉價資源，可充分利用，而且不污染環(huán)境。方法(6)：催化劑能大大加快水的分解速率，且節(jié)約了能源。故較好的、有發(fā)展前途的方法應(yīng)該是方法(1)、(5)、(6)。 【解】 方法(1)：電力供應(yīng)充足時可行；方法(5)：價廉、環(huán)保；方法(6)：加快反應(yīng)速率、節(jié)能。 【練習(xí)】2、隨著全球能量使用的增加，化石燃料等不可再生能源將日趨枯竭。世界各國人民的節(jié)能意識正在日趨增強，科學(xué)家也在開發(fā)新能源、研制節(jié)能產(chǎn)品、提高化學(xué)能的轉(zhuǎn)化效率等方面，做著積極的努力。請回答： (1)有待繼續(xù)開發(fā)、利用的能源有(至少寫3種)： 。 (2)用化學(xué)反應(yīng)方程式表示出一個由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的例子： 。 (3)生產(chǎn)、生活中存在著化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化。請你舉一個在使用中由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的例子： 。 (4)氫氣具有熱值高且 的特點，因此被認(rèn)為是最清潔的燃料。 【精析】本題要求對能源的轉(zhuǎn)化進行梳理，并結(jié)合所學(xué)到的有關(guān)化學(xué)知識和技能解決實際問題。從環(huán)保、廉價、資源豐富等角度考慮，有開發(fā)利用前景的能源有：太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、波浪能、氫能、潮汐能、可燃冰等。其中氫能不僅熱值高，而且其燃燒產(chǎn)物為水，對環(huán)境沒有污染，所以是最清潔的燃料。(2)、(3)小題是開放性題目，答案只要符合題意即可。化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如燃料的燃燒等，因化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生熱量、．內(nèi)能增加等?；瘜W(xué)能轉(zhuǎn)化為電能最常見的裝置就是電池。電池放電時，電池中的物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，如干電池、燃料電池等。 【解】(1)太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、潮汐能、可燃冰、波浪能、氧能?只要寫出3種即可)；(2)C+O2點燃CO2 (開放答案，只要答案合理即可)；(3)干電池(開放答案，只要答案合理即可)；(4)燃燒產(chǎn)物是水，無污染。 【作業(yè)】課本229頁1、3 【板書】 (三)氫能 1、氫氣的實驗室制法 Zn+H2S04=ZnS04+H2↑ 2、氫氣作能源的優(yōu)缺點 【教后小結(jié)】