11.1 化学与能源开发 教案

第十一单元 化学与社会发展
化学与能源开发 教学设计
教学目标：
1、通过分析氢气用做燃料的优点，认识到氢能是未来最理想的能源。
2、通过知识回顾和实验探究，明确化学反应产生的能量不仅可以转化为光能和热能，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。
3、初步认识通过化学反应可以为人类提供能量，运用化学方法可以开发新的能源。
4、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。
教学重点：对能源的认识；
教学难点:干电池的工作原理。
教学准备：
1、教师准备好96页化学反应能否产生电能的演示实验以及97页自制果蔬电池所需的材料；
2、学生要准备好音乐卡、西红柿或苹果和废旧的干电池。
教学过程：
学生阅读：94页数据分析---地球上化石燃料可使用的年限以及太阳能、风能、潮汐能的利用图片。
交流讨论：目前人类利用最多的能源是煤、石油、天然气等不可再生的化石燃料，而化石燃料正面临着日益枯竭的危机。开发和利用清洁而又高效的新能源，是21世纪人类面临的重要课题。随着科学技术的发展，新能源及相关技术的开发应用不断取得突破，太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等逐步走进我们的生活，为人类社会对能源的开发利用开辟了新的天地。
任务一：清洁高效的氢能
活动天地11-1：认识氢气燃料
优点：氢气燃烧的热值比化石燃料高很多， 而且氢气可以由水制得， 燃烧后又生成水，不污染环境。因此，氢能是未来最理想的能源，具有广阔的开发前景。
缺点：用电解水的方法制取氢气消耗电能太多，成本太高；由于氢气是一种易燃、易爆的气体，难液化，贮存和运输既不方便也不安全，如何安全贮存氢气是氢能开发研究的又一关键问题。
研究方向：目前化学家正在研究如何以低廉的成本制取大量的氢气。其中，寻找合适的光分解催化剂，使水在太阳光的照射下分解产生氢气，是最理想的制氢方法。见95页理想的氢能源循环体系以及氢气储存的新材料。
任务二：应用广泛的化学电池
学生观察：结合96页的干电池的结构图观察，知晓常见干电池的物质组成。
教师引导分析：干电池回收的意义。一粒钮扣电池可污染600立方米水，相当于一个中型游泳池。一节干电池就可以使一个原本清澈见底的小池塘受到难以恢复的污染。
问题：干电池中的物质是怎样产生电流的？
教师演示：实验探究11-1 化学反应能否产生电能（注意增加一个两根碳棒平行插入稀硫酸中能否产生电流的实验）
学生：记录下现象，并与教师一起讨论其产生的原因。
结论：化学反应产生的能量可以转化为电能。化学电池就是将化学能直接转化为电能的装置。
教师引导阅读：[注意该内容不要过多的延伸]96页多识一点------化学能是怎样转化为电能的，指出在锌和稀硫酸的反应过程中，Zn原子变成了Zn2+离子，H+离子变成了H2分子。而Zn原子变成Zn2+是失去电子的，H+变成H原子进而再结合成H2分子是得到电子的，这个反应的实质就是Zn原子把电子转移给了H+离子！当这个转移过程通过导线来进行时，我们就能在导线中测出电流的存在，也能观察到生成的H2气泡从导线另一端所连接的碳棒上冒出。化学能就这样转化成了电能！
任务三：活动天地11-2---自制水果电池
把一块锌片和一块铜片平行地插入一个成熟的番茄（其汁液呈酸性）中，用导线把锌片和铜片连接起来，并在导线中间接入音乐贺卡上的小喇叭，听一听是否会发出声音。
分组活动，教师巡视，最后各小组交流共享。
学生阅读：98页----氢氧燃料电池，知道氢氧燃料电池的最大特点是反应过程中不涉及燃烧，化学能转化为电能的转化率高，同时还具有排气干净、噪音低和对环境污染小等优点。
课堂归纳：1. 化学能通过化学反应可以转化成热能、光能和电能等，利用化学反应中的能量转化，人们可以开发新的能源。
2. 氢能是未来最理想的能源。
3. 电池是一种将化学能转化成电能的装置。
评测练习：
1．下图是一幅贴在汽车加油站上的宣传广告。围绕这幅广告画以下叙述错误的是 （ A ）
A. 玉米汁可用作汽车燃料
B. 由玉米生产的酒精汽油可作汽车燃料
C. 推广玉米生产的燃料可在一定程度上缓解当前的能源危机
D. 以农作物为原料来生产化学品是可行的
2． “可燃冰”又称天然气水合物，它是在海底的高压低温条件下形成的，它的外观像冰，1体积“可燃冰”可储藏100—200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述中，不正确的是 （ C ）
A．“可燃冰” 有可能成为人类未来的重要能源
B．“可燃冰”是 一种比较洁净的能源
C．“可燃冰”提供了水可能变成油的证据
D．“可燃冰”的可燃成分是甲烷
3．化石燃料是不可再生能源，在地球上蕴藏量是有限的，开发和有效利用新能源迫在眉睫。下列能源中属于新能源的是 ( B )
A．煤 B．太阳能 C．石油 D．天然气
【解析】煤、石油、天然气是传统的三大化石燃料，是不可再生能源，不属于新能源。
4.石油是—种重要能源，人类正面临着石油短缺、油价上涨的困惑。以下解决能源问题的方法不当的是 （ A ）
A．砍伐树木作燃料 B．利用太阳能 C．利用风能 D．开发核能
8．下列不属于化石燃料的是 （ D ）
A.煤 B.石油 C.天然气 D.氢气
9. 氢气是一种理想的新能源，目前只在火箭发射等少数情况下使用。其主要原因是（ ）。
A. 氢气燃烧条件难以满足
B. 制备氢气消耗电能大、成本高
C. 用来制取氢气的水必须非常洁净，所以制备氢气的原料匮乏
D. 氢气燃烧过程难以控制
10. 已知1 g氢气完全燃烧生成液态水时放出142 kJ的热量，电解72 g水生成的氢气完
全燃烧后能放出多少热量？
板书设计：
第一节 化学与能源开发
煤、石油、天然气等不可再生的化石燃料，正面临着日益枯竭的危机。新能源太阳能、核能、风能、地热能和潮汐能等逐步走进我们的生活。
一、 清洁高效的氢能
1、优点
2、缺点
3、研究方向
二、应用广泛的化学电池
1、结构及其回收意义
2、实验探究11-1 化学反应能否产生电能
现象：
结论：
三：自制水果电池
四、课堂归纳