2019-2020年九年級化學(xué)全冊 第十一單元 化學(xué)與社會發(fā)展 第一節(jié) 化學(xué)與能源開發(fā)名師教案2 （新版）魯教版.doc

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2019-2020年九年級化學(xué)全冊 第十一單元 化學(xué)與社會發(fā)展 第一節(jié) 化學(xué)與能源開發(fā)名師教案2 （新版）魯教版 教學(xué)目標(biāo) 知識目標(biāo)： 通過分析氫氣用作燃料的優(yōu)點(diǎn)，使學(xué)生認(rèn)識到氫能是未來最理想的能源； 2、通過知識回顧及實(shí)驗(yàn)探究，使學(xué)生明確化學(xué)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(biāo)： 通過實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)生分析、觀察、實(shí)驗(yàn)設(shè)計、實(shí)驗(yàn)操作等能力。 情感目標(biāo)： 1、樹立不同能量之間可以相互轉(zhuǎn)化的觀念； 2、使學(xué)生初步認(rèn)識通過化學(xué)反應(yīng)可以為人類提供能量，運(yùn)用化學(xué)可以開發(fā)新的能源； 3、增強(qiáng)學(xué)生的能源意識，強(qiáng)化學(xué)生關(guān)心自然、關(guān)心社會的責(zé)任感。 教學(xué)重點(diǎn) 氫能源的優(yōu)點(diǎn)；化學(xué)電池。 教學(xué)難點(diǎn) 化學(xué)能和其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化 教學(xué)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(xué)過程 片段一 導(dǎo)入新課 【教師講解】 請同學(xué)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(diǎn)，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(yán)重的交通阻塞?？梢?，在當(dāng)今科技高度發(fā)達(dá)的社會中，一旦沒有了能源，那將是一件非常可怕的事情。誰能說說目前世界上使用最廣泛的能源是什么？ 【學(xué)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(xué)能說一說你所了解的化石能源的缺點(diǎn)呢？ 【學(xué)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(xué)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(xué)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(jī)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(fèi)能源；開發(fā)新能源…… 開發(fā)和利用新能源也正是化學(xué)家們非常關(guān)注的熱點(diǎn)問題。能源作為推動社會進(jìn)步的動力，化學(xué)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(xué)習(xí)化學(xué)與能源開發(fā)。 【投影】 第一節(jié) 化學(xué)與能源開發(fā) 片段二 新課教學(xué)（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(xué)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?zé)崮?、風(fēng)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?zé)釣槟茉吹臏厝? 【教師講解】 這些新能源有很多優(yōu)點(diǎn)，可是在使用上也有很多不便，以風(fēng)能為例，請同學(xué)們想一想，在使用時有什么局限性？ 【學(xué)生思考】 【教師小結(jié)】 受氣候影響很大；不能運(yùn)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(jìn)行控制與運(yùn)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——?dú)錃狻? 【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(diǎn)呢？請同學(xué)們從以下三個方面進(jìn)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(diǎn)。煤、石油、天然氣等資源的蘊(yùn)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(diǎn)。 【學(xué)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(diǎn)： 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。 【教師講解】 請同學(xué)們想像一下，當(dāng)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(xué)生交流討論】 【教師小結(jié)】 做飯時，直接打開氫氣灶，點(diǎn)著氫氣就可以了；汽車、火車、飛機(jī)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(xué)們閱讀書本、合作探討對這一問題的看法。 【學(xué)生閱讀、交流、討論】 閱讀書本67頁第二段和“多識一點(diǎn)” 【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(yùn)輸不方便、不安全。 以上兩點(diǎn)確實(shí)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(dāng)然不能。那么，我們應(yīng)當(dāng)如何解決這個問題呢？ 【學(xué)生交流討論】 【教師小結(jié)】 大家的思路非常好，這也正是當(dāng)今世界各國科學(xué)家們正在努力攻克的難題?，F(xiàn)在，科學(xué)家們已經(jīng)提出了“理想的氫能源循環(huán)體系”。 【投影】 理想的氫能源循環(huán)體系 【教師講解】 請結(jié)合氫氣作為燃料的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，仔細(xì)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(xué)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(xué)（應(yīng)用廣泛的化學(xué)電池） 【教師講解】 在剛才同學(xué)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(xué)電池 【學(xué)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(xué)反應(yīng)；通過燃料電池能釋放出能量來……燃料電池是化學(xué)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(xué)能說一說，你在日常生活中用到或聽說過哪些電池嗎？ （學(xué)生討論后，教師小結(jié)）手電筒使用的干電池；手機(jī)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(dāng)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(dǎo)學(xué)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)）。 【投影】 投影干電池的構(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(fù)極。 為什么電池能輸出電能呢？請同學(xué)們觀察以下兩組實(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)二：用導(dǎo)線將“實(shí)驗(yàn)一”中的鋅片和碳棒連接起來，并在導(dǎo)線中間連接一只電流表，再觀察現(xiàn)象。 【教師演示】 【學(xué)生觀察討論】 仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象完成表格: 實(shí)驗(yàn)一 實(shí)驗(yàn)二 燒杯中現(xiàn)象 化學(xué)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(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象有何異同？（學(xué)生討論回答后，教師小結(jié)） “實(shí)驗(yàn)一”中的鋅片上有氣泡冒出，碳棒上沒有任何現(xiàn)象； “實(shí)驗(yàn)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(jìn)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(dǎo)線中產(chǎn)生了電流。也就是說“實(shí)驗(yàn)二”的裝置輸出了電能，科學(xué)家就是受類似的化學(xué)反應(yīng)的啟發(fā)，研制成了化學(xué)電池。這個實(shí)驗(yàn)充分表明了化學(xué)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(shí)驗(yàn)，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。 【學(xué)生交流討論】（熱烈地交流、討論，并進(jìn)行大膽地猜測） 【教師講解】 有的同學(xué)猜測：將用導(dǎo)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(shí)驗(yàn)來檢驗(yàn)他的猜測。請同學(xué)們利用桌上的實(shí)驗(yàn)器材，用銅片代替碳棒，自己設(shè)計并進(jìn)行操作，看看有什么結(jié)果。 【學(xué)生交流討論】 實(shí)驗(yàn)器材：西紅柿、蘋果等、鋅片、銅片、導(dǎo)線、電流汁、音樂賀卡。 在學(xué)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(xué)生分為西紅柿組、蘋果組等。 【學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)】 學(xué)生討論、交流、確定實(shí)驗(yàn)方案后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作。 實(shí)驗(yàn)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(dǎo)線將鋅片和銅片連接起來，并在導(dǎo)線中間連接一只音樂賀卡上的小喇叭。 （實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，指定“發(fā)言人”敘述實(shí)驗(yàn)方案、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，針對他們積極、大膽的探索精神給予恰當(dāng)?shù)脑u價。） 【教師講解】 回顧剛才我們做的實(shí)驗(yàn)，請同學(xué)們思考一下：從變化的角度來看，化學(xué)電池的內(nèi)部發(fā)生了什么性質(zhì)的變化？化學(xué)變化。如果從能量的角度來看，化學(xué)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(xué)電池是一種可以輸出電能的裝置。在化學(xué)電池中，物質(zhì)之間發(fā)生了化學(xué)變化，同時，物質(zhì)的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能釋放了出來。那么，請同學(xué)們回顧前面所學(xué)過的化學(xué)變化的現(xiàn)象并進(jìn)行思考：物質(zhì)在發(fā)生化學(xué)變化的同時，物質(zhì)的化學(xué)能還有其他的轉(zhuǎn)化形式嗎？ 【學(xué)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(xué)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(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能釋放出來；說明物質(zhì)的化學(xué)能還能轉(zhuǎn)化為熱能和光能等……任何化學(xué)變化都伴隨著能量的轉(zhuǎn)化，這正是科學(xué)家們開發(fā)新能源的重要依據(jù)。新能源開發(fā)的進(jìn)展是很快的，同學(xué)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(xiàn)資料。 片段四 復(fù)習(xí)鞏固 【教師講解】 下面我們來練習(xí)。 【投影】 課堂評價 1、下列能量轉(zhuǎn)化是化學(xué)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(jī)帶動水泵抽水 2、燃料電池是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，下列燃料電池最“清潔”的是（ ） A.O2—CH4燃料電池 B.O2—C2H5OH燃料電池 C.O2—H2燃料電池 D.O2—CO燃料電池 3、氫氣可以用做火箭燃料是因?yàn)椋ā　。? Ａ．氫氣難溶于水Ｂ．氫氣沒有顏色Ｃ．氫氣燃燒釋放熱量多Ｄ．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： Ａ．蠟燭燃燒照明 Ｂ．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(xué)能（ ） 化學(xué)能光能（ ） 5、化學(xué)變化伴隨著能量轉(zhuǎn)化，這是因?yàn)椴煌奈镔|(zhì)包含的化學(xué)能大小不同，在化學(xué)變化中物質(zhì)具有的化學(xué)能可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?、光能或電能等? （1）鎂條燃燒時，部分化學(xué)能轉(zhuǎn)化為_______能和_______能。 （2）已知?dú)錃庠谘鯕庵腥紵伤淖兓懦鰺崮?。根?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(xué)能比反應(yīng)后的水所包含的化學(xué)能______(高或低)，理由是__________________________________。 【學(xué)生練習(xí)】 課堂評價參考答案 1、B 2、C 3、Ｃ 4、ＢＡ 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(xué)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(diǎn)：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(yùn)輸問題 二、應(yīng)用廣泛的化學(xué)電池 化學(xué)電池：化學(xué)能電能 【投影】 布置作業(yè)