化學(xué)與能源開發(fā)教案

化學(xué)與能源開發(fā)教學(xué)設(shè)計學(xué)情分析1、課標(biāo)解讀：“化學(xué)與能源開發(fā)”屬于“化學(xué)與社會發(fā)展”—（一）“化學(xué)與能源和資源的利用”主題中的內(nèi)容。2、課標(biāo)要求：了解我國能源與資源短缺的國情，認(rèn)識資源綜合利用和新能源開發(fā)的重要意義。3、教材分析：本節(jié)教學(xué)內(nèi)容魯教版九年級化學(xué)第六單元《化學(xué)與社會發(fā)展》第一節(jié)的。當(dāng)今社會人類所使用的能量主要來自于化石燃料的燃燒，然而，化石燃料除了產(chǎn)生一些造成環(huán)境污染的氣體外，儲量也是有限的，并且人類對能量的需求卻在不斷地增加，并希望所用的能源來源廣泛、放熱量大、沒有污染。如何解決這一矛盾呢？這就需要開發(fā)新的能源。那么什么樣的能源能滿足人們的需求呢？化學(xué)在新能源的開發(fā)中起著什么樣的作用呢？化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能嗎？這都是本節(jié)課要解決的問題，也正是學(xué)生關(guān)心的問題。本節(jié)課的重點是使學(xué)生更好的認(rèn)識氫能的開發(fā)的意義，知道化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為電能；難點是讓學(xué)生理解化學(xué)能與電能之間的相互轉(zhuǎn)化。教學(xué)目標(biāo)：知識：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，樹立不同能量之間可以相互轉(zhuǎn)化的觀念。技能：學(xué)分分析各種能源的住優(yōu)缺點。情感態(tài)度價值觀：增強學(xué)生的能源意識、強化學(xué)生關(guān)心自然、關(guān)心社會的責(zé)任感，培養(yǎng)學(xué)生敢于質(zhì)疑的精神。重點：理想氫能源的使用中能量的轉(zhuǎn)化。難點：化學(xué)電池中能量的轉(zhuǎn)化方法。教學(xué)教程：【引入】：古希臘神話中英雄普羅米修斯看到人類處于愚昧，野蠻的時代,就偷取了宙斯的火種，帶到人間使人類能夠利用火來燒煮食物驅(qū)趕野獸，而自己卻被宙斯處罰。我們學(xué)習(xí)化學(xué)后知道：火為我們提供的能量實際上是物質(zhì)發(fā)生了化學(xué)變化時釋放的熱能和光能。所以化學(xué)從一開始就于能源結(jié)下了不解之緣。本節(jié)課我們一起來探究一下能源的前世今生，認(rèn)識在能源的使用和開發(fā)中化學(xué)起到的作用。（板書：化學(xué)與能源開發(fā)）設(shè)計意圖：通過神話激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣【前世】大家能否告訴我，人類最初使用的能源是從哪里獲得的（生答：柴草）。對！古代人主要利用柴草燃燒時發(fā)生的化學(xué)變化將生物能，也叫化學(xué)能轉(zhuǎn)化為光和熱。柴草以其便宜易得在小農(nóng)經(jīng)濟(jì)中得到廣泛應(yīng)用?！窘裆康S著工業(yè)的發(fā)展，柴草因為其熱值低，受地理環(huán)境制約明顯，不便于運輸?shù)热秉c退出了主導(dǎo)地位。那么現(xiàn)代社會主要使用的能源是什么呢？（生答：煤，石油，天然氣）展示投影（認(rèn)識生活中常見的能源）我們主要利用煤，石油，天然氣燃燒放出能量為人造福。設(shè)計意圖：充分利用學(xué)生的已知和生活經(jīng)驗，自主構(gòu)建關(guān)于能源發(fā)展體系?；剂舷啾炔癫菥哂性S多優(yōu)點。例如：（投影）師問：那么你知道化石燃料有哪些不足之處呢呢？提問，優(yōu)點：熱值比柴草高，儲量大，便于運輸，可作為化工原料制作各種化工產(chǎn)品，現(xiàn)代化學(xué)工業(yè)的基礎(chǔ)就是建立在煤化工和石油化工之上的。缺點：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年天然氣64年煤炭219年鈾74年），燃燒產(chǎn)物污染大，能源利用率低（我國33%，世界下平均40%）（在投影上展示）設(shè)計意圖：通過對燃料優(yōu)缺點的比較及使用年限的認(rèn)知，讓學(xué)生了解我國能源短缺的國情，為下一步介紹綜合利用做鋪墊。師問：目前全世界正面臨著能源危機(jī)，如果你現(xiàn)在成為我國能源部部長，請你為我國的能源發(fā)展出謀劃策，你有哪些措施呢。討論后，回答生答：1、開發(fā)新能源，如太陽能，氫能，水能，風(fēng)能，潮汐能，核能等2、節(jié)約能源。充分利用現(xiàn)有能源（改進(jìn)設(shè)備，促進(jìn)充分燃燒，），能源綜合利用3、減少污染。師問：你認(rèn)為未來解決能源危機(jī)的最根本的方法是什么？學(xué)生答：開發(fā)新能源。目前各個國家都在制訂新能源發(fā)展計劃，來應(yīng)對能源危機(jī)。下面我們一起來認(rèn)識一下未來的能源發(fā)展?！疚磥怼课磥韺⑹嵌喾N新能源并存的局面。我們先來看一看我們國家新能源發(fā)展規(guī)劃。投影：中國正處于工業(yè)化、城市化加速發(fā)展的歷史階段，能源需求有著很大的增長空間。為抑制高耗能行業(yè)過快增長，中國政府正研究建立能源消費總量控制制度，未來將研究開征化石能源消費稅，并實現(xiàn)原油、天然氣和煤炭資源稅從價計征。根據(jù)中國政府制定的“十二五”能源規(guī)劃，到20XX年中國能源消費總量將控制在41億噸標(biāo)煤左右，非化石能源占一次能源消費比重達(dá)到11.4%，到2020年非化石能源占一次能源消費比重達(dá)到15%。一是大力發(fā)展太陽能。太陽能的利用主要是指太陽能光伏發(fā)電和太陽能電池。在光伏發(fā)電方面，中國仍處在起步階段，發(fā)展水平遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)國家，但隨著中國國內(nèi)光伏產(chǎn)業(yè)規(guī)模逐步擴(kuò)大、技術(shù)逐步提升，光伏發(fā)電成本會逐步下降，未來中國國內(nèi)光伏容量將大幅增加。按照《可再生能源發(fā)展“十二五”規(guī)劃》提出的目標(biāo)，未來5年內(nèi)中國太陽能屋頂電站裝機(jī)規(guī)模將達(dá)現(xiàn)有規(guī)模的十倍。在太陽能電池方面，近年來，中國太陽能電池制造業(yè)通過引進(jìn)、消化、吸收和再創(chuàng)新，獲得了長足的發(fā)展，中國已在太陽能電池生產(chǎn)制造方面取得很大進(jìn)展，也將成為使用太陽能的大市場。二是大力發(fā)展風(fēng)能。中國風(fēng)能儲量很大、分布面廣，開發(fā)利用潛力巨大?！笆晃濉逼陂g，中國的并網(wǎng)風(fēng)電得到迅速發(fā)展。20XX年中國全國累計風(fēng)電裝機(jī)容量再創(chuàng)新高，海上風(fēng)電大規(guī)模開發(fā)也正式起步?！笆濉逼陂g，中國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)仍將持續(xù)每年10,000兆瓦以上的新增裝機(jī)速度，風(fēng)電場建設(shè)、并網(wǎng)發(fā)電、風(fēng)電設(shè)備制造等領(lǐng)域成為投資熱點，市場前景看好。三是大力發(fā)展水能。目前，中國不但是世界水電裝機(jī)第一大國，也是世界上在建規(guī)模最大、發(fā)展速度最快的國家，已逐步成為世界水電創(chuàng)新的中心。隨著中國經(jīng)濟(jì)進(jìn)入新的發(fā)展時期，加快西部水力資源開發(fā)、實現(xiàn)西電東送，對于解決國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展中的能源短缺問題、改善生態(tài)環(huán)境、促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)和可持續(xù)發(fā)展，無疑將會發(fā)揮極其重要的作用。四是積極發(fā)展核能。發(fā)展核電是中國調(diào)整能源結(jié)構(gòu)的重點之一，未來5~10年，我國新建核電機(jī)組將以每年5~8臺的速度遞增，成為世界核電發(fā)展的火車頭。這些能源的使用都存在一些制約，風(fēng)力發(fā)電受季節(jié)影響，而且會影響候鳥的遷徙破壞生態(tài)。使用太陽能的成本高，能量密度低，不適合大型工廠的能量供應(yīng)。保存能量時用到的蓄電池污染環(huán)境，有沒有理想的新能源呢？生答：氫能。設(shè)計意圖：用大量數(shù)據(jù)說明現(xiàn)在使用的各種能源都不是最理想能源，從而切入主題：清潔高效的氫能對下面我們來認(rèn)識清潔高效的能源---氫能源板書：二：清潔高效的能源---氫能。投影：你對氫能源了解多少？問：1、哪些方法可制備氫氣？2、氫能有哪些優(yōu)點？3、氫能為什么沒有得到廣泛的應(yīng)用？學(xué)生回答：未來的氫能源主要是是通過化學(xué)變化從水中獲得氫氣。所以氫氣以：來源廣，熱值高，無污染被稱為最理想的能源。目前由于條件的限制，只能在高科技中使用氫能源，如：我國的發(fā)射嫦娥一號的長征3號第三級就是以液氫為燃料。那么未來最理想的氫能源使用方法是什么呢？（投影：理想的氫能源循環(huán)體系。）首先仔細(xì)觀察圖片，思考理想的制氫氣的方法是什么。如何利用氫氣的化學(xué)能，討論能量的轉(zhuǎn)化。你認(rèn)為實現(xiàn)氫能源的關(guān)鍵在哪？（通過燃料電池，能量利用率達(dá)到50%，燃燒不到30%）設(shè)計意圖：參與討論，激發(fā)積極性，活躍思維，鍛煉表達(dá)能力總結(jié)：能源的未來在于用化學(xué)的方法制得氫能源，使制得的氫能通過化學(xué)變化將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，為人類造福。氫能開發(fā)和利用離不開化學(xué)。在生活中廣泛使用的電瓶車，手機(jī)，數(shù)碼照相機(jī)等能量是由什么提供的（生答：電池），電池以它的體積小，電容量大，攜帶方便等特點，是現(xiàn)代社會應(yīng)用非常普遍的一種能源。下面我們就以電池為例來探究下下電池與化學(xué)之間有什么關(guān)系。板書：探究化學(xué)電池的奧秘展示電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：介紹電池的正負(fù)極，電池內(nèi)部氯化銨顯酸性可以和鋅發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，同學(xué)們猜測一下電池的電能是從哪兒產(chǎn)生的？（學(xué)生猜測：通過鋅與氯化銨發(fā)生化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能。）實驗探究：1、鋅與硫酸反應(yīng)產(chǎn)生氫氣。2、用電表測量鋅是否有電流。鋅與酸反應(yīng)無電流產(chǎn)生。下面我將裝置進(jìn)行改進(jìn)再來觀察電流表的變化，發(fā)現(xiàn)有電流產(chǎn)生，（并用化學(xué)電池使賀卡工作）說明該裝置可以將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。這就是化學(xué)電池的基本結(jié)構(gòu)。化學(xué)電池：將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。學(xué)生分組做實驗，記錄實驗現(xiàn)象，體驗化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。設(shè)計意圖：實驗中提高學(xué)生對實驗基本操作的熟練程度，培養(yǎng)小組協(xié)作能力。教師問：水果中也含有酸性物質(zhì)，也能與鋅發(fā)生反應(yīng)，同學(xué)們想想能否用水果來制造電池，產(chǎn)生電能呢？發(fā)給各小組水果：桔子，檸檬，青蘋果，香蕉學(xué)生做實驗。各組匯報實驗結(jié)果。實驗過程中，你有什么疑問？大家共同討論解決。展示以鎂，銅為電極的水果電池帶動賀年卡發(fā)出聲音。問為什么我的水果電池產(chǎn)生的能量大呢？提出猜想。（與水果各類，電極種類有關(guān)）總結(jié)：我們使用的能源主要是通過化學(xué)反應(yīng)將物質(zhì)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能、光能、電能等，化學(xué)一定會為人類的文明進(jìn)步繼續(xù)做出自己的貢獻(xiàn)，同學(xué)們要學(xué)好科學(xué)知識，讓文明的火種在我們的手中繼續(xù)傳承。六、教學(xué)反思：本節(jié)重點突出了能源發(fā)展的前世、今生和未來中化學(xué)一直起著重要的作用，人類所使用的能源大部分是從化學(xué)能轉(zhuǎn)化而來的。認(rèn)識了化學(xué)能的轉(zhuǎn)化。通過趣味實驗強化了學(xué)生對化學(xué)能的轉(zhuǎn)化途徑。不足：對于學(xué)生環(huán)保意識的教育適當(dāng)增加一些板書：化學(xué)與能源開發(fā)前世：柴草時代一、能源的發(fā)展史今生：化石燃料時代未來：新能源時代