化学《化学与能源开发》教案、教学设计

课题：6.1化学与能源开发

课标要求

知道常用的能源种类，掌握氢气用作燃料的优点，知道氢能是未来最理想

的能源，认识理想的氢能源体系；了解化学电池的原理，知道化学反应产生的

能量不仅可以转化为光能、热能，也可以转化为电能等多种形式的能量。

内容与学情分析

本节通过常见化学能源一一化石燃料、电池、氢能的学习与比较，知道电池

是一种低污染高效率的能源，而氢能是最理想的能源，了解氢能的开发和利用

对未来社会新能源开发和利用有重要的现实意义和美好前景，认识化学能够为

提高能源的利用率开发新能源做出重要贡献，感悟到化学在解决能源危机中的

作用，激发学生学好化学为社会发展作贡献的热情。由于本课内容要求既要认识

各种能源的利弊和发展前途，又要了解化学在能源发展中的作用，还要求初步

了解电池中发生的变化、氢能源的优点、发展方向等，信息量较大，知识面较为

宽广，但对于学生理解掌握难度并不很大，即使电池中发生的反应在初中阶段

要求也并不高，所以在教学中以调动学生自主学习，培养化学探究的意识和学

习方法为主，采取引导分析、小组合作、交流讨论、实验探究等方式进行。

学习目标：

I、了解几种常见的能源，认识能源开发和节约能源的重要性；

2、知道氢能是一种理想的新能源，了解用氢能的优越性和推广使用氢气面

临的困难；认识化学在解决能源危机方面的意义；

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3、知道电池能将化学能直接转化为电能，了解使用化学能比燃烧化石燃料

具有更多的优点；了解几种常见的电池，知道乱扔废弃电池会污染环境，了解

回收、处理废弃电池的意义。

知识点（重点、难点）：

重点：氢能源的优点、开发、理想的氢能源体系；化学电池。

难点：氢气作燃料未普及使用的原因；化学能和电能的相互转化。

板书设计：

H.1化学与能源开发

常见的能源：

能源的分类：常规能源和新能源

---清洁高效的氢能

氢能源的三个优点：原料来源广、热值高、燃烧产物无污染，可循环。

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

二、应用广泛的化学电池

化学电池：化学能转化为电能

学习过程：

师生互动活动意图

环节一创设问题情境导入新课

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［展示图片］

投影：这几幅图片反应了什么问题？

从生活实际出

发，引导学生从生

活的角度出发乂识

［提问］化学与能源的关系

1.如果我们的生活离开了能源会有什么样的改变？使学生立刻投入探

究的状态。

2.在你所知道的能源利用中哪些跟化学密切相关？

［归纳导入］能源为人类提供了动力和热量，在社会

发展中起着极为重要的作用，我们的衣、食、住、用、行样

样都离不开能源。本节课我们一起来认识H.1化学与能

源开发。

［板书］11.1化学与能源开发

环节二自主学习

［提出问题］请同学们自读教材132页，思考:常见的

能源有哪些，并把列举的能源进行分类？

［生］小组合作思考,讨论，分类

学生通过各种

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化石燃料是当今世界应用得最多、最广的能源，但化

石燃料地球上储藏量有限，属于不可再生资源，像风能、

核能、生物能、氢能等属于可再生资源。

环节三人类面临的能源危机

［投影］提出问题

施球上化石燃料可使用的年限

给学生以直观

的感受：目前化石

燃料导致的问题、储

量的限制、如果枯竭

化石能源燃烧的产物对大气造成污染，“温室效应”、

对生活的影响等，

酸雨等就是化石能源在燃烧时放出的气体造成的……而

只有直观的感受才

且据资料显示地球上的化石燃料最多只能使用年左

300能让学生有更深刻

右了，据统计，按现有速率使用能源，我国化石能源即的感触'认识到对

将枯竭：煤：90年200多年；石油：50年；天然气：能源认识的重要性，

70年；节约能源是我国发展的手段之一。那么，请同学培养学生的节能意

们想象一下，如果没有新的能源被发现或开发出来，300识。

年后我们的生活会是什么样子呢？

作为世界未来的主人，我们该如何为解决能源危机

做些贡献？

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q如何解决人类面临的能源危机呢

•无足❷变十

逑料的充分与

•增加反屋而套

•站牝的五分利用

■Q•政通生产工艺

•*装汽率无（净化装置

•故姓煤打吃现工艺

■q

•你如逝的第屹源才■实？

衣短JS

&-

［生］根据所查资料，进行交流讨论。

［师生］共同归纳解决能源危机的一般方法

节约能源，不浪费能源；延长现有能源的使用时间

（提高能量转化效率，研制开发节能产品）；开发新能源等

［多识一点］引导学生讨论并认识标志。

节能标志由两部分组成：中间是一个汉字“节’，代表

节约，；节,字的横,和外面的圆圈组成一个大大的字母

.e”，代表“能源.（能源的英文单词energy的第一个字母）

［多识一点］目前人类开发并运用的新能源

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开发新能源

太阳能核能风能生物能

大量课外资料

地热能潮汐能可燃冰氢能

的提供，拓展了学

环节四认识氢能源一清洁高效的氢能源

生的视野，在资料

［过渡］针对目前使用的各种能源存在的问题，有没

分析中充分认识了

有这样一种能源，它燃饶得很干净，生成的产物是水，

氢能源的优点、目前

不会产生烟、酸雨等；与天然气相似，它能够通过管道进

使用中的限制和发

行控制与运输；制取这种能源的原料在地球上大量存在?

展方向，使学生感

它是人们正在研究开发的理想能源一一氢气。

受到化学与社会发

展的密切关系。

［指导阅读］请同学们阅读课文“一、清洁高效的氢能"

部分之后，讨论：氢能作为一种理想的绿色能源，它具

有哪些优点呢？

清洁高效的氢能

洛动天必一a0氨名归料

•氢,气燃烧产生的热量

根据你所知道・氢气燃烧的产物

的有关氢气的

・制取氨气的原料

知识，就氮气

用作燃料的优・氢能源有哪些优点

点与同学们进・氢能源为什么没有被

行讨论交流广泛应用

:［学生凌萧分析后-氧气作为燃

料的优点：

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氢能的优点，-

（1）可以由水制的（冰源广），

（2）燃烧放出热量多（热值高），

（3）生成物不污染环境氏污染）.

氢能是一种极其理想的能源，具

有广阔的开发前景.

［探究升级］目前氢气还不能得到广泛应用的原因是什

么？

［师生］交流分析后共同归纳：

;落动天&

氢能源为任么没有被广泛使用？

1.易燃、易爆，

2.难以液化，

3.储存和运输不安全不方便,

4,制备氢气消耗电能大，成

本高.氢燃料汽车

［强调］这也正是目前研究的方向，是当今世界各国

科学家们正在努力攻克的难题。现在，科学家们已经提出

T"理想的氢能源循环体系”。

［投影］“氢能源循环体系,，结合氢气作为燃料的优

点和缺点，仔细观察这幅图，看能从中得到哪些信息呢？

充分发挥学生的主

观能动性，找出学

［学生］观察、讨论后，

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［小结］生熟悉的电池，并

（1）只要有光催化剂的存在，将水放在太阳光下晒一

总结电池的特点。

晒，就能得到氢气和氧气了

（2）在燃料电池中，氢气和氧气发生化学反应转化为

电能

（3）水和氢气可以循环使用……

［教师］多媒体课件出示资料：

1999年2月17日起，冰岛这个岛国成为第一个实

施氢动计划的国家，小汽车和公共汽车全部使用氢能代

替以往的柴油、汽油。德国、美国也有一部分汽车相继投入

使用；中国也出现了无污染的氢动汽车……

［强调］相信不久的将来，我们生活中到处可以感受

到氢能源的优点。也希望同学们能够为能源的发展贡献一

份力量！

环书五应用广泛的化学电池

先展示干电池的结

［过渡］在燃料电池中氢气和氧气发生了化学反应；

通过燃料电池能释放出能量来……燃料电池是化学电池构，再在实验中给

的一种。那么，在日常生活中用到或听说过的电池有哪些

以电流计发生变化

呢？

［共同归纳］手电筒使用的干电池；手机用锂电池；的切实感受，使学

电子手表、电子计算器等使用的纽扣电池；汽车使用的蓄

生能直观地观蔡到

电池……

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电流的产生，再将

干电池中的锌片和

碳棒连接电流计，

观察电流的产生，

使神秘的电流变得

［问题］电池有哪些优点呢？

直观，可信度更高。

［生］阅读、分析得出电池的优点：体积小、电容量大

和移动方便等。

环节六实验探究

［出示问题］当今社会虽然有方便的交流电电网，但电

池的销售量却有增无减，而且不断涌现出新的品种。那

么，电池中的电能是如何产生的呢？

［实验探究1］

一只I号干电池（小心地剥开电池，指导学生描述电

池的构造，包括碳棒、金属外皮、黑色粉末固体物质）。投影

干电池的构造图。

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IlTl

［讲解］碳棒的成分是石墨，金属外皮的成分是金属

锌，黑色粉末固体物质成分是炭黑、二氧化镒，在黑色粉

末和锌皮之间的白色糊状物主要成分是氯化镂。其中，碳

棒作正极，锌皮作负极。

［问题］为什么电池能输出电能呢？拓展实验的设计与

［实验探究2］

实施使学生对电能

把一块锌片和碳棒平行插入盛有稀硫酸的烧杯中。

观察现象并做解释C的产生更加感兴趣

［学生］交流并归纳实验现象与结论：

且在自己手中产生

出来的电能更有说

服力>而且实用生

现象：锌片表面有气泡生成，碳棒无变化

活中常见的水果、音

解释：锌与稀硫酸发生了化学反应，碳不反应。

乐贺卡等器材，充

［实验探究3］

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化学能转化为电能的实验：用导线将上述实验中的分调动学生的参与

锌片和碳棒连接起来，并在导线中间连接一只灵敏电流

积极性和探究意识。

计，观察现象。与步骤2中的现象对比，有何异同？由此

你能得出什么结论？

［师生］交流笄廨I建加象与结论：

现象：生成的H2气泡从导线另一端所连接的碳棒上

冒出；电流计指针发生偏转。

结论：电路中有电流通过，化学能转化为电能；

反应方程式：Zn+H2s04====ZnS04+

H2T

(Zn+2H+==H2T+Zn2+)离子反

应方程式

化学电池：是一种将化学能直接转化为电能的装置。常见

的电池大多是化学电源。

环节七拓展延伸自制电池

［情景过渡］同学们在日常生活中都知道：西红柿、

苹果等蔬菜、水果里的汁液显酸性。根据刚才的实验，大电池的危害的

家能否大胆地猜测一下，使用一些蔬菜、水果代替稀硫酸

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是不是也能产生电流呢？学习、废旧电池处理

有的同学可能会猜测：将用导线连接的碳棒和锌片方法的讨论，涪养

学生对环境的保护

插入蔬菜或水果中，就能输出电流来。那么，这种猜测有

意识和保护方法，

提升学生的社会责

没有道理呢?让我们用实验来检验。

任感。

请同学们利用桌上的实验器材，用铜片代替碳棒，

自己设计并进行操作，看看有什么结果。

（实验器材：西红柿、苹果、橙子等；锌片、铜片、导

线、电流汁、音乐贺卡。）

［学生］交流讨论实验方案。在学生交流前，要求每

组派一位.发言人，同时按发言结果将学生分为西红柿组

苹果组等。

学生讨论、交流、确定实验方案后，学生分组实验。

实验步骤：把一块锌片和一块铜片插入一个成熟的

西红柿或苹果中，用导线将锌片和铜片连接起来，并在

导线中间连接一只音乐贺卡上的小喇叭。

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实验结束后，指定“发言人”叙述实验方案、实验现象

针对他们积极、大胆的探索精神给予的评价。

［交流共享］物质的化学能通常可以转化为哪些形式

的能量？试举例说明。

［学生］讨论交流归纳

化学能通过化学反应可以转化成热能、光能、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。

［多识一点］氢氧燃料电池

-5（制气》

仇极illW

•UMMi

►HX>

环节八拓展延伸电池的危害

［过渡］通过化学反应，消耗了物质的化学能源才输

14/17

出电能，即化学能通过化学反应转化为电能。电能用途十

分广泛，然而废弃电池处理不好也会污染环境。

［投影］一节1号电池烂在地里，能使1平方米的土壤

永久失去利用价值，能使600吨水受污染，相当于一个

人一生的饮水量。废旧电池的危害主要集中在重金属上，

如汞、铅、镉。这些物质泄露出来进XI或土壤，就会通过

各种途径进入了人体的食物链，最终带来危害。

［学生］交流讨论后达成共识：废旧电池要回收利用，

不能随便丢弃。

归纳概括总结知识

通过这节课的学习，谈一谈你有哪些收获？

课堂检测：

1、绿色能源是理想的能源，不会造成环境污染，下列不属于绿色能源的是（）

A、风能B、太阳能