第9章　化學(xué)與社會發(fā)展第1節(jié)　能源的綜合利用 第2課時教學(xué)過程導(dǎo)入新課在人類社會發(fā)展的不同時期，由于科學(xué)發(fā)展水平的不同，人們研究利用的能源種類各異，目前，人類生產(chǎn)、生活的主要能源是什么？它有什么優(yōu)缺點？【學(xué)生討論】討論回答（目前，人類生產(chǎn)、生活的主要能源是化石燃料，優(yōu)點：資源豐富。缺點：1.不可再生；2.能量轉(zhuǎn)化率低；3.對大氣產(chǎn)生污染。）【教師提問】如何解決這些問題呢？【學(xué)生討論】交流討論（①研制、使用節(jié)能產(chǎn)品；②利用新能源；③提高能量的轉(zhuǎn)化率。）【教師講述】由此可見，其中最簡單直接的方法是研制、使用節(jié)能產(chǎn)品，開發(fā)使用各種新型能源。講授新課【教師導(dǎo)引】目前，化石燃料是我們生產(chǎn)、生活的主要能源。隨著全球能源使用量的增長，化石燃料等不可再生能源將日趨枯竭，這不僅要求我們盡可能減少能源的消耗、增加能源的利用率，更迫切要求我們開發(fā)利用太陽能、氫能和核能等。【教師板書】二、太陽能【教師導(dǎo)引】目前人類所使用的能源絕大部分來自太陽能。太陽是個巨大的能源庫，不斷地向外輻射能量，太陽能是清潔能源。????????????? 【教師提問】太陽能是如何轉(zhuǎn)化利用的？【學(xué)生討論】學(xué)生閱讀教材第94頁圖9-7，討論回答。【師生總結(jié)】1.太陽能的轉(zhuǎn)化（1）太陽能以光波的形式傳送到地面，綠色植物通過光合作用吸收太陽能，動物食用植物間接利用了太陽能，化石燃料蘊藏的能量也來自遠古時期生物體所吸收的太陽能。（2）被吸收的太陽能通過各種形式的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，物質(zhì)中的化學(xué)能又可以通過各種形式的化學(xué)反應(yīng)轉(zhuǎn)化為熱能、光能或電能而釋放出來。【教師提問】太陽能是如何有效利用的？【交流與討論】盡管太陽輻射到地球大氣的能量僅為其總輻射能量的 22 億分之一，但已高達 1.73×1017 J·s-1，也就是說太陽每秒鐘照射到地球上的能量相當(dāng)于燃燒 500 萬噸優(yōu)質(zhì)煤釋放的能量。因而太陽能的開發(fā)和利用引起科學(xué)家們的廣泛關(guān)注。請你提出可能的太陽能利用途徑，并與同學(xué)討論交流。【師生總結(jié)】2.太陽能的利用（1）光合作用是大自然利用太陽能最成功的范例。有人估計，地球上每年通過光合作用儲藏的太陽能，相當(dāng)于全球能源消耗量的10倍左右。（2）直接利用太陽輻射能，主要有以下兩種方式：①光—熱轉(zhuǎn)換，其基本原理是利用太陽輻射能加熱物體而獲得熱能，如溫室、太陽能熱水器等。②光—電轉(zhuǎn)換，即把太陽能直接轉(zhuǎn)換成電能。目前，太陽能的熱利用是太陽能利用中技術(shù)最成熟的，它具有轉(zhuǎn)換效率高、運行成本低等特點。【教師提問】除了太陽能，生活中我們還經(jīng)常使用的能源形式有哪些呢？【學(xué)生回答】電能【教師講述】我國目前在生產(chǎn)和日常生活中使用的電能，多數(shù)是通過燃燒化石燃料，將化石燃料中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。使用化石燃料來產(chǎn)生電能，存在著浪費自然資源、能源轉(zhuǎn)化效率低和產(chǎn)生大氣污染等問題。 電池是將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。在能量轉(zhuǎn)換中，電池通過特定的化學(xué)反應(yīng)，消耗某種化學(xué)物質(zhì)而釋放出電能，且能量轉(zhuǎn)換效率較高。因此，電池是一種高效率的能量轉(zhuǎn)換器。【教師板書】三、化學(xué)電池【觀察與思考】教材第95～96頁參考答案1.相同之處是都能把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。2.實驗現(xiàn)象：實驗中電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，銅片上有紅色固體附著，溶液顏色變淺或消失。分析原因：鋅活動性強，易失去電子。用導(dǎo)線連接鋅片和銅片后，鋅片上失去的電子沿導(dǎo)線運動到銅片上，電子定向移動，形成電流。溶液中的Cu2+在銅片上獲得電子，形成銅原子，以銅粉形式附著在銅片上。【演示實驗】化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的實驗實驗儀器：燒杯、銅片、鋅片、導(dǎo)線若干、電流表、硫酸銅溶液實驗步驟：用砂紙擦去銅片、鋅片表面的氧化膜，用導(dǎo)線將銅片與正極相連，鋅片與負極相連，然后銅片、鋅片一起插入盛有硫酸銅溶液的燒杯中。【學(xué)生討論】描述現(xiàn)象：1.電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。2.銅板比原來的變紅了，鋅板比原來的變黑了。（老師補充信息時間較長時，鋅會減少，消失。）【教師提問】通過實驗?zāi)隳艿玫绞裁葱畔ⅲ?/span>【學(xué)生討論】化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能。（解釋：1.電流表發(fā)生偏轉(zhuǎn)；2.鋅減少。）【教師提問】你能寫出該反應(yīng)的化學(xué)方程式嗎？（溶液藍色消失，有光亮的紅色物質(zhì)生成）實驗現(xiàn)象電流表的指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，鋅片表面變色，長時間后溶液顏色變淺化學(xué)方程式Zn+CuSO4Cu+ZnSO4電流表偏轉(zhuǎn)原因燒杯中發(fā)生了化學(xué)變化，在這種條件下化學(xué)變化可以產(chǎn)生電流，將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能能量轉(zhuǎn)化的形式化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能使用化學(xué)電源的優(yōu)點提高能量的轉(zhuǎn)化效率，減少大氣污染【教師提問】我們把這種能將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能的裝置稱為化學(xué)電池。你知道的電池有哪些？在什么地方用到？【學(xué)生討論】交流討論【教師講述】化學(xué)電源優(yōu)點：減少大氣污染，提高能量轉(zhuǎn)化率。缺點：廢棄電池處理不好也會污染環(huán)境，主要是電池中的固體廢棄物和重金屬離子會污染環(huán)境，一節(jié)廢的一號電池會使1 m2的耕地失去使用價值，Cd2+污染，可導(dǎo)致人體患骨痛病及肝、腎、肺的病變，重金屬離子能通過食物鏈進入人體，方式如下：重金屬離子→土壤或水體→生物體內(nèi)→人體。使用電池時有什么好的建議和方法？【學(xué)生討論】交流討論（減少甚至消除廢棄電池污染，應(yīng)該采取的措施是：①集中回收處理廢舊電池；②研制高效無污染的電池。）【教師提問】隨著化石燃料的日趨枯竭，還迫切需要人們開發(fā)新能源（投影：新能源）。其中氫能是一種極其理想的新能源。氫蘊藏于浩瀚的海洋之中。海洋的總體積約為13.7億立方千米，若把其中的氫提煉出來，約有1.4×1017 噸，所產(chǎn)生的熱量是地球上礦物燃料的9000倍。你知道氫能源有哪些優(yōu)點嗎？【學(xué)生總結(jié)】①燃燒產(chǎn)熱量高；②產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境；③可以水為原料制取，來源廣泛。【教師板書】四、氫能【教師提問】氫是一種極為優(yōu)越的新能源。這么好的能源，為何沒有被普遍使用呢？【學(xué)生討論】交流討論（目前氫氣的制備耗能巨大，廉價制氫氣技術(shù)尚未成熟。氫氣的安全儲存、運輸?shù)葐栴}沒有得到完全解決。）【教師提問】你認為有哪些可行的方法來解決這個問題？【學(xué)生】交流討論（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。）【教師總結(jié)】理想的氫能源循環(huán)體系是將太陽能（光能）轉(zhuǎn)化為貯存在氫氣中的氫能（化學(xué)能）。【教師提問】請同學(xué)們回憶在實驗室如何制取氫氣？【學(xué)生討論】思考回答【教師總結(jié)】（1）原理：通過活潑金屬與稀硫酸反應(yīng)制取氫氣（通常是用金屬鋅與稀硫酸反應(yīng)）（2）反應(yīng)方程式：Zn+H2SO4 ZnSO4+H2↑（3）反應(yīng)裝置：（固體+液體→氣體）（4）實驗步驟：A.按照實驗要求，安裝好實驗儀器；B.檢查儀器裝置的氣密性；C.裝藥品；D.收集氣體：利用排水法或向下排空氣法收集。（5）氫氣的驗純：氫氣具有可燃性，加熱、點燃之前要檢驗氫氣的純度。課堂小結(jié)［提問］通過今天的學(xué)習(xí)，你有哪些收獲？［小結(jié)］我們今天學(xué)習(xí)了太陽能、化學(xué)電池、氫能，為進一步完善化學(xué)知識打下了良好的基礎(chǔ)。 當(dāng)堂達標(biāo)1.下列能量轉(zhuǎn)化是化學(xué)能轉(zhuǎn)化成電能的是（　?。?/span>A.潮汐發(fā)電        B.電燈發(fā)光C.用干電池做電源      D.用電動機帶動水泵抽水答案：C2.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燃料電池答案：C3.制取氫氣不需要的儀器是（   ）    A.試管    B.酒精燈   C.導(dǎo)管   D.集氣瓶答案：B4.氫氣可以用作推進火箭燃料是因為（　?。?/span>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.氫氣沒有氣味答案：C5.關(guān)于用水制二級能源氫氣，以下研究方向不正確的是（　　）A.構(gòu)成水的氫和氧都是可燃燒的物質(zhì)，因此可研究在水不分解的情況下，使氫成為二級能源B.設(shè)法將太陽能聚焦，產(chǎn)生高溫，使水分解產(chǎn)生氫氣C.尋找高效催化劑，使水分解產(chǎn)生氫氣，同時釋放能量D.尋找特殊化學(xué)物質(zhì)，用于開發(fā)廉價能源，以分解水制取氫氣答案：A6.農(nóng)作物收割后留下大量秸稈，下列有關(guān)秸稈的處理方法不合理的是（　?。?/span>A.做飼料   B.制沼氣   C.造紙   D.就地焚燒答案：D7.實驗室制取氫氣時，下列說法中不正確的是（　　）A.待水槽中導(dǎo)管剛有氣泡放出時，就用排水法收集B.如果用到長頸漏斗，則長頸漏斗的下端要伸入液面以下C.可用向下排空氣法收集D.盛氫氣的集氣瓶應(yīng)該蓋好倒放在桌子上答案：A8.實驗室制取氫氣的步驟，正確的順序是（　?。?/span>①檢查裝置的氣密性　②加入稀硫酸　③加入鋅?！?/span>④收集氫氣A.①②③④   B.④③①②   C.①③②④  D.②①④③答案：C板書設(shè)計第9章　化學(xué)與社會發(fā)展第1節(jié)　能源的綜合利用第2課時二、太陽能三、化學(xué)電池四、氫能教學(xué)反思  

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