初中化學-化學與能源開發(fā)教學設計學情分析教材分析課后反思

課型：新授課

備課人：

課題：

第十一單元

化學與社會發(fā)展

第一節(jié)化學與能源開發(fā)教學目標

知識與技能

1、

通過分析氫氣用作燃料的優(yōu)點，使學生認識到氫能是未來最理想的能源

2、通過知識回顧及實驗探究，使學生明確化學反應產生的能量不僅可以轉化為光能、熱能，也可以轉化為電能等多種形式的能量。

過程與方法

1、通過實驗探究培養(yǎng)學生分析、觀察、實驗設計、實驗操作等能力，積極主動與他人進行交流和討論，清楚地表達自己的觀點，培養(yǎng)學生辯證看待化學物質的能力。

2.

學會運用比較的方法對信息進行加工。

情感態(tài)度與價值觀

1、樹立不同能量之間可以相互轉化的觀念；

2、使學生初步認識通過化學反應可以為人類提供能量，運用化學可以開發(fā)新的能源；

3、增強學生的能源意識，強化學生關心自然、關心社會的責任感。

教學重點、難點

重點：氫能源的優(yōu)點、開發(fā)、理想的氫能源體系；化學電池。

難點：氫氣作燃料未普及使用的原因；化學能和電能的相互轉化。

教學準備

儀器、藥品：

廢舊干電池（1號）、燒杯、鋅片、銅片、鋁片、碳棒、稀硫酸、電流表、導線、小燈泡、水果蔬菜等教學方法：多媒體教學和實驗探究式教學

教學過程一、創(chuàng)設情境，導入新課

請同學們觀看一組圖片，思考這些現象與什么有關？

（投影）一組與能源有關的圖片。

（

提問）：誰能說說目前世界上使用最廣泛的能源是什么？

（思考）誰能說一說你所了解的化石能源的缺點呢？

（講解）化石能源存儲量有限；并且化石能源燃燒的產物對大氣會造成污染，“溫室效應”、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P94中的圖表，你能從中得到哪些信息呢？

（講解）地球上的化石燃料最多只能使用219年左右了……

（問題）那么，請同學們想像一下，如果沒有新的能源被發(fā)現或開發(fā)出來，219年后未來人們的生活會是什么樣子呢？

（再問）為了避免那種可怕局面的發(fā)生，現在我們該做什么呢？

（導入）開發(fā)和利用新能源也正是化學家們非常關注的熱點問題。能源是推動社會進步的動力，化學在能源的開發(fā)和利用過程中發(fā)揮著極其重要的作用。今天我們來學習化學與能源開發(fā)。

（板書）第一節(jié)

化學與能源開發(fā)（設問）誰能說一說人們正在開發(fā)和利用的新能源有哪些呢？

（再問）在我們的生活周圍你見過哪些利用新能源的例子？

（展示）以太陽能為能源的太陽能熱水器、風能發(fā)電、生物能制沼氣、以地熱為能源的溫泉等圖片

（講述）這些新能源有很多優(yōu)點，可是在使用上也有很多不便，以風能為例，請同學們想一想，在使用時有什么局限性？

（小結）受氣候影響很大；不能運輸；不能隨身攜帶……

那么，有沒有這樣一種能源，它燃燒得很干凈，生成的產物是水，不會產生煙、酸雨等；與天然氣相似，它能夠通過管道進行控制與運輸；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——氫氣。

二、交流討論，認識清潔高效的氫能源（板書）一、清潔高效的氫能

（提問）與其他能源相比，氫氣用作燃料有哪些優(yōu)點呢？請同學們從以下三個方面進行討論、交流：

（展示）1、制取氫氣的原料；

2、氫氣燃燒的產物；

3、氫氣燃燒時產生的熱量。

（展示）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。煤、石油、天然氣等資源的蘊藏量并不是無限的，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。氫氣燃燒的產物只有水。

根據以上內容并分析教材第95頁“活動天地”中幾種燃料燃燒熱值的比較，歸納總結氫氣作為燃料的優(yōu)點。

（小結并板書）氫氣作為燃料的優(yōu)點：

1、熱值高：一克氫氣燃燒放出的熱量為一克石油的三倍。

2、清潔無污染：氫氣在燃燒過程中，產物只有水，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。

（設問）請同學們想像一下，當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？（過渡）氫氣作為一種能源雖然是最理想的，但是目前卻只有在火箭發(fā)射等少數情況下使用，這又是為什么呢？閱讀書本95頁的“多識一點”

（小結并板書）氫氣作為新能源的缺點

1、

電解水生成1g氫氣消耗的能量大于1g氫氣燃燒放出的能量，消耗電能太多，成本太高；

2、

氫氣易燃易爆，貯存和運輸不方便、不安全。

以上兩點確實極大地制約了氫氣作為能源被廣泛使用的空間。

（提問）那么，我們是否就此放棄氫氣這種新型能源呢？當然不能。那么，我們應當如何解決這個問題呢？

（講述）大家的思路非常好，這也正是當今世界各國科學家們正在努力攻克的難題。現在，科學家們已經提出了“理想的氫能源循環(huán)體系”。

（展示）理想的氫能源循環(huán)體系

（思考）請結合氫氣作為燃料的優(yōu)點和缺點，仔細觀察這副圖，看能從中得到哪些信息呢？

（講述）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)生化學反應轉化為電能；水和氫氣可以循環(huán)使用……

三、小組合作，實驗探究化學電池中的能量轉化（板書）二、應用廣泛的化學電池

（啟下）在燃料電池中氫氣和氧氣發(fā)生了化學反應；通過燃料電池能釋放出能量來……燃料電池是化學電池的一種。一提到電池，大家一定不會感到陌生吧！哪位同學能說一說，你在日常生活中用到或聽說過哪些電池嗎？

（小結）手電筒使用的干電池；手機用鋰電池；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……當今社會雖然有方便的交流電電網，但電池的銷售量卻有增無減，而且不斷涌現出新的品種。那么，電池中的電能是如何產生的呢？

（出示）一只一號干電池（小心地剝開電池，指導學生描述電池的構造，包括碳棒、金屬外皮、黑色粉末固體物質）。

（展示）投影干電池的構造圖（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，鋅皮作負極。

（設疑思考）為什么電池能輸出電能呢？請同學們觀察以下兩組實驗，對比它們的裝置和現象有何不同。同時思考：這二者之間有什么因果關系？由此你能得出什么結論？

（演示）實驗1：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，觀察現象；

實驗2：用導線將“實驗一”中的鋅片和碳棒連接起來，并在導線中間連接一只電流表，再觀察現象。

指導仔細觀察實驗現象完成表格:

實驗1

實驗2

燒杯中現象

化學方程式電流計現象

能量的轉化式

（思考）這兩個實驗的現象有何異同？對比它們的裝置和現象有何不同，分析得出結論。

討論回答

：說明產生了電流。

（小結）“實驗1”中的鋅片上有氣泡冒出，碳棒上沒有任何現象；“實驗2”中的鋅片上無氣泡產生，碳棒上有小氣泡產生。同時觀察到電流表的指針發(fā)生偏轉。

（設問）電流表的指針發(fā)生偏轉說明了什么問題？。（講解）說明導線中產生了電流，“實驗2”的裝置輸出了電能，科學家就是受類似的化學反應的啟發(fā)，研制成了化學電池。這個實驗充分表明了化學反應產生的能量是可以轉化為電能的。

（通過實驗探究培養(yǎng)學生分析、觀察、實驗設計、實驗操作等能力，積極主動與他人進行交流和討論，清楚地表達自己的觀點

）

深度探究，突出難點

（過渡）根據剛才的實驗，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生電流呢？

（溫馨提示）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。

（點撥）有的同學猜測：將用導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？讓我們用實驗來檢驗他的猜測。請同學們利用桌上的實驗器材，用銅片代替碳棒，自己設計并進行操作，看看有什么結果。（學生分組實驗）實驗器材：西紅柿、蘋果等、鋅片、銅片、導線、電流計、小燈泡。

在學生交流前，要求每組派一位“發(fā)言人”，同時按發(fā)言結果將學生分為西紅柿組、蘋果組等。

（實驗步驟）把一塊鋅片和一塊銅片插入一個成熟西紅柿或蘋果中，用導線將鋅片和銅片連接起來，并在導線中間連接一只小燈泡。

（講解）回顧剛才同學們做的實驗，請同學們思考一下：從變化的角度來看，化學電池的內部發(fā)生了什么性質的變化？化學變化。如果從能量的角度來看，化學電池是怎樣的一種裝置？

（小結并板書）化學電池是一種可以輸出電能的裝置。在化學電池中，物質之間發(fā)生了化學變化，同時，物質的化學能轉化為電能釋放了出來。

（微點撥）廢舊電池中含有汞、鉛、鎘等重金屬離子，如果滲漏出來，進入水或土壤，就會通過各種途徑進入人體，危害人體健康，故廢舊電池不能隨意丟棄。四、知能訓練，當堂練習知識點一、節(jié)約能源【典例1】“低碳生活”、“低碳技術”的基本理念是節(jié)能減排。下列做法不符合“低碳”理念的是（)A．焚燒大量秸稈B．焚燒垃圾發(fā)電C．用舊報紙制鉛筆桿D．使用可降解塑料知識點二、新能源【典例2】開發(fā)使用新能源，是解決城市大氣污染問題的根本途徑。下列與新能源有關的說法中，不正確的是（）A．研制、使用氫燃料電池汽車，能真正實現“零排放”，是解決汽車尾氣污染的有效措施B．晶體硅不僅是電子和信息工業(yè)的基礎材料，也是研制太陽能電池的基礎材料C．核能不屬于清潔能源D．風能、水能、地熱能均屬于清潔能源（2016棗莊中考）.關于能源和資源，下列說法不正確的是（）A.化石燃料是可再生能源B.干電池可將化學能轉變成電能C.作為自然資源的空氣是混合物D.可以利用海洋資源制備金屬鎂（2016南寧中考）.氫氣是一種理想的新能源，目前只在火箭發(fā)射等少數情況下使用，其主要原因是（）A.氫氣燃燒的產物對環(huán)境有污染B.制造氫氣耗能大，成本高C.水資源受到污染，原料匱乏D.燃燒熱值低于其他燃料五、課堂總結通過本節(jié)課的學習,你有哪些收獲和想法?你還有哪些疑點?六、布置作業(yè)完成同步學習的相關練習七、板書化學與能源開發(fā)一、高效清潔的氫能熱值高優(yōu)點無污染來源廣易燃、易爆、難液化缺點不安全、不方便耗能大，成本高二、應用廣泛的化學電池化學能轉化為電能內容與學情分析

當今社會人類所使用的能量主要來自于化石燃料的燃燒

；化石燃料燃燒時會放出大量的熱，可以間接的產生電能，同時也會產生二氧化硫、氮氧化合物等造成環(huán)境污染的氣體，這都是學生比較熟悉的。然而，化石燃料的儲量是有限的，人們對能源的需求是不斷增加的，并希望所用的能源來源廣泛、發(fā)熱量大、沒有污染。如何解決這樣一對矛盾呢？這就需要開發(fā)和利用新的能源。那么，什么樣的能源最能滿足人們的需求？化學在新能源的開發(fā)中起著什么樣的作用？物質的化學能是否可以直接轉化為電能？這正是本節(jié)課教學需要解決的問題。因此，本節(jié)教學應定位于使學生認識到化學反應可以為人類提供能量，物質的化學能可以轉化為多種形式的能量，運用化學方法可以解決能源危機。

⑴通過本節(jié)課的學習，學生參與實驗的積極性大(有的同學課后在不同的水果上嘗試。)，課堂效率高，課后調查熱情不減，社會責任感更強。⑵在日常生活中，節(jié)約能源的意識增強了：家庭、教室里不開無人燈;用節(jié)能燈代替普通的燈泡;等。⑶在日常生活中，環(huán)境保護意識的增強了：電池不再亂扔了，選擇了集中回收處理;能夠愛護身邊的一草一木，積極參與植樹造林活動等。⑷激發(fā)了學生學習新知識的積極性，使用能源的過程中存在著許多至今仍未解決的現實問題：怎樣提高能源的利用率?怎樣開發(fā)新能源?怎樣使用氫能源?怎樣更好的利用太陽能?怎樣消除環(huán)境污染等許多問題，極大地激發(fā)了學生學習的積極性。

教材的地位及其作用第十一單元是教材的最后一部分內容，主要介紹化學與社會發(fā)展的關系?；瘜W與能源從維系人類生存發(fā)展所需要的三大支柱之一的能源出發(fā)，主要是要讓學生了解能源的種類以及各種能源的優(yōu)缺點，培養(yǎng)學生養(yǎng)成節(jié)約能源的良好習慣發(fā)從小熱愛科學、積極研發(fā)新能源的信心和動力；通過學習電池和氫能的初步知識為載體，使學生知道電池可以將化學能轉化為低污染、高效率特點的電能；了解氫能的開發(fā)和利用對未來社會新能源的開發(fā)和利用的現實意義及美好前景，從而認識化學為提高能源利用率，開發(fā)新能源做出的重大貢獻，感悟到化學在解決能源危機中的作用。之所以把這部分內容放在教材的最后一個單元，主要是基于學生對前面所學的化學基礎知識已經掌握，對身邊的許多物質的性質、制備方法、用途等已有所了解，對于用化學方法來研究物質的一般步驟也有所了解，所以對學生來說，這部分內容中要求掌握的化學知識并不多，關鍵是通過學習，培養(yǎng)學生熱愛科學，關注身邊的物質，保護好我們生活的環(huán)境的意識，形成可持續(xù)發(fā)展的觀念。使學生認識到化學反應可以為人類提供能量，物質的化學能可以轉化為多種形式的能量，運用化學方法可以解決能源危機。

知能訓練，當堂練習知識點一、節(jié)約能源【典例1】“低碳生活”、“低碳技術”的基本理念是節(jié)能減排。下列做法不符合“低碳”理念的是（)A．焚燒大量秸稈B．焚燒垃圾發(fā)電C．用舊報紙制鉛筆桿D．使用可降解塑料知識點二、新能源【典例2】開發(fā)使用新能源，是解決城市大氣污染問題的根本途徑。下列與新能源有關的說法中，不正確的是（）A．研制、使用氫燃料電池汽車，能真正實現“零排放”，是解決汽車尾氣污染的有效措施B．晶體硅不僅是電子和信息工業(yè)的基礎材料，也是研制太陽能電池的基礎材料C．核能不屬于清潔能源D．風能、水能、地熱能均屬于清潔能源（2016棗莊中考）.關于能源和資源，下列說法不正確的是（）A.化石燃料是可再生能源B.干電池可將化學能轉變成電能C.作為自然資源的空氣是混合物D.可以利用海洋資源制備金屬鎂（2016南寧中考）.氫氣是一種理想的新能源，目前只在火箭發(fā)射等少數情況下使用，其主要原因是（）A.氫氣燃燒的產物對環(huán)境有污染B.制造