初中化学第1节 能源的综合利用教学设计

这是一份初中化学第1节 能源的综合利用教学设计，文件包含专题一近代中国人民的反侵略斗争同步练习教师版2023-2024部编版历史八年级上册docx、专题一近代中国人民的反侵略斗争同步练习学生版2023-2024部编版历史八年级上册docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共19页， 欢迎下载使用。
第9章 化学与社会发展
第1节 能源的综合利用
【教学目标】
1.知道三大化石燃料:煤、石油、天然气,了解化石燃料的形成过程、组成及其不可再生性。
2.了解煤和石油的综合利用,知道石油炼制的几种主要产品及其用途。
3.了解化石燃料燃烧对环境的影响。
4.通过知识回顾及实验探究,使学生明确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。
5.通过分析氢气用作燃料的优点,使学生认识到氢能是未来最理想的能源。
【教学重点及难点】
重点:
1.三大化石燃料的形成过程、组成及其不可再生性。
2.煤和石油的综合利用。
3.化学电池。
4.氢能源的优点。
难点:
1.化学变化中能量的变化及其应用。
2.燃料充分燃烧的条件和意义。
3.化学能和其他形式的能的相互转化。
【学法指导】自主学习,合作探究
【教学媒体】多媒体
【教具准备】教学设备:计算机投影仪、录像机
实验相关器材及用品:试管、滴管、废旧干电池(1号)、烧杯、电流计、锌片、碳棒、生石灰、镁条、稀盐酸、稀硫酸等。
学生准备:教材、学案等课堂用品。
【授课教案】
续表
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教学流程
教师活动
学生活动
设计意图
创设情境
导入新课
【播放视频】南方网讯 “在经济持续增长的中国,需要巨大的能源供应,缺电、缺煤将意味着什么,谁来供应中国经济的发展,这将是我们面临的又一大严峻挑战。”
【思考】材料说明了什么?如果没有化石能源我们应该怎么办?
观看、聆听、交流讨论。
阅读、讨论。
学生交流讨论,思考回答:节约能源,不浪费能源;开发新能源……
激发学生对能源开发的危机感,体会能源开发的重要性。
通过创设情景来集中学生精力,激发学生的学习兴趣,可以使学生很自然地参与到教学过程中来。
化石燃料
的利用
1.煤、石油
【过渡】目前,人类生活所需要的能量大多来自于燃料的燃烧,那么在生活生产中使用最多的燃料是什么燃料呢?
【介绍】煤、石油、天然气都属于化石燃料,它们都是由古代动植物的遗骸经过长期复杂的变化形成的。
【投影】展示煤、石油、天然气的形成过程。
【阅读】引导学生阅读课本,并归纳总结煤和石油的主要组成及其综合利用方法。
【小结】煤:混合物,主要含有C,此外,还含有少量的H、N、S、O等元素。
(1)煤的综合利用:隔绝空气加热(化学变化),使煤分解成焦炭、煤焦油和焦炉气等。
(2)石油:混合物,主要含有C、H元素,此外,还含有少量的N、S、O等元素。石油的综合利用:加热炼制(物理变化),利用各种成分的沸点不同进行分离。
学生倾听并观看图片,了解煤、石油、天然气的形成过程。
学生阅读、思考讨论并归纳。
煤:工业的粮食
石油:工业的血液
学生倾听、理解、记录。
思考石油的综合利用是物理变化,煤的综合利用是化学变化的原因。
培养学生从图片等资料中获取信息的能力。
培养学生的自主学习能力和归纳总结能力。
培养学生对知识进行归纳整理的能力。
通过播放实验视频,使学生观察到明显的实验现象,让学生真实感知甲烷的可燃性。
教学流程
教师活动
学生活动
设计意图
2.天然气
【过渡】除了煤和石油外,天然气也是一种重要的化石燃料。
【讲解】天然气主要成分:甲烷(CH4)
【投影】播放甲烷燃烧的实验视频,引导学生观察、记录实验现象。
【小结】甲烷是无色气体,具有可燃性,甲烷燃烧时火焰明亮并呈蓝色,可以看到,烧杯内壁上有水滴生成。
【提问】有水滴生成,说明了什么问题呢?
【追问】向烧杯内注入澄清石灰水后,澄清石灰水变浑浊,又说明了什么问题呢?
【讲解】甲烷是由碳和氢组成的化合物,化学式是CH4。它燃烧时生成二氧化碳和水,同时放出大量的热。这个实验说明甲烷中含有碳元素和氢元素。
【小结】CH4+2O2CO2+2H2O
【延伸】煤矿的矿坑里经常有甲烷逸出,由此,同学们想到了什么安全问题呢?
【介绍】在池沼的底部常常含有甲烷,通常也称池沼中的气体为沼气。在我国农村,利用沼气可解决生活燃料问题。
【投影】展示沼气的制取和利用图片。
学生思考、讨论交流后回答。
学生观看实验视频,观察、描述实验现象,填写课本表格。
学生思考、讨论交流,利用已学知识进行分析、回答。
【小结】说明甲烷的成分里一定含有氢元素。
【小结】这说明甲烷燃烧时有二氧化碳生成,也就说明了甲烷的成分里一定含有碳元素。
学生倾听、理解、记录,尝试书写化学方程式。
学生思考、讨论后回答,并互相评价。
【小结】煤矿里必须采取通风设施。
学生观看投影,了解沼气的制取和利用。
培养学生利用已有知识分析问题并解决问题的能力。
培养学生的分析推断能力,训练有关方程式的书写。
培养学生利用所学化学知识解决实际问题的能力。
结合农村生活实际,学以致用。
合理利用
化石燃料
【过渡】目前,人类所消耗的能量大多来自化石燃料,而化石燃料的形成需要经过数百万年,且资源有限。化石燃料已经面临被耗尽的危险,下面我们一起看一组数据,大家估算多少年后我国的石油和天然气将被耗尽?
【提问】同学们认为怎样利用才可以使化石燃料的使用期限得以延长呢?
【提问】在实际生活中我们是怎样来克服这些困难的呢?
【投影】展示蜂窝煤的运用。
【讲解】在人们担心化石燃料将被耗尽时,科学家已经发现了未来新能源——可燃冰。
学生倾听、了解化石燃料的资源现状,并分组进行计算。
对照教材图计算
学生倾听、理解、记录。
【小结】应合理开采,并节约使用。
学生思考、分组讨论后回答,并互相评价。
如果我们能提高煤等燃料的利用率,就相当于延长煤的使用期限。要使燃料燃烧通常考虑两点:一是要有足够的空气;二是要使燃料与空气有足够大的接触面。
学生展望未来。
通过计算化石燃料仅剩的使用年限,使学生增强社会责任感和危机意识。
学生结合生活和生产实际,充分认识合理、节约化石燃料的必要性。
培养学生利用所学化学知识解决实际问题的能力。
拓展学生的知识面。
教学流程
教师活动
学生活动
设计意图
创设情境
引导探究
讨论交流
展示评价
【投影】模式一、【课件展示】展示一幅优美的自然风景图画,并配上优美的音乐。
【讲述】人类一直生活在空气清新,风景如画的美好世界里。可是工业革命以后,人类突然发现,在我们生活的世界里,天不再是那么湛蓝,水不再绿,空气不再清新。思考,造成这种现象的原因是什么?
【总结】煤和石油产品的燃烧会污染空气,今天我们就探究燃料的使用对环境造成的影响。
模式二、视频播出中央电视台2017年“十面霾伏”。
阅读、交流、讨论。
看视频、思考
通过真实的社会情境,激发学生产生学习热情。
加强爱国主义教育
使用燃料对
环境的影响
【过渡】下面同学们仔细阅读课本内容,你能从中学到什么知识?
【投影】展示煤和石油的组成元素资料,引导学生分析分别燃烧后可能产生的污染空气的气体。
【分析】煤和石油都含有碳、硫、氮这三种元素,所以燃烧后会生成CO2(温室效应)、CO(有毒)以及SO2、NO2(造成酸雨)等气体。
【视频】酸雨危害
【讨论】引导学生分组讨论、交流:根据上述探究,试说明酸雨可能对环境造成怎样的破坏,应采取怎样的防止和保护措施?
学生阅读、思考。
学生观看资料,分组讨论分析煤和石油燃烧后产生的污染性气体。
观看、思考,并分组讨论交流。
【小结】酸雨腐蚀建筑、雕像、森林,使水质、土壤酸化
学生思考、讨论交流。汽车尾气中的主要污染物:一氧化碳,未燃烧的碳氢化合物、氮的氧化物、含铅化合物和烟尘等。
学生学会辩证的看待事物的两面性。
培养学生将已学知识运用到现实生活中,从而解决实际问题的能力。
培养学生的观察能力和从相关资料中得出有效信息的能力。
教学流程
教师活动
学生活动
设计意图
探究新知
【过渡】开发和利用新能源也正是化学家们非常关注的热点问题。能源作为推动社会进步的动力,化学在能源的开发和利用过程中发挥着极其重要的作用;谁能说一说人们正在开发和利用的新能源有哪些呢?
【播放媒体】
【提问】在我们的生活周围你见过哪些利用新能源的例子?
【播放多媒体】展示以太阳能为能源的太阳能热水器、太阳能电池、光能手表和以地热为能源的温泉等。
【小结】新能源有很多优点,但也有缺点,以风能为例,其缺点:受气候影响较大;不能运输;不能随身携带等。
交流讨论回答:正在开发和利用的新能源有太阳能、地热能、风能、核能、潮汐能……
观看图片。
讨论回答。
思考回答。
利用图片激发学习的欲望。
积极主动与他人进行交流和讨论,清楚地表达自己的观点,逐步形成良好的学习习惯和学习方法。
化学电池
【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的一种。那么,在日常生活中用到或听说过的电池有哪些呢?
应用广泛的化学电池
【播放多媒体图片】
【提出问题】电池有体积小、电容量大、移动方便等特点,在现代社会的生产和生活中得到广泛应用。电池中的电能是怎样产生的呢?
【展示】一只一号干电池(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。
交流讨论。
观察、讨论。
思考、交流。
仔细观察、描述电池的构造。
让学生了解生活中的化学电池。
通过实验探究培养学生分析、观察、实验设计、实验操作等能力,积极主动与他人进行交流和讨论,清楚地表达自己的观点。
教学流程
教师活动
学生活动
设计意图
化学电池
【讲解】碳棒的成分是石墨,金属外皮的成分是金属锌,黑色粉末固体物质的成分是碳黑、二氧化锰,在黑色粉末和锌皮之间的白色糊状物主要成分是氯化铵。其中,碳棒作正极,锌皮作负极。
【思考】为什么电池能输出电能呢?请同学们观察以下两组实验,对比它们的装置和现象有何不同。同时思考:这二者之间有什么因果关系?由此你能得出什么结论?
【演示实验1】将从电池中取出的碳棒和锌片平行地插入盛有稀硫酸的烧杯里,观察现象。
【演示实验2】化学能转化为电能
实验仪器:烧杯、碳棒、锌片、导线若干、电流表、稀硫酸。
【实验步骤】用导线将碳棒与电流表正极相连,锌片与电流表负极相连,然后碳棒、锌片一起插入盛有稀硫酸的烧杯中。
【思考】这两个实验的现象有何异同?
【小结】“实验1”中的锌片上有气泡冒出,碳棒上没有任何现象;“实验2”中的锌片在不断溶解,碳棒上有小气泡产生。同时观察到电流表的指针发生偏转。
科学家就是受类似的化学反应的启发,研制成了化学电池: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。
仔细观察实验,对比它们的装置和现象有何不同,分析得出结论。
观察讨论,仔细观察实验现象,讨论回答:锌片表面有气泡生成,碳棒无明显现象。
思考回答:“实验2”说明产生了电流。
结合实验现象讨论研究并总结。
实验
现象
电流表的指针发生偏转,锌片表面不断溶解,碳棒表面有气泡产生
化学
方程式
Zn+H2SO4H2↑+ZnSO4
电流表偏
转原因
烧杯中发生了化学变化,在这种条件下,化学变化可以产生电流,将化学能转化为电能
能量转化
的形式
化学能直接转化为电能
培养学生根据实验现象分析问题的能力。
氢能
【过渡】那么,有没有这样一种能源,它燃烧得很干净,生成的产物是水,不会造成环境污染;与天然气相似,它能够通过管道进行控制与运输;制取这种能源的原料在地球上大量存在呢?有。它是人们正在研究开发的理想能源——氢气。
清洁高效的氢能
【提出问题】你对氢能源了解多少? 哪些方法可以制备氢气?与其他能源相比,氢气用作燃料有哪些优点呢?
请同学们从以下三个方面进行讨论、交流:
1.制取氢气的原料。
2.氢气燃烧的产物。
3.氢气燃烧时产生的热量。
学生思考,总结交流:(1)电解水;(2)活泼金属与酸反应。
氢气用作燃料有许多其他燃料所不及的优点。氢气可以用水作原料来制取。燃烧相同质量的氢气和石油,前者放出的热量是后者的3倍。氢气燃烧的产物只有水。
增强学生的能源意识,强化学生关心自然、关心社会的责任感。
教学流程
教师活动
学生活动
设计意图
氢能
【讨论交流】一方面从单位质量燃烧产生的热量来考虑;另一方面从燃烧的产物来考虑。另外氢能不仅清洁高效,还是未来理想的能源。这是因为地球上有充足的水源,为获得氢能提供了充足原料;氢气单位质量发热量高;燃烧的产物只有水,对环境不会造成任何污染,且水可以循环利用。
【提出问题】氢气有如此多的优点,堪称理想能源,为何目前氢气没有广泛使用呢?阅读教材相关内容进行思考。
【追问】那么,我们是否就此放弃氢气这种新型能源呢?如果不能,我们应当如何解决这个问题呢?
【展示】理想的氢能源循环体系。
【思考】请结合氢气作为燃料的优点和缺点,仔细观察这幅图,能从中得到哪些信息呢?
【总结】只要有光催化剂的存在,将水放在太阳光下晒一晒,就能得到氢气和氧气了;在燃料电池中,氢气和氧气发生化学反应转化为电能;水和氢气可以循环使用……
学生总结交流,氢气作为新能源的局限性:1.易燃、易爆。2.难以液化。 3.储存和运输不安全、不方便。
交流讨论。
交流讨论。
交流讨论。
了解利用太阳能制备氢气的原理,并会观察图表。
归纳总结
本课知识重点,
展示思维导图。
强调结构、性质、用途的关系
梳理本课知识脉络
将知识结构化和系统化,形成良好学习习惯
教学流程
教师活动
学生活动
设计意图
板书设计
第9章 化学与社会发展
第1节 能源的综合利用
一、化学反应中的能量变化
二、化石燃料的利用
1.煤和石油:
煤:混合物,主要:C,少量H、N、S、O等元素。
煤的综合利用:隔绝空气加热(化学变化),使煤分解成焦炭、煤焦油和焦炉气等。
石油:混合物,主要:C、H元素,少量N、S、O等元素。
石油的综合利用:加热炼制(物理变化),原理:各种成分的沸点不同。
2.天然气:
主要成分:甲烷(CH4)
3.合理利用和开发化石能源:
未来新能源——可燃冰
4.燃料燃烧对空气的影响
煤的燃烧碳元素CO有毒气体CO2温室效应硫元素→SO2氮元素→NO2酸雨
三、清洁高效的氢能
1.氢能源的三个优点:
原料来源广、热值高、燃烧产物无污染。
2.推广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。
四、应用广泛的化学电池
化学电池:化学能转化为电能