資源簡介

9.1 能源的綜合利用
教學目標
【知識與能力目標】
（1）知道化石燃料是人類重要的自然資源，了解化學燃料的不可再生性，認識合理開采、節約使用化石燃料的重要性。
（2）了解化石燃料燃燒對環境的影響。
（3）知道電池能將化學能直接轉化成電能。
（4）了解使用化學能電源比燃燒化石燃料具有更多的優點。
（5）認識使用和開發清潔燃料及各種能源的重要性。
【過程與方法目標】
（1）通過對“酸雨危害的模擬實驗”的活動與探究，加深對酸雨危害的認識。
（2）充分利用教材的現有資源（圖片、資料、討論），認識化石燃料的利與弊，以及開發和使用清潔燃料的重要性和迫切性。
（3）了解幾種常見的電池，知道亂扔廢棄電池會污染環境，了解回收、處理廢棄電池的意義。
【情感態度價值觀目標】
（1）樹立科學的物質觀，學會用辯證的觀點看待事物。
（2）積極關注與化學有關的社會問題，形成主動參與社會決策的意識。
（3）樹立珍惜資源、保護環境、愛護地球、積極實踐的科學精神。
教學重難點
【教學重點】
化石燃料的形成與特點。
化石燃料燃燒對環境的影響。
使用和開發清潔燃料及各種能源的重要性。
認識電池的原理。
【教學難點】
“酸雨危害的模擬實驗”的活動與探究
樹立珍惜資源、保護環境、愛護地球的意識。
課前準備
相關圖片
提前配制好“酸雨”
課時安排
1課時
教學過程
提前做些實地調查（環境污染的實例）和資料搜集（新燃料和新能源使用）
一、導課
師生活動 設計意圖
[師]讓學生說說日常生活中常用到的燃料有哪些？ [生]根據日常生活回答：木材、煤、石油、天然氣…… [師]那么煤和木材有什么區別？木材用完了，我們可以再植樹，幾年后就又有了，煤用完了后我們可以再種植嗎？ [生]討論，回答：木材在短時間內是可以再生的，而煤卻不可以再生。 [投影]圖片展示化石燃料形成過程，講解：生活中常用的煤、石油、天然氣，都叫做化石燃料。 [師]請總結它們的形成過程。 [生]古代植物或植物枯萎后被埋于土中經過長期的復雜變化形成煤；古代海洋生物死亡后被層層泥砂掩埋經過長期的復雜變化在不同地層分別形成石油、天然氣。 [師]從形成過程分析它們有什么特點？ [生]它們的形成過程都經歷了非常漫長的年代和復雜的變化。 [師]在生物學習中我們知道了化石的形成，那么聯系化石的形成過程，想一想為什么把這些燃料叫做化石燃料？化石燃料有哪些特點？ [生]因為這些燃料同化石一樣是經歷了漫長的年代、復雜的變化才形成的，所以稱做化石燃料。由于它們形成所需要的時間和變化對于我們來說是無法重演的，所以它們都是不可再生的能源。 在教師的引導下走進新課堂，進入情境。 讓學生了解生活，了解社會，知道燃料的種類。 讓學生了解化石燃料的形成過程和用途。
二、探究化石燃料——煤、石油、天然氣
師生活動 設計意圖
指導閱讀教材相關內容并完成下表 [師]煤是什么物質？由哪些元素構成？煤做燃料時，熱量是如何產生的？ 煤石油組成主要元素其他元素煉制方法主要產品及用途共同點
[師]煤是一種復雜的混合物；主要含有碳元素，還有氫元素和少量的氮，硫，氧等元素；煤主要是利用碳與氧氣反應放出熱量。 [師]煤氣的主要成分是什么？燃燒后產物有哪些？ [生]煤氣的主要成分是氫氣、甲烷、一氧化碳及其其他氣體；燃燒后的產物有水、二氧化碳等。 [師]煤氣泄露后會有什么危險？ [生]煤氣泄露會使人中毒，因為一氧化碳能夠與血液中的血紅蛋白結合，使血紅蛋白與氧的結合能力下降。 [師]石油主要含有哪些元素？石油經過煉制會得到哪些產品？分離這些產品的原理是什么？ [師]石油主要含有碳和氫兩種元素；石油可以分離出汽油、航空煤油、煤油、柴油、潤滑油、石蠟、瀝青、溶劑油等產品；利用各種產品的沸點不同進行分離。 [師]石油可以直接做燃料嗎？石油產品中有哪些是常用燃料？ [生]不可以，石油直接燃燒會給環境造成很大的污染，而且石油中含有多種產品，而每種產品的用途、沸點都不同，直接燃燒會使資源浪費。 [師]使用罐裝液化石油氣在安全方面應注意些什么？ [生]應該注意防止漏氣和劇烈碰撞，還要注意遠離火源 [講述]往往有石油的地方，一般都有一種氣態燃料，天然氣的存在。天然氣主要是由碳和氫組成的氣態化合物，其中最主要是甲烷。下面，同學們進行活動探究，做一做甲烷的燃燒實驗。探究內容如下： [投影] 1．觀察甲烷的顏色，狀態 [生]甲烷無色，氣態。 2．觀察甲烷燃燒時的現象，干燥的燒杯有什么變化？說明了什么？ [生]甲烷燃燒時有淡藍色的火焰；火焰上方的燒杯壁上產生水珠；說明甲烷燃燒時有水生成。 3．澄清石灰石有什么變化？說明了什么？ [生]石灰水變渾濁，說明甲烷燃燒時有二氧化碳生成，總體來說，說明甲烷燃燒生成了水和二氧化碳 4．實驗點燃前，為什么要先檢驗甲烷的純度？ [生]點燃甲烷和氧氣或甲烷和空氣的混合氣體都有可能會發生爆炸，所以要先驗純。 5．你能寫出這個反應的化學方程式嗎？ [引導]2002年的世界杯足球賽在韓國的漢城舉行。就在這舉世矚目的足球賽場下埋著漢城人15年的垃圾。這些曾被人們拋棄的垃圾卻為賽場提供了能源。請結合教材中的“沼氣的制取和利用”想一想這是為什么？ [生]閱讀教材，討論，回答：把秸桿、雜草、人畜糞便等廢物放在密閉的沼氣池中發酵，就會發生甲烷。那么漢城足球場下的垃圾經過發酵也會產生甲烷，而甲烷又可以燃燒，從而提供了能量。 [陳述]雖然我們的生活中有很多燃料，但是目前人類消耗的能量主要還是來自于化石燃料。如果我們繼續這樣大量開采下去，總有一天這些化石燃料會被耗盡。請大家結合教材表7-3，估算一下我國的石油、天然氣在多少年后將被耗盡。 [生]石油大約20年后被耗盡；天然氣大約63年后會被耗盡。 [師]看到這些數字，你們有什么樣的感想？ [生]自由討論：我們現在必須合理利用現有的資源，限量開采，尋找更好的替代燃料。 指導學生開展教材中的探究活動，了解煤和石油的特點 培養學生的閱讀能力、歸納能力、自學能力。 知道石油不可直接做燃料；加強有毒、易燃物的安全知識教育。 讓學生學會怎樣通過對產物的檢驗來分析物質的組成。 培養學生分析圖表的能力，養成節能意識。
師生活動 設計意圖
燃料燃燒對空氣的影響 [教師]展示燃料使用的圖片（工業、農業、生活、交通），介紹燃料的使用給人們生活帶來眾多方便；但是燃料的使用正如一把雙刃劍一樣，在帶給人類方便的同時，也給環境造成了不良的影響。請調查的同學給我們舉一些燃料使用時影響環境的例子。 [學生]溫室效應、厄爾尼諾現象、酸雨等 （展示照片和資料） 創設情景，引起學生注意。
1．煤的燃燒 討論根據煤中含有的元素，分析煤的燃燒可能產生哪些氣體？ [學生]煤中含有碳元素，完全燃燒產生CO2；不完全燃燒產生CO；含有硫元素，燃燒產生SO2；含有氮元素，燃燒產生NO2。其中CO2造成溫室效應，CO為有毒氣體。 [學生]煤燃燒過程中還會產生煙塵。 [教師]在學習CO2時，我們知道CO2會與水反應產生碳酸，請同學們推測SO2會與水反應嗎？產物如何呢？ [學生]應該也可能和水反應產生酸。 [教師]說得不錯，SO2和NO2溶于雨水，會形成酸雨。 [教師]展示酸雨危害圖片 問：50多年前，中國北京故宮太和殿臺階拉桿及其石柱上的浮雕，花紋清晰，現已模糊不清，有些甚至失去造型輪廓。主要原因是什么？ [學生]風吹、酸雨、水漬，使之風化。 [教師]為什么酸雨有如此大的威力，我們可以通過實驗來探究。 [教師]集氣瓶中為SO2和少量水的混合物，兩者混合后生成亞硫酸，用以模擬酸雨。燒杯中液體為水，供大家做對比實驗。 同學們可以先預測可能觀察到的現象。 [學生]預測現象 四人小組合作實驗 [學生]1．學生取出所帶物品進行實驗。 2．分小組觀察現象，討論、交流。 [學生]匯報。 交流實驗的結論：酸雨危害是多方面的，對生態系統、建筑設施都有直接和潛在的危害。 [教師]總結歸納： 酸雨會使存在于土壤、巖石中的金屬元素溶解，流入河川和湖泊，使得魚類大量死亡，并使水生植物及引水灌溉的農作物，累積有毒金屬，將會經過食物鏈進入人體，影響人類的健康。 酸雨會影響農林作物葉部的新陳代謝，同時土壤中的金屬元素因被酸雨溶出，造成礦物質大量流失，植物無法獲得充足的養分，而枯萎死亡。 湖泊酸化后，可能使生態系統改變，甚至湖中生物死亡，生態機能因而無法進行，最后變成死湖。 [教師]根據上述實驗，請同學們考慮應采取怎樣的防止和保護措施。首先分析空氣中的SO2來自于哪里？ [學生]由于煤、石油等化石燃料的燃燒，工廠廢氣的排放 [教師]如何減少SO2的排放？ [學生]原煤脫硫，用低硫燃料，改進燃煤技術，對燃煤排放到大氣中的煙氣脫硫等。 復習原有知識，培養學生分析能力 培養學生遷移能力 培養學生積極參與的意識、實驗探究的能力，并能通過實驗發現問題。 培養學生表達能力 增加學生知識面，引發學生興趣。 培養學生分析問題，解決問題的能力。
三、太陽能
師生活動 設計意圖
[教師]通過上節課的學習，我們清楚地認識到：化石燃料的大量使用已經嚴重威脅著地球，大自然已經給人類發出了嚴重警告，我們每個人都應該做地球的清潔衛士，請同學們想一想有什么辦法可以控制這種局勢的蔓延呢？ [學生討論] [學生]杜絕化石燃料的燃燒。 [教師]請同學們考慮：在現階段，新能源還沒有大量開發，如果我們完全不使用化石燃料，我們的汽車工業、航空航天技術還能夠飛速發展嗎？ [學生]不能。只能盡量減少使用，但不能完全杜絕。 [學生]可以開發新的能源。 [教師]既然同學們提到了開發新的能源，那么，請大家將搜集到的世界各地正在開發或有待開發的新能源的資料和素材展示出來與大家分享。 [學生交流] [教師]小結：目前各國正在開發或有待開發的新能源有：乙醇、氫氣、太陽能、核能、風能、地熱能、潮汐能、水能等。 因此我們今天就來更具體地了解太陽能。 [教師] 下面請大家舉例太陽能在生活中的應用 PPT展示太陽能的應用 <小結> 地球，人類共有的家園。環保，與未來緊密相連的話題。一份責任，一份義務，一份愛心，讓我們共同呵護與擁有。 增強學生社會責任感。 糾正錯誤，肯定成績，增強自信。 培養團隊意識，語言表達能力。 讓學生感受到人類的聰明才智對社會發展的推動作用，激發環保意識與社會責任感。
四、化學電池
教 學 環 節 教 師 調 控 學 生 活 動 設 計 意 圖
創設情境 引入新課 常見的能源的種類 能源的分類 能源的危機 能源危機的解決 能源的轉化 化學能轉化為電能——電池 廢棄電池的處理 小結 展示圖片 提出疑問： 1．目前我們常利用的能源有哪些？ 組織學生看圖9-1 2．除化石燃料外，我們還可以利用哪些能源？ 根據是否可再生、獲取的途徑分類 列舉一些消耗能源多的事實 設疑：如何解決能源危機？ 觀看圖9-2節能標志 在我們的生產和日常生活中常見的，也是古老的一種獲取能量的方法就是燃燒獲取熱能，再將熱能轉化成其他形式的能量，這種獲取能量的方法簡單，但轉化效率低，并產生大氣污染，那么，我們能否尋找到一種轉化率高，并且污染少的能量轉化方式呢？ 做演示實驗 如果廢棄電池處理不好會污染環境，那么應如何處理廢棄電池呢？ 通過這節課的學習，你都有哪些收獲？ 觀看 思考、回答 看書、 交流討論 思考、回答 傾聽、了解 傾聽、思考 結合實際和搜集到資料，討論研究。 討論圖案的含義 思考、討論 觀察現象并描述 根據所搜集的資料交流、討論 學生各抒己見 激發學生的學習興趣，讓學生將化學與生活聯系。 讓學生在復習舊知識的同時學習新內容，教學環節自然、流暢。 培養學生的參與意識，激發學生回答開放性問題的興趣。 讓學生對常見的能源有個系統的認識，便于理解和記憶。 將學習內容擴展到生活實際中，讓學生感到學習化學的樂趣。 讓學生互相學習，培養互幫互助的團結精神，激發了學習的主動性。 發揮學生的想象力，培養學生的觀察能力，并增強了課堂的趣味性。 培養學生全面看問題的能力。 直觀的觀察使學生對所學的內容印象深刻，激發學習熱情，增強學生的觀察能力和語言表述能力。 增強學生的環保意識，增強學生的社會責任感，養成保護環境的良好習慣 培養學生的歸納、總結以及語言表述能力。
五、氫能
教學環節 教師調控 學生活動 設計意圖
引課 一、氫氣的制取 讓學生回憶從含氫化合物中制取氫氣的方法 回憶、書寫方程式、交流 鞏固學生對知識的記憶
二、實驗室制取氫氣 讓學生在所回憶的方法中分析、比較、選取適合在實驗室制取的方法 交流、討論、比較、分析 讓學生表達自己的觀點，鍛煉自己的能力，運用比較的方法作判斷
指導學生討論： （1）如何檢驗氣密性 （2）如何驗純 （3）夾緊導氣管上的夾子時，試管中的硫酸的液面為什么會下降？ 討論 參與討論，激發積極性，活躍思維，鍛煉表達能力
指導學生完成制取氫氣并驗純 與他人合作共同完成氫氣的制取和驗純 培養學生團結協作的能力
三、氫能源 引導學生討論：氫氣的貯存、運輸、使用中應該注意什么問題？ 討論 在互相交流中互相學習
大屏幕展示對氫能源的認識 交流 、分析 通過交流分析培養正確看待化學物質的能力
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