資源簡介

(共50張PPT)
化學與能源開發
第二節
第十一單元 化學與健康
（魯教版）九年級
下
01
課標解讀
02
學習目標
03
激趣導入
04
探究新知
05
課堂總結
06
分層作業
課標解讀
01
2022 年新課標強調，在“化學與能源開發”這部分，學生應了解能源的分類及常見能源的轉化方式。掌握化學能與其他形式能量相互轉化的原理，認識化學在能源開發中的關鍵作用。能通過實驗探究和案例分析，理解新能源開發的重要性和面臨的挑戰。培養學生的能源意識和創新思維，引導學生關注能源的可持續利用，形成節約能源、保護環境的觀念，鼓勵學生積極參與能源相關的實踐活動和社會討論。
學習目標
02
1.了解常見能源的種類及特點，認識新型能源—氫能開發的重要性。
2.掌握化學化學電池的原理和應用。
3.學會分析能源利用中的化學問題，具備一定的節能意識。
學習目標
激趣導入
03
任務一：引入新課
人類社會的發展離不開能源。目前人類利用最多的能源是煤、石油、天然氣等化石燃料，而化石燃料正面臨著日益枯竭的危機，且化石燃料的使用還會導致碳排放量的增加。開發利用清潔而又高效的新能源，是21世紀人類面臨的重要課題。
激趣導入
03
任務一：引入新課
隨著科學技術的發展，新能源及相關技術的開發應用不斷取得突破，太陽能、核能、風能、水能和潮汐能等新能源不斷走進我們的生活。化學科學在新能源的開發利用中發揮了重要作用。
激趣導入
03
任務一：引入新課
常見的能源
太陽能的利用 水能的利用
激趣導入
03
任務一：引入新課
常見的能源
風能的利用 核能的利用
激趣導入
03
任務一：引入新課
再生能源包括太陽能、水能、風能、生物質能、波浪能、潮汐能、海
洋溫差能、地熱能等。它們在自然界
可以循環再生。是取之不盡，用之不
竭的能源，不需要人力參與便會自
動再生，是相對于會窮盡的非再
生能源的一種能源。
可再生能源
非再生能源，是指在自然界中經過億萬年形成，短期內無法恢復且隨著大規模開發利用，儲量越來越少總有枯竭一天的能源。包括煤、原油、天然氣、油頁巖、核能等。
不可再生能源
模塊一 清潔高效的氫能
探究新知
04
任務二：清潔高效的氫能
【觀察思考】認識氫氣燃料
2022年北京冬季奧運會的火炬“飛揚”是冬奧會重要的形象元素之一，其中一個科技亮點是采用氫氣作為燃料。根據你所知道的有關氫氣的知識，就氫氣用作燃料的優點與同學進行討論、交流：
1. 氫氣燃燒產生的熱量；
2. 氫氣燃燒的產物；
3. 制取氫氣的原料；
4. ……
探究新知
04
任務二：清潔高效的氫能
北京2022年冬奧會火炬
幾種燃料燃燒熱值的比較
探究新知
04
任務二：清潔高效的氫能
交流共享
1. 氫氣燃燒產生的熱量。
氫氣燃燒產生的熱量相當可觀。每摩爾氫氣完全燃燒生成液態水時，約能釋放 285.8 千焦的熱量。這使得氫氣成為一種具有潛力的高能量燃料。與傳統燃料相比，它燃燒產物只有水，清潔環保。然而，要廣泛利用其熱量，還面臨儲存、運輸等難題。但隨著技術進步，未來有望在能源領域發揮重要作用。
探究新知
04
任務二：清潔高效的氫能
交流共享
2. 氫氣燃燒的產物。
氫氣燃燒的產物十分清潔，僅為水。當氫氣與氧氣發生燃燒反應時，其化學方程式為 + O 。這意味著不會產生二氧化碳、硫化物等污染物。生成的水對環境無害，且可再次利用。這種清潔的燃燒產物使氫氣在能源領域備受關注，有望成為未來可持續能源的重要組成部分。
點燃
探究新知
04
任務二：清潔高效的氫能
交流共享
3. 制取氫氣的原料。
制取氫氣的原料多樣。常見的有水電解，將水分解為氫氣和氧氣。此外，還有以天然氣、煤炭等化石燃料為原料，通過重整反應獲取氫氣。工業上也會利用含氫的工業副產品，如焦爐煤氣等。未來，利用生物質等可再生資源制取氫氣也具有廣闊前景。不同原料各有特點，選擇取決于成本、技術和環保等因素。
探究新知
04
任務二：清潔高效的氫能
氫氣的優點
氫氣燃燒的熱值比化石燃料高很多
氫氣可以由水制得， 燃燒后又成水，不污染環境
氫能是未來最理想的能源，具有廣闊的開發前景
探究新知
04
任務二：清潔高效的氫能
用電解水的方法制取氫氣消耗電能太多，成本太高。化學家正在積極研究如何以低廉的成本制取大量的氫氣。其中，尋找合適的光分解催化劑，使水在太陽光的照射下分解產生氫氣，是最理想的制氫方法。
理想的氫能源循環體系
探究新知
04
任務二：清潔高效的氫能
利用太陽能獲得氫氣的優點。
①清潔環保：太陽能是一種清潔能源，使用過程中不會產生污染物，制取的氫氣燃燒后也只生成水，對環境友好。
②可再生：太陽能取之不盡、用之不竭，不會面臨資源枯竭的問題。
③降低成本：相比電解水消耗大量電能，利用太陽能可以減少對傳統能源的依賴，降低制取氫氣的成本。
④可持續發展：有助于推動能源結構的優化和可持續發展，減少對有限化石能源的依賴。
探究新知
04
任務二：清潔高效的氫能
電解水制氫
探究新知
04
任務二：清潔高效的氫能
氫氣的儲存
由于氫氣是一種易燃易爆的氣體，難液化，儲存和運輸既不方便也不安全，如何安全儲存氫氣是氫能開發研究的又一關鍵問題。目前，人們發現某些合金如 Ti-Fe、Ti-Mn、La-Ni 等都具有吸收氫氣的能力，其中 La-Ni 儲氫合金在常溫、0.152 MPa下就可釋放出氫，已用于氫能汽車和燃料電池中氫的儲存。新型儲氫合金材料的研制和應用對氫能開發具有重要的意義。
多識一點
探究新知
04
任務二：無機非金屬材料
2010年上海世博會就已使用氫燃料電池汽車作為觀光車輛。
2016年,我國首條氫能源城市公交車示范線路在廣東佛山開通。
2017年10月，世界首列使用氫燃料電池的有軌電車在河北唐山投人運營。2020年,我國的氫能無人機飛行續航時間刷新世界紀錄。
使用氫燃料電池的有軌電車 氫能無人機
探究新知
04
任務二：無機非金屬材料
氫能源有哪些應用呢？
探究新知
04
任務二：清潔高效的氫能
在工業領域，用于石油精煉、合成氨等化工過程。
能源方面，可作為燃料電池的燃料，為汽車等提供動力，實現零排放。
氫氣用于煉油
豐田全新氫燃料電池車Mirai
探究新知
04
任務二：清潔高效的氫能
航天領域，液氫是火箭的重要燃料。
氫氣還用于冶金，能還原金屬氧化物。
課堂典例
例1、以下關于能源和環境的敘述中不正確的是（ ）
A.氫能是一種最理想的清潔能源
B.煤和石油是不可再生能源，必須綜合利用以提高利用效率
C.酸雨主要是由S、C、N等氣體造成的
D.使用車用乙醇汽油可以減少污染，乙醇汽油是一種混合物
【答案】C【解析】A、氫氣燃燒只生成水，屬于清潔能源，該選項敘述正確;
B、煤和石油均為化石燃料，屬于不可再生能源，必須綜合利用以提高利用效率，該選項敘述正確;C、二氧化硫、二氧化氮等會引起酸雨，但二氧化碳會引起溫室效應，而不是酸雨，該選項敘述不正確;D、使用車用乙醇汽油可以減少污染，且乙醇汽油中含有乙醇和汽油，屬于混合物，該選項敘述正確。故選C。
例2、下列關于氫氣燃燒反應的敘述中，不正確的是( )
A.2g氫氣與16g氧氣反應生成18g水
B.參與該反應的氫氣和氧氣的分子個數比為2:1
該反應說明氫、氧兩種元素只能組成一種物質C.
D.某新能源汽車利用該反應提供動力，該車的尾氣無污染
課堂典例
【答案】C
【解析】A、氫氣與氧氣在點燃的條件下反應生成水，反應的化學方程式為:+
由化學方程式可知，生成的氫氣、氧氣和水的質量比=4:32:36=2:16:18，即2g氫氣與16g氧氣反應能夠生成18g水，A正確;B、由化學方程式可知，參與該反應的氫氣和氧氣的分子個數比為2:1，B正確;C、氫、氧兩種元素不只能組成水，還能夠組成過氧化，C錯誤;D、某新能源汽車利用該反應提供動力，燃燒后的生成物只有水，該車的尾氣無污染，D正確.故選C.
點燃
課堂典例
例3、科學家提出了一種最理想的獲得氫能源的循環體系(如圖)。下列說法不正確的是（ ）
A.氫能源目前沒有被廣泛利用
B.光分解催化劑在化學反應前后質量和性質會改變
C.該氫能源循環體系能實現將太陽能轉化為電能
D.分解的水的質量等于生成的氧氣和氫氣的質量和
課堂典例
【答案】B
【解析】A、由于氫能源儲存困難等，目前還沒有被廣泛應用，故A不符合題意;
B、光分解催化劑在化學反應前后質量和化學性質不會改變，物理性質可能會發生改變，故B符合題意;
C、該氫能源循環體系最終轉化為電能，能實現將太陽能轉化為電能，故C不符合題意;、D、根據質量守恒定律，分解的水的質量等于生成的氧氣和氫氣的質量和，故D不符合題意；
故選B。
模塊二 應用廣泛的化學電池
探究新知
04
任務三：應用廣泛的化學電池
手機中的鋰電池 遙控器中的鋅錳干電池 電動汽車中的蓄電池等
化學電池隨處可見
探究新知
04
任務三：應用廣泛的化學電池
電池的優點
體積小
電容量大
移動方便
日常生活和生產中應用極為廣泛的化學能源
探究新知
04
任務三：應用廣泛的化學電池
你知道電池里的電能是怎樣產生的嗎？
探究新知
04
任務三：應用廣泛的化學電池
【活動探究】化學反應能否產生電能
1. 觀察干電池的剖面圖，查閱相關資料，了解這些物質分別有什么作用？
2. 把一塊鋅片和一根碳棒平行插入盛有稀硫酸的燒杯中，觀察現象。
3. 用導線將上述實驗中的鋅片和碳棒連接起來，并在導線中間連接一個靈敏電流計，觀察現象。與步驟 2 中的現象對比，有何異同？由此你能得出什么結論？
干電池剖面圖
鋅片、碳棒與稀硫
酸的反應
探究新知
04
任務三：應用廣泛的化學電池
交流共享
1. 觀察干電池的剖面圖，查閱相關資料，了解這些物質分別有什么作用？
干電池中的鋅筒通常作為負極，參與電池的電化學反應。石墨棒是正極，能傳導電子。糊狀的氯化銨和二氧化錳等物質構成電解質，促進離子的移動和電荷的傳遞。鋅筒中的鋅在反應中逐漸被消耗，從而產生電能。
探究新知
04
任務三：應用廣泛的化學電池
實驗現象：
在步驟2中，單獨將鋅片和碳棒插入稀硫酸，鋅片表面會產生氣泡，碳棒表面無明顯現象。
在步驟3中，用導線連接鋅片和碳棒，并連接靈敏電流計，會發現電流計指針發生偏轉，同時鋅片表面氣泡產生速度加快，碳棒表面可能也有少量氣泡產生。
與步驟2對比，步驟3產生了電流，說明形成了原電池，化學能轉化為電能。由此可得出結論：當鋅片和碳棒通過導線連接并浸入稀硫酸中時，能形成原電池，發生氧化還原反應產生電能。
探究新知
04
任務三：應用廣泛的化學電池
實驗結論：
上述實驗表明，通過化學反應，不僅能實現物質轉化，還能實現能量轉化。而上述將化學能直接轉化為電能的裝置稱為化學電池。
探究新知
04
任務三：應用廣泛的化學電池
多識一點
自制果蔬電池
把一塊鋅片和一塊銅片平行地插入一個成熟的西紅柿（其汁液呈酸性）中，用導線把鋅片和銅片連接起來，并在導線中間接入音樂賀卡上的小喇叭，聽一聽是否會發出聲音。
西紅柿電池
探究新知
04
1. 化學能通過化學反應可以轉化成熱能、光能和電能等，利用化學反應中的能量轉化，人們可以開發新的能源。
2. 氫能是未來最理想的能源。
3. 化學電池是一種將化學能轉化成電能的裝置。
長話短說
任務三：應用廣泛的化學電池
課堂典例
例4、鋅片、銅片和稀硫酸可構成化學電池，如圖所示，實驗中觀察到銅片表面有氣泡產生，電流表的指針發生偏轉。下列關于實驗的分析不正確的是（ ）
A.實驗前用砂紙打磨鋅片和銅片，目的是除去其表面的氧化膜
B.該裝置將化學能轉化為電能
C.該實驗過程中，溶液由無色變為藍色
D.隨著反應的發生，產生氣泡的速率變慢，可能的原因是稀硫酸濃度變小
課堂典例
【答案】C
【解析】A、實驗前用砂紙打磨鋅片和銅片，因為金屬易與氧氣反應，故目的是除去其表面的氧化膜，故正確;
B、化學電池是將化學能直接轉變為電能的裝置，故正確;
C、銅和稀硫酸不能發生反應，鋅和稀硫酸反應生成硫酸鋅和氫氣，該實驗過程中，溶液始終為無色溶液，故錯誤;
D、隨著反應的發生，硫酸逐漸被消耗，硫酸濃度變小，反應物濃度變小，則產生氣泡的速率變慢，故正確;
故選C。
課堂典例
例5、下列化學電池屬于高效、環境友好電池的是( )
A.鎳鎘電池
B.鋅錳電池
C.氫氧燃料電池
D.鉛蓄電池
【答案】C
【解析】A、鎳鎘電池中含有鎳、鎘重金屬，對環境有污染，故A錯誤;B、鋅錳電池中含有鋅、錳元素，對環境有污染，故B錯誤;C、氫氧燃料電池最終生成水，水對環境無污染，故C正確，D、鉛蓄電池中含有鉛重金屬，對環境有污染，故D錯誤;
故選C。
課堂典例
例6、下列說法不正確的是( )
A.尿素屬于復合肥
B.化學電池是將化學能轉化為電能的裝置
C.用可降解塑料可以解決“白色污染”問題
D.玻璃鋼屬于復合材料
【答案】A
【解析】A、尿素含氮一種營養元素，屬于氮肥，符合題意;
B、化學電池是將化學能轉化為電能的裝置，說法正確，不符合題意;
C、用可降解塑料可以解決“白色污染”，保護環境，不符合題意;
D、玻璃鋼是由玻璃纖維和有機高分子材料復合而成，屬于復合材料，不符合題意.故選A。
課堂總結
05
模塊三 練習與實踐
分層作業
06
1、下列關于化學學科基本觀念的說法中，不正確的是( )
A.微粒觀--熱脹冷縮是因為微粒自身體積大小發生改變
B.守恒觀化學反應前后元素的種類、質量不變
C.能量觀化學電池可以將化學能轉化成電能
D.變化觀-碳酸鈉和氫氧化鈉在一定條件下可相互轉化
【答案】A
【解析】A、熱脹冷縮，是因為微粒間的間隔發生了改變，故選項說法錯誤。
B、由質量守恒定律，化學反應前后元素的種類、質量不變，故選項說法正確。
C、化學電池放電時，可以將化學能轉化成電能，故選項說法正確。
D、碳酸鈉和氫氧化鈉在一定條件下可相互轉化，碳酸鈉與氫氧化鈣反應生成碳酸鈣沉淀和氫氧化鈉，二氧化碳與氫氧化鈉反應生成碳酸鈉和水，故選項說法正確，故選:A。
分層作業
06
【答案】D【解析】A、用乙醇汽油替代部分燃油，用電動車逐步替代燃油車可以節約化石燃料，還能減少污染物的排放，符合該理念，不合題意;B、生活垃圾分類回收，實現垃圾資源化，還能減少污染物的排放，符合該理念，不合題意;C、新型化學電池取代干電池，減少重金屬污染，能減少污染物的排放，符合該理念，不合題意;D、大量使用農藥、化肥會造成水體污染和土壤污染，不符合該理念，符合題意。故選D。
2、2020年春晚《春風十萬里》、《泉》等節目展現了當今美麗的中國風貌，呼吁我們必須踐行"綠水青山就是金山銀山"的理念，下列做法不符合該理念的是( )
A.用乙醇汽油替代部分燃油，用電動車逐步替代燃油車
B.生活垃圾分類回收，實現垃圾資源化
C.新型化學電池取代干電池，減少重金屬污染
D.為提高農作物產量大量使用農藥、化肥
分層作業
3、下列敘述錯誤的是( )
A.圖書、檔案不慎失火，滅火應該用水基型滅火器
B.氫能雖然是理想能源，但制取成本高，貯存困難
C.大力推廣使用脫硫煤，以減少酸雨的形成
D.車用乙醇汽油可在一定程度上減少汽車尾氣的污染
【答案】A
【解析】A、圖書、檔案不慎失火，用水基型滅火器滅火，會破壞圖書、檔案等，所以不應該用水基型滅火器，應使用二氧化碳滅火器，不會留下任何痕跡，不會造成二次損壞，故A說法錯誤:
B、氫氣燃燒產物只有水，對環境無污染，則氫能源是最清潔的能源，但氫氣可通過電解水制取，制取成本高，且氫氣屬于易燃易爆氣體，貯存困難，不能廣泛應用，故B說法正確;
分層作業
C、硫燃燒生成二氧化硫，是導致酸雨的主要氣體，大力推廣使用脫硫煤，以減少酸雨的形成，故C說法正確
D、車用乙醇汽油是乙醇和汽油以一定的比例混合而形成的一種汽車燃料，乙醇的燃燒產物是二氧化碳和水，能一定程度上減少汽車尾氣的污染，故D說法正確;
故選:A。
https://www.21cnjy.com/recruitment/home/fine

展開更多......

收起↑