[初中化学]化学与能源教案-人教版

第一节化学与能源知识扫描1.了解几种常见的能源。2.了解几种常见的电池，知道电池能将化学能直接转化为电能。3.知道氢能是一种理想的能源，了解利用氢能的优越性及推广使用氢气能源所面临的困难。教材分析重点、难点与疑点1.重点：认识化学在解决能源危机方面的重大意义。2.难点：推广使用氢能所面临的困难。3.疑点：废弃电池对环境的污染教材解读我们的世界是生机盎然、欣欣向荣的。如果失去了能源，世界将一片漆黑，万物将走向死亡。因此，能源是这个世界不可缺少的资源。人类的学习、工作、生活都需要能量。能量以不同的形式存在于我们的周围。如化学能、热能电能、声能、光能、动能、势能和核能等。我们把那些提供能量的自然资源称为是能源。大自然为人类提供了形式多样、储存量丰富的能源，如化石燃料、太阳能、核能、风能等。目前，化石燃料是生产、生活的主要能源，随着全球能源使用量的增长，化石燃料等不可再生能源将日趋枯竭。这将迫切要求人们开发新能源。化石燃料主要是指煤、石油和天然气。化石燃料的资源非常有限，若按保守的估计，即保持原有的能耗水平，地球上煤的开采只能维持200年，石油和天然气只能维持50年左右。所以，从今后能源的发展趋势看，核能、氢能和太阳能等的发展将越来越受到重视化学电源是一种将化学能直接转化为电能的装置。它通过化学反应，消耗某种化学物质，输出电能。常见的电池大多是化学电源。电池是最常见的化学电源，电池可分为以下几种类型：1.一次性电池一次性电池是一次利用化学反应得到电流、放完电后不能重复使用的电池。其中常见的有锌锰干电池。2.蓄电池蓄电池不仅能使化学能变为电能，还可借助其他电源使反应反向进行。最常见的有铅蓄电池。3.燃料电池燃料电池把能源中燃料燃烧反应的化学能连续和直接转化为电能，而且效率很高，达80%以上。有科学家预言，氢能将成为21世纪的主要能源。氢气完全燃烧放出的热量多（是等质量的甲烷完全燃烧放出的热量的2倍多），原料不受限制，燃烧的产物不会污染环境。所以，氢气被人们称为理想的“绿色能源”。氢能是一种理想的、极有前途的二次能源。氢能有许多优点：氢的原料是水，资源不受限制；燃烧速率快，发热量高；燃烧产物是水，不会污染环境；应用范围广，适应性强。但是，要使氢能成为广泛使用的能源，目前还有一些困难，关键是要解决廉价的制氢技术及安全、方便的贮运和运输方法等问题。目前工业上制取氢的方法主要是水煤气法和电解水法。由于这两种方法都要消耗能量，还是离不开化石燃料，所以不理想。典型例题例1.未来最理想的燃料是（）A.核燃料B.天然气C.氢气D.石蜡点拨该题的出发点是氢能的优点，知道氢气周围燃料的优点，就知道该题的答案了。解答C总结氢气作为燃料，其优点主要有：（1）原料是水，不受限制，（2）发热量高，（3）产物是水，不会对环境造成污染，这一点是最突出的。随堂变式液氢可作为火箭等的高能燃料，这是因为A.氢气无色无味B.液氢燃烧时放热量多C.氢气可以液化D.氢气易制取解答B例2下列能量的转化中，属于化学能转化为电能的是（）A.植物的光合作用B.电灯照明C.水力发电D.氢燃料电池提供电力点拨该题考查了化学电源的知识。化学电源是将化学能直接转化为电能的装置。它通过化学反应，消耗化学物质，输出电能。解答D.总结我国在生产和日常生活中使用的电能，大多是通过燃烧化石燃料燃烧，由化学能转化而来的。燃烧化石燃料存在着浪费自然资源、产生大气污染物和能量转化效率低下等问题。而氢能则从某种程度上解决了化石燃料的上述问题，如它的原料不受限制、产物无污染等。随堂变式下列能源中属于新能源，又不会污染环境的是（）A.水能B石油C.氢能D核能解答C例3乙醇汽油作为汽车能源的环保价值很大，所谓乙醇汽油就是在汽油中加入适宜的乙醇，下列述说错误的是（）.A.汽油可以从石油中提炼出来B乙醇是“绿色能源”C.乙醇汽油是一种化合物D.汽车使用乙醇汽油可以减少有害气体对大气的污染点拨该题实际上是考查了同学们对纯净物、混合物的概念的认识。汽油本身就是一种混合物，在汽油中再加入乙醇，并没有发生化学反应，所以还是混合物。解答C总结纯净物是只有一种物质组成的。化合物是纯净物中的一类。汽油是从石油中提炼出来的物质，它的成分比较复杂，是一种混合物，不是纯净物，当然更谈不上是化合物了。在汽油中加入了乙醇，能使汽油燃烧得更加充分，减少了有害气体对大气的污染。随堂变式我国南海海底有巨大的“可燃冰”带，能源总量估计相当于中国石油总量的一半。“可燃冰”主要成分是一水合甲烷晶体（CH4·H2O）。关于“可燃冰”的下列说法中正确的是（）A.“可燃冰”是混合物B.“可燃冰”中含有液态的水C.“可燃冰”年燃烧，说明水具有可燃性D.“可燃冰”是一种新能源解答D例4根据能源是否能循环再生的角度，能源可分为可再生能源和不可再生能源。可再生能源一般指不会随人类的开发利用而日益减少的能源，下列属于可再生能源的是（）①石油②太阳能③风能④天然气⑤酒精⑥沼气⑦地热能⑧煤油A.①②③⑥B②③④⑤⑥⑦C②③⑥⑦⑧D②③⑤⑥⑦点拨本题涉及了能源的分类知识，由题中所给的信息，结合已有的经验，就能正确的解答此题了。解答D总结能源根据它们能否再生可以分为可再生能源和不可再生能源。可再生能源是指利用以后可以重新获得的能源，它们不会随着人们的利用而日益减少，例如太眼能、风能、酒精、低热、沼气等；而那些使用以后就不会再重生的能源叫做不可再生能源，例如化石燃料等。随堂变式下列关于太阳能利用渠道的是（）①通过大气和水分的升腾循环，再通过风、流水、波浪、海流等以风能和水能等形式释放出来；②被海洋吸收，成为毫洋内能，再以潮汐能等形式释放出来；③通过植物的光合作用把太阳能转化和储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来；④通过转换电能，被人们直接利用，这种方式目前主要通过太阳能电池实现。A.③④B.①②④C.②③④D①②③④解答D例5纽扣电池是一种常用的微型银锌电池，在电池内有氧化银和锌等物质，当电池工作时，主要是锌与氧化银反应生成一种单质和一种氧化物，从而产生电能，根据题中所给信息，回答下列问题：（1）此反应的化学方程式。（2）该变化中锌元素的化合价由价转变为价。点拨本题主要考查纽扣内发生的化学反应方程式以及元素化合价的变化等知识。充分利用题目中所给的信息，就能正确的书写出化学方程式。解答Zn+Ag2O=ZnO+2Ag锌元素的化合价由零价变为正二价总结这是一类信息题，着重考查了化学方程式的书写和元素化合价的变化。解答时要充分利用题中所给的信息，既要考虑生成物的物质类别、化学式的正确书写，又要考虑化合价的变化、化学方程式的正确书写。随堂变式能源可以划分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源，H2是一种高效的而没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O通电2H2↑+O2↑（1）下列述说正确的是A.电能是二级能源B.水力是二级能源C天然气是一级能源D水煤气是一级能源（2）关于制取二级能源氢气，以下研究方向中不正确的是（）A.构成水的氢和氧可以燃烧，因此，可以研究在水不分解的情况下，使其中的氢成为二级能源B.设法使太阳能聚焦，产生高温，使水分解产生氢气C.寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放能量D.寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气解答（1）AC（2）AC例6.（天津市中考题）右图表示通电分解水的简易装置。回答下列问题：(1)与A量筒中的曹极相连接的是电池的——极，B量筒中产生的气体是＿＿＿＿＿＿＿＿．(２)如果用VA和VB分别表示A量筒和B量筒中生成气体的体积，则VA∶ＶＢ约等于＿＿＿＿∶＿＿＿。(3)如果该实验中产生氧气32g，则生成氢气_________g。(4)该实验能证明的结论是：①________________________________________________；②_________________________________________________。点拨本题主要考查了电解水实验并利用电解水证明水的组成，利用电解水产生氢气和氧气，从而证明水是有氢元素和氧元素组成的。解答(1)负氧气(2)2：l(3)4(4)①水是由氢、氧两种元素组成的②在化学反应里，分子可以分成原子，而原子却不能再分总结氢气的制法有多种，电解水只是其中的一种，也是将来应用氢能最有前途的一种方法，通过电解水得到氢气和氧气，可以推断水是由氢元素和氧元素组成的；通过氢气和氧气的体积之比为2：1，可以推断请在水中，氢原子和氧原子个数之比为2：1。随堂变式用天然气和水煤气(主要成分是CO和H2)代替蜂窝煤作燃料可明显改善城市空气质量，工业上用水蒸气通过赤热的炭来制取水煤气。回答下列问题：(1)写出工业上制取水煤气的化学方程式，并注明反应类型反应方程式反应类型(2)空气质量日报中常列出的主要污染物有：①二氧化硫②二氧化氦③一氧化碳④臭氧⑤可吸人颗粒物。用天然气或水煤气代替蜂窝煤后．上述污染物中明显降低的是(填序号)。（3）送入居民家史的天然气、水煤气中常加入一种有臭味的物质（硫醇），其作用是。(4)用天然气、水煤气代替蜂窝煤作燃料，除明显改善空气质量外，还具有的优点是。解答(1)C+H20CO+H2置换反应(2)①②⑤(3)发生泄漏时报警(4)提高燃料的利用效率减少作饭、菜的时间等知识结构几种常见的能源化学电源化学与能源几种常见的电池氢能学法指导1.从生产、生活实际中认识到能源是人类不可缺少的资源，认识到现实生活对能源需求的快速增长，必将出现能源危机的问题；解决能源危机需要依靠化学等科学的发展，并以此来激发学习化学的兴趣。2.明白开发新能源等解决能源危机的几种重要途径，认识到目前形势下，解决危机的主要任务是提高能量转化的效率和节约能源。3.知道太阳能、蜂能、地热能、潮汐能、氢能等新能源，了解利用氢能的优点和存在的困难。4.知道电池是一种将化学能转化为电能的化学电源，了解几种常见的电池。拓展阅读太阳能太阳能是一种取之不尽、用之不竭又无污染的能源。太阳能来自氢聚变成氦的核反应。地球表面接受来自太阳的巨大能量，我们只要能利用它的万分之一，就可满足目前世界上所需的能量。但太阳能受日夜、季节、地理和气候的影响，它的能量密度又低，因此，如何有效地收集太阳能是太阳能利用中极为重要的课题。对太阳能的收集和利用主要有三种方式：光一热转换，光一电转换和光一化学转换。光一热转换通常是用聚光器或集热器将太阳辐射能转换成热能。用于加热工业用或生活用热水、采暖、空调以及农作物干燥和温水养鱼等。但聚光器或集热器的材料有待改进，以提高集热效率。光—电转换是将太阳辐射能直接转换成电能。利用光电效应将太阳能直接转换成电能的装置叫太阳能电池。太阳能电池有多种，根据其构成的半导体材料不同，主要有硅电池、硫化镉电池、砷化镓电池等。太阳能电池的制造工艺较复杂，制造成本高而且受到半导体材料供应的限制，目前太阳能电池主要用于小功率电器。随着太阳能电池制造技术的改进，光—电转换将是利用太阳能较为切实的方式。因为它既可做小型电源使用，又可建成大面积大功率的太阳能电站，特别是在沙漠、高山、海岛等地建设太阳能电站更为合适。它必将为人类大规模地利用太阳能开辟道路。光—化学转换是将太阳辐射能直接转换成化学能。绿色植物的光合作用就是光“化学能”转换过程。到目前为止，它是利用太阳能量主要、最根本的方式。然而，通过绿色植物来实现的光—化学转换目前尚不能完全受人控制。因此，研究各种完全可控的光—化学转换方法也是当前世界上重大折研究课题之一。近年来发现，有些物质可以直接吸收太阳能进行化学反应，产生高能物质，而逆反应又是放热反应。因此，可利用这种作用将光能贮藏到化学物质中去，然后在需要时让它释放出来。目前对太阳能的利用尚处于初始阶段，在近期内只能作为辅助能源使用。但从长远看，太阳能是人类最基本的能源，当利用太阳能的技术有了根本的改变后，太阳能势必又要大规模地代替核动力，从根本上改变人类利用能源的状况。网站点击1.