资源简介

9.3 化学与能源
素养目标
化学观念：帮助学生树立能量守恒与转化观念，理解化学能可与热能、电能等相互转化，且遵循能量守恒定律。培养学生微粒观，通过微观阐释化学能转化，让其明白化学反应中原子重组与化学键变化是化学能转化的本质。形成可持续发展观念，使其了解能源有限，不可再生能源面临枯竭，认识到开发利用新能源及提高能源利用效率的重要与紧迫。
科学思维：通过化学能转化为热能、电能的实验探究与实例分析，培养学生观察、分析及归纳能力，使其能从现象中发现、分析问题并得出结论。 引导学生运用类比、对比等方法，比较不同能源及化学能转化方式的特点与优劣，培养逻辑和批判性思维。鼓励学生提问、假设、创新设计，如思考改进化学电池性能与安全性，以培养创新思维。
科学探究与实践：安排学生进行实验，探究化学能转化为热能，如对比不同燃料燃烧的放热量，培养实验设计、操作、观察与记录能力。 组织学生开展化学能转化为电能的活动，如制作水果电池、探究电极材料对电池性能的影响，让学生体验探究，提升科学探究与合作能力。
科学态度与责任：培养学生严谨科学态度，使其在实验学习中严守规程，如实记录，绝不造假。 增强学生社会责任感，让其了解能源问题影响，明确自身在节能与环保中的责任，在生活中养成节能与环保习惯。
教学重难点
教学重点：化学能与电能、热能的转化，能源与环境的关系；
教学难点：化学电池。
教学过程
【情境导入】
随着时代的发展，从自然资源中直接获取的天然物质在数量和性能上都难以满足社会的需要。
提问：人类用过哪些能源 它们各有什么优缺点 其中化学能应该怎么利用呢
合作探究
探究点一 能源
提出问题
在古代，人们主要以柴草为能源，后来随着工业的发展，煤炭逐渐成为主要能源，到了现代，石油、天然气等化石燃料更是占据了重要地位。我们常见的能源都有哪些呢？
讨论交流 阅读教材，结合生活实际，小组讨论。
归纳总结
化石燃料有限且污染环境，世界各国近几十年在开发清洁能源，我国近年在水电、风电、太阳能、生物质发电装机方面居世界第一，非化石能源装机已超煤电装机。
例如：三峡水电站、大亚湾核电站、阳江沙扒海上风电场、哈密光伏发电基地等。
探究点二 化学能的利用
思考讨论
什么是化学能？
（物质发生化学变化时，常常伴随有能量变化，这就是化学能。）
通过化学反应，化学能可以转化成什么形式的能量？
（化学能可以转化为热能、电能、机械能、光能等为人类所利用。）
提出问题
燃料燃烧是我们最常见的利用化学能的方式，比如煤炭燃烧，这个过程中化学能是如何转化的呢
讨论交流 阅读教材，讨论归纳。
归纳总结
化学能转化为热能
物质燃烧会放出大量热，这是将化学能转化为热能的过程，也是目前利用化学能的主要方式。
例如：煤、汽油、柴油、天然气等作为燃料被广泛使用。
2.化学能转化为电能
化学能可以直接转化为电能供人们使用，实现这种直接转化的装置就是化学电池。
化学电池 一次电池：不能重复使用的电池，例如干电池
二次电池：可再充电循环使用的电池，例如蓄电池、锂电池。
燃料电池：化学能直接转化为电能，例如氢燃料电池。
氢氧燃料电池
组成：多孔金属正、负电极和导电液等
工作过程：工作时，氢气和氧气分别通入负极室和正极室，氢气和氧气通过电化学反应生成水，并释放电能
化学反应方程：2H2+O22H2O
应用 氢燃料电池高效、环保，已应用于交通运输、航天航空等领域，其推广可减少化石能源使用，符合绿色、低碳发展理念。
3.化学电池的发展
以电能的方式利用化学能比转化为热能更有效、洁净且对环境影响小，随着新型化学电池的开发和推广，这种利用途径将有更大发展。
4.废旧电池的危害与处理
注意：随意丢弃废旧电池会导致固体废弃物和重金属离子对环境的污染。
思考：你有什么好方法来处理废旧电池吗
（分类回收、寻找专业回收点，避免随意丢弃。）
【板书设计】
9.3 化学与能源
一、能源
1.化石燃料：煤、石油、天然气
2.清洁能源：风能、太阳能、氢能、生物质能
二、化学能的利用
1.化学能转化为热能——燃烧
2.化学能转化为电能——化学电池
作业布置 请完成对应课时作业。
【教学反思】
成功之处 通过实验探究（如水果电池制作、不同燃料放热对比）和案例分析（三峡水电站、氢燃料电池应用），学生能结合宏观现象与微观本质（化学键变化、原子重组）理解能量转化，初步建立了能量守恒与转化的化学观念，同时培养了科学探究能力。
不足之处 本节课通过“实验探究-问题驱动-社会议题分析”的主线，基本实现了核心素养目标，但在微观本质的深度建构和分层教学的实施上仍需改进。未来可进一步融合数字化技术，加强学科与生活的联结，让学生在解决真实问题的过程中深化对化学与能源关系的理解。

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