资源简介

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基础信息
（一）核心基础信息
项目 内容
课题 鲁教版（2024）初中化学九年级下册11.2化学与能源
课时 1课时（45分钟）
授课年级 九年级
课型 新授课
授课教师
授课时间
（二）课标要求
1.知道化石燃料综合利用和开发新能源的重要意义，理解化学在解决能源危机中的关键作用。
2.了解氢能源等清洁能源的特点、制取原理及储存方法，体会化学技术对新能源开发的推动作用。
3.通过实验探究化学电池的工作原理，认识化学能转化为电能的过程，培养科学探究能力。
4.关注能源与环境的关系，树立绿色化学理念和可持续发展意识，增强社会责任感。
二、教学设计依据
（一）教材分析
本节课选自鲁教版（2024）初中化学九年级下册第十一单元第二节《化学与能源》。教材内容主要分为三大板块：能源的现状与新能源开发、清洁高效的氢能、应用广泛的化学电池。教学逻辑遵循"发现问题——解决问题——实践应用"的脉络：首先从化石能源枯竭和环境污染的现实问题出发，引出开发新能源的必要性；接着以氢能为例，探讨理想清洁能源的制取、储存及应用前景；最后通过化学电池的实验探究，让学生直观感受化学能向电能的转化，并认识废旧电池的环境危害。本节课是化学与社会、环境、能源交叉融合的重要载体，体现了化学学科的实用价值和时代特征，同时为后续学习化学与生活、化学与环境等内容奠定基础。
（二）学情分析
1.知识基础：学生在物理学科中已初步了解能量转化、电路基础等知识，在化学学习中掌握了燃烧、氧化反应等基本概念，对化石燃料有一定认知，但对新能源的化学原理和电池内部反应机制缺乏系统了解。
2.能力特点：九年级学生具备一定的观察、分析和归纳能力，能够进行简单的实验操作，但在将宏观现象与微观原理联系、从定性到定量的思维转换上仍需引导。
3.认知规律：学生对与生活密切相关的话题（如新能源汽车、手机电池）兴趣浓厚，易于从感性认识上升到理性思考，但对抽象的能量转化过程和储氢材料等概念理解存在困难，需要借助直观实验和多媒体辅助教学。
三、教学目标与重难点
（一）教学目标
1.化学观念
知道化石能源的现状及开发新能源的必要性；理解氢能作为清洁能源的优势及面临的问题；认识化学电池是将化学能转化为电能的装置，了解其基本工作原理，建立物质与能量转化的化学观念。
2.科学思维
通过对不同能源特点及能量转化原理的分析，培养逻辑思维和归纳总结能力；基于氢能制取、储存等问题的探讨，提升创新思维和解决实际问题的能力。
3.科学态度与责任
体会化学在能源开发中的重要作用，增强对化学学科的认同感和责任感；关注能源危机和环境保护问题，树立可持续发展的意识，养成正确使用和回收电池的习惯。
（二）教学重难点
教学重点
1.常见新能源的特点与利用，开发新能源的意义。
2.氢能的优势、制取与储存的挑战；化学电池的工作原理及实验探究能量转化。
教学难点
1.新能源（氢能）开发利用的化学原理。
2.理解化学电池中化学反应实现能量转化的微观机制。
四、教学准备
1.多媒体资源：教学PPT课件（含北京冬奥会火炬"飞扬"视频、干电池剖面动画、氢能循环体系示意图等）。
2.实验器材：锌片、碳棒、稀硫酸、烧杯、导线、灵敏电流计、干电池剖面模型。
3.学习资料：随堂练习导学案、课外探究任务单（自制果蔬电池）。
五、教学过程设计
（一）新课导入（5分钟）
1.情境创设：播放北京2022年冬奥会火炬"飞扬"使用氢气作为燃料的视频片段，提问："为什么冬奥火炬选择氢气而不是传统燃料？这背后体现了怎样的能源发展趋势？"引导学生思考能源变革的时代背景。
2.学生活动：观看视频，结合生活经验讨论氢气的特点，初步感知清洁能源的概念。
3.引出课题：带着这些问题，我们今天通过学习《化学与能源》，了解能源现状、氢能开发和化学电池的应用。
（二）新课讲授：能源的现状与新能源开发（10分钟）
1.能源的现状
教师展示化石能源储量数据和碳排放图表，讲解化石燃料面临的枯竭危机和环境污染问题。目前人类利用最多的能源是煤、石油、天然气等化石燃料，化石燃料正面临着日益枯竭的危机，且化石燃料的使用还会导致碳排放量的增加。开发利用清洁而又高效的新能源迫在眉睫。
2.解决能源问题的方法
引导学生讨论解决能源问题的两条路径：（1）提升能源效率：改进工业、交通、建筑和家庭的能源使用方式，采用节能技术和设备，减少能源浪费；（2）积极开发新能源：投资并推广太阳能、风能、水能和生物能源等，减少对化石燃料的依赖。
3.开发新能源
介绍常见的新能源：太阳能、核能、风能、水能和潮汐能等。引导学生思考各种新能源的特点和适用场景。
（三）新课讲授：清洁高效的氢能（12分钟）
1.认识氢气燃料
以北京2022年冬奥会火炬"飞扬"为例，组织学生讨论氢气用作燃料的优点：氢气燃烧产生的热量比化石燃料高很多；氢气燃烧后又生成水，不污染环境；氢气可由水制得，原料来源广泛。同时引导学生思考氢气作为燃料的缺点：氢气的生产过程需要消耗大量的电能，生产成本高；储存和运输困难（氢气是一种易燃易爆的气体，难液化）。
2.理想的氢能源循环体系
讲解化学家正在积极研究如何以低廉的成本制取大量的氢气。其中，寻找合适的光分解催化剂，使水在太阳光的照射下分解产生氢气，是最理想的制氢方法。展示氢能源循环体系示意图，帮助学生理解氢能转化的理想路径。
3.氢气的储存（多识一点）
由于氢气储存和运输既不方便也不安全，如何安全储存氢气是氢能开发研究的又一关键问题。介绍某些合金如Ti-Fe、Ti-Mn、La-Ni等都具有吸收氢气的能力，其中La-Ni储氢合金在常温、0.152MPa下就可释放出氢，已用于氢能汽车和燃料电池中氢的储存。新型储氢合金材料的研制和应用对氢能开发具有重要的意义。
（四）新课讲授：应用广泛的化学电池（13分钟）
1.活动探究11-1：化学反应能否产生电能
教师组织学生进行三步实验探究：
实验步骤（1）：观察干电池的剖面图。观察到有碳棒、锌皮、炭黑等物质。碳棒正极传导电流，锌皮负极产生电子，锌皮逐渐被消耗，MnO2参与电极反应，NH4Cl作为电解质，炭黑可提高电极导电性。
实验步骤（2）：把一块锌片和一根碳棒平行插入盛有稀硫酸的烧杯里。锌片表面有气泡产生，碳棒表面无变化，说明锌与稀硫酸发生反应，碳与稀硫酸不反应。
实验步骤（3）：用导线将上述实验中的锌片和碳棒连接起来，并在导线中间连接一只灵敏电流计。碳棒表面产生气泡，锌片表面无气泡但不断溶解，说明发生了化学反应；灵敏电流计指针偏转，说明化学能转化为电能。
2.化学电池
讲解化学电池的定义：将化学能直接转化为电能的装置。介绍化学电池的优点：体积小、电容量大、移动方便等。举例说明化学电池在日常生活和生产中的应用：手机中的锂电池、遥控器中的锌锰干电池、电动汽车中的蓄电池等。
3.电池对环境的影响
讲解废旧电池的危害主要集中在重金属上，如汞、铅、镉。这些物质泄漏出来进入水或土壤，就会通过各种途径进入人体的食物链，最终带来危害。因此务必要正确使用电池，并妥善回收。
4.课外探究
布置课外探究任务：自制果蔬电池，鼓励学生利用生活中的水果（如柠檬、苹果等）和金属片制作简易电池，进一步体会化学能转化为电能的过程。
（五）课堂小结与随堂练习（5分钟）
1.课堂小结
师生共同梳理本节课核心内容：能源的现状与新能源开发、清洁高效的氢能、应用广泛的化学电池三大板块的知识要点，构建完整的知识框架。
2.随堂练习
学生作答后教师逐题讲解，及时查漏补缺。
六、板书设计
11.2 化学与能源
一、能源现状与新能源
1.化石能源：枯竭、污染
2.解决途径：提效率、开新能源
3.新能源：太阳能、核能、风能、水能、潮汐能
二、清洁高效的氢能
1.优点：热值高、无污染、来源广
2.挑战：制取成本高、储存运输难
3.理想路径：光催化分解水
4.储氢材料：储氢合金（Ti-Fe、Ti-Mn、La-Ni）
三、应用广泛的化学电池
1.原理：化学能→电能
2.优点：体积小、电容量大、移动方便
3.环保：废旧电池需回收
七、教学评价与反思
（一）教学评价
1.过程性评价：通过课堂提问、小组讨论参与度、实验操作规范性、观察记录完整性等维度，评价学生的科学思维和合作探究能力；通过学生对氢能优缺点的辩证分析、对废旧电池回收的态度表达，评价学生的科学态度与责任素养。
2.终结性评价：通过随堂练习，检测学生对新能源分类、氢能特点、化学电池原理等核心知识的掌握程度；通过课外探究任务（自制果蔬电池）的完成情况，评价学生的实践能力和创新思维。
（二）教学反思
1.成功之处：以冬奥会火炬为情境导入，有效激发了学生的学习兴趣；实验探究环节设计层层递进，学生通过亲手操作直观理解了化学能转化为电能的过程，突破了教学难点；将环保教育融入电池教学，实现了知识传授与价值引领的统一。
2.不足之处：在讲解储氢合金和光催化分解水等前沿内容时，部分学生因缺乏相关背景知识而理解困难，课堂节奏略显紧张；实验环节中，个别小组的电流计指针偏转不明显，教师未能及时给予针对性指导。
3.改进措施：课前可布置预习任务，让学生查阅储氢材料和光催化相关资料，降低课堂理解难度；实验前增加预实验环节，确保每组器材状态良好，同时准备备用方案（如演示实验视频）应对突发情况；在讲解前沿科技时，可引入更多生活化类比，帮助学生建立直观认知。
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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