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§2-1 化学与能源

人民教育出版社

选修四

第二章化学反应与能量

乾县第一中学

王希

一、教学目标：

知识与技能

了解火力发电、酸雨的形成以及电池等。

过程与方法

通过对不同类型能源优缺点的讨论、总结，培养学生发现问题的本质以及独立探讨解决问题的方法。

情感、态度与价值观

通过对于不同能源的分析，培养学生学习自然科学的兴趣、理论联系实际及严谨求学的学习态度。

通过对能源的学习，培养学生的环保意识，增强学生的社会责任感和爱国意识。

二、教学重点、难点：

建立化学与能源之间联系

通过已有的科学知识对不同能源的特点进行分析。

三、教学过程：

【导入】

能源、材料与信息一起被称为现代社会发展的三大支柱。人类文明始于用火——热能的使用，现代社会的一切活动都离不开能源，在影响全球经济和生活的各种因素中，能源居于首位。可以说能源是现代物质文明的原动力，与我们每个人息息相关。

作为本章的第一节课，我们先来了解能源，看一看化学和能源又有什么样的关系。

1.

人类利用能源的三个阶段

（1）

柴草时期

以树枝杂草为主要能源；火通过它的光和热推动了人类文明的进步。

【讲述】钻木取火使人类告别了“茹毛饮血”的生活，有了熟食；人类利用火制造出了第一种自然界中不存在的材料-陶器；炼铜、冶铁等化学工艺在烈火中诞生；炼丹家在探索中成就了中国古代四大发明之一：火药）

（2）

化石能源时期

以煤、石油、天然气为主要能源，全球仍处于化石能源时期。

【讲述】18世纪中期煤炭的出现促进了冶金工业的发展和蒸汽机的推广，推动近代产业革命。

（3）

多能源结构（未来将会出现的新时期）

可再生能源和清洁能源是主力军，例如：太阳能、核能、氢能等。

【过渡】既然化石能源从出现至今仍是主要能源，今天就主要了解一下化石能源。

2.

化石能源——通过燃烧将化学能转化为热能。

优点：燃烧放出的能量高；来源广泛；价格低廉。

缺点：严重污染环境；原料是不可再生资源。

【过渡】在冬天我们常常能更直观的接触到化石能源，像家里煤炉中烧的煤炭。但是请大家现在看看我们的教室，随着科技的发展，各种各样的电器不

断进入现代社会，所以，我们接下来了解一下电能，看看它又是怎么来的，与化学有没有什么联系。

3.

火力发电

燃烧

蒸汽

发电机

化学能——热能——机械能——电能

化石燃料

【思考与交流】

通过刚才对化石燃料的学习，以及大家已有的化学知识，请思考，火力发电有哪些优点和缺点？

【学生回答，老师总结】

优点：原料廉价，投资较少。

建厂快，技术成熟。安全性能较高，原料较充分。

缺点：严重污染环境（SO2、Nox、细颗粒等）。所需原料是不可再生的化石燃料。能量经多次转化，能源利用率低

【讲述】每年排放在空气中的CO2约80%来自火力发电，90%的SO2同样来自火力发电。SO2、Nox排放到空气中会形成危害极大的酸雨。为了满足日益增长的居民用电需求，国家建设了很多大型水电站。

4.

水力发电

优点：水力发电污染少、成本低、能量利用率高（先进发电机组效率高达90%）、水力资源可再生。

水利发电所带来的环境影响

一、

地理方面：巨大的水库可能引起地表的活动，甚至诱发地震。

二、

生物方面：大量的野生动植物被淹没死亡，甚至全部灭绝。

三、物理化学性质方面：流入和流出水库的水在颜色和气味等物理化学性质方面发生改变。

【过渡】我们生活中常用的电能来源，除了火力发电外，还有：电池。

5.

电池

将化学能直接转化为电能

优点：能量利用率高、便于携带

缺点：废弃电池严重污染环境（重金属、废酸、废碱），电流小，不能大电流放电。安全性差，有发生爆炸的危险。

【过渡】在未来人们希望以清洁能源和可再生能源为主。

6.

新能源

风能、太阳能、氢能、核能。

特点：



资源丰富，普遍具有可再生特性，可供人类永续利用。



不含碳或含碳量很少，对环境影响小。



间断式供应，波动性大，对持续功能不利。



除水电外，可再生能演的开发利用成本较高。



技术不成熟，有潜在风险。

【思考与交流】

本节课认识了这么多不同类型的能源，也了解了很多有关能源的知识，面对当前的能源危机、环境危机，作为中学生的你，能做些什么？

学生思考并回答。

四、板书设计

第二章

化学反应与能量

一、化学与能源

火力发电：化学能—间接—电能

化石燃料：C、H、O、S、N 电解

2H2O====2 H2

+ O2