4.1.3绿色清洁氢能源 教学设计 2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1.docx

4.1.3绿色清洁氢能源教学设计2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

科目

授课时间节次

--年—月—日（星期——）第—节

指导教师

授课班级、授课课时

授课题目

（包括教材及章节名称）

4.1.3绿色清洁氢能源教学设计2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1

教学内容

教材章节：2023-2024学年高二上学期化学人教版（2019）选择性必修1第四章第3节“4.1.3绿色清洁氢能源”。

内容列举：

1.氢能源的定义、特点及其在能源体系中的地位。

2.氢气的制备方法，包括电解水制氢、光解水制氢、生物制氢等。

3.氢气的储存与运输方式，如高压气瓶、液氢储罐、金属氢化物等。

4.氢能源的应用领域，如燃料电池、氢燃料电池汽车、氢能发电等。

5.氢能源的发展前景与挑战，包括技术瓶颈、经济成本、环境友好性等。

核心素养目标

1.培养学生运用化学知识解决实际问题的能力，通过探讨氢能源的制备与应用，提升学生的实践创新能力。

2.发展学生的科学思维能力，通过分析氢能源的优缺点，提高学生的批判性思维和科学探究能力。

3.增强学生的社会责任感和环保意识，通过了解氢能源的环境友好性，引导学生关注可持续发展和生态文明建设。

4.培养学生的团队协作能力，通过小组讨论和分享，提高学生合作解决问题的能力。

教学难点与重点

1.教学重点

①氢能源的定义、特点及其在能源体系中的地位，让学生理解氢能源作为一种清洁能源的重要性。

②氢气的制备方法及其原理，包括电解水制氢、光解水制氢、生物制氢等，使学生掌握不同制备方法的优缺点。

③氢气的储存与运输方式，让学生了解氢能源在实际应用中的关键问题。

④氢能源的应用领域，如燃料电池、氢燃料电池汽车等，使学生认识到氢能源的广泛应用。

2.教学难点

①氢气的储存与运输方式，涉及高压气瓶、液氢储罐、金属氢化物等专业知识，需要引导学生深入理解并掌握。

②氢能源的发展前景与挑战，包括技术瓶颈、经济成本、环境友好性等，这些内容较为复杂，需要培养学生分析问题和解决问题的能力。

③氢能源制备方法中的化学反应原理，如电解水制氢中的电化学反应，光解水制氢中的光化学反应，这些原理需要学生具备一定的化学基础知识才能理解。

教学资源准备

1.教材：确保每位学生都有《化学选择性必修1》教材第四章第3节“绿色清洁氢能源”的相关内容。

2.辅助材料：准备氢能源相关的图片、氢能源应用实例的图表、氢气制备与储存的视频资料等。

3.实验器材：如涉及实验，准备电解水制氢的实验装置、相关化学试剂，并确保实验安全措施到位。

4.教室布置：将教室划分为实验操作区和讨论区，确保学生能够安全进行实验和有效讨论。

教学过程

一、导入新课

同学们，大家好！今天我们将要学习的是《化学选择性必修1》第四章第3节“绿色清洁氢能源”。在正式开始之前，我想请大家思考一个问题：在我们的日常生活中，有哪些常见的能源形式？它们各有什么特点？好，同学们已经列举了很多，那么请大家再思考一下，这些能源中有没有哪种能源是既清洁又可再生的呢？今天我们就来探讨一种理想的清洁能源——氢能源。

二、课文主旨内容探究

1.氢能源的定义与特点

首先，请同学们翻到教材第XX页，我们来了解一下氢能源的定义和特点。氢能源是指以氢气为主要成分的能源，它具有以下特点：（板书）

-清洁：氢气燃烧的产物是水，不会产生二氧化碳等有害气体。

-可再生：氢气可以通过多种方法制备，如电解水、光解水等。

-高热值：氢气的热值高于许多传统燃料。

现在，我想请一位同学来概括一下氢能源的特点。

（学生回答后，教师总结并板书）

2.氢气的制备方法

-氢气有哪些制备方法？

-每种制备方法的原理是什么？

-各种制备方法各有什么优缺点？

（学生阅读并回答问题，教师总结）

氢气的制备方法主要包括电解水制氢、光解水制氢、生物制氢等。电解水制氢是通过电流分解水分子，产生氢气和氧气；光解水制氢是利用光能分解水分子；生物制氢是通过微生物的作用产生氢气。每种方法都有其优缺点，例如电解水制氢设备简单，但能耗较高；光解水制氢环保，但效率较低；生物制氢条件温和，但产量有限。

3.氢气的储存与运输

现在，我们来探讨一下氢气的储存与运输。请同学们阅读教材第XX页的相关内容，并回答以下问题：（板书）

-氢气有哪些储存与运输方式？

-每种方式的特点是什么？

-如何选择合适的储存与运输方式？

（学生阅读并回答问题，教师总结）

氢气的储存与运输方式包括高压气瓶、液氢储罐、金属氢化物等。高压气瓶储存氢气需要承受较高的压力，安全性要求高；液氢储罐储存氢气需要低温条件，成本较高；金属氢化物储存氢气密度较小，但需要特殊的储存条件。选择合适的储存与运