第二节 化学能与电能
(第1课时)
三维目标
知识与技能
1. 获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能,学习实验研究的方法,能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。
2.形成原电池的概念,探究构成原电池的条件。
过程与方法
1.经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程,进一步理解探究的意义,学习科学探究的基本方法,提高科学探究的能力。
2.能对自己的探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价、和调控,提高自主学习化学的能力。
情感、态度与价值观
1.发展学习化学的兴趣,乐于探究化学能转化成电能的奥秘,体验科学探究的艰辛和喜悦,感受化学世界的奇妙与和谐。
2.赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献,关注能源问题,逐步形成正确的能源观。
教学重点
原电池的概念与构成的条件。
教学难点
用已经学过的有关知识探究化学能转化成电能的条件和装置。
教具准备
多媒体、烧杯、导线、电流表、铜片、锌片、石墨棒、稀硫酸。
教学过程
[新课导入]
【多媒体动画展示:热电厂生产的过程】
利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。 汽轮机发电又称蒸汽发电,它利用燃料在锅炉中燃烧产生蒸汽,用蒸汽冲动汽轮机,再由汽轮机带动发电机发电。这种发电方式在火力发电中居主要地位,占世界火力发电总装机的95%以上。中国煤炭的主要特点及燃煤发电对环境的影响
中国煤炭资源丰富,是世界上最大的煤炭生产国和消费国,也是世界上少数几个以煤炭为主要一次能源的国家之一。
中国已探明的煤炭保有储量为1万亿吨(1Tt),占一次能源的90%以上。其中烟煤占75%,无烟煤占12%,褐煤占13%。煤炭在一次能源的生产与消费中的比例会长期保持在75%的水平上,而且这一比重在将来的30~50年内不会有大的变化。
中国电力工业已有100多年的历史,近20年得到飞速的发展,到1998年底全国装机容量达到了277GW,年发电量超过了1157.6TWh,预计到2000年装机容量达到290GW。经过近20年的努力,我们解决了电力这个制约国民经济发展的瓶颈的矛盾,电力供需基本平衡,部分地区还出现了供过于求的局面。但是目前我国人均用电水平还很低,人均装机容量仅为0.2KW,用电仅约为1000KW,与发达国家相比还有很大的差距。我们相信随着国家经济结构调整的顺利实施,随着国家经济的发展,我国电力仍然会大力发展。
由于煤炭在一次能源结构中的主导地位,决定了电力生产中以煤电为主的格局。在中国电力工业中,自1990年以来,火电机组装机容量保持在75%左右,水电约为24%,核电约占1%。火电机组的发电量占总发量的80%以上,其中燃煤电站占总发电量的76%,所消耗的煤炭占煤炭总产量的34%。预计发电用煤占煤炭总产量的比例会逐年上升,到2000年中国发电用煤将上升至38%,至2010年煤炭总产量的44%以上将用于发电。
根据成煤条件,中国煤炭的特点是高硫、高灰分且难洗选煤的比重较大,灰分小于15%的煤约占40%,原煤的平均灰分含量为28%左右。硫分小于1%的低硫煤约占56.4%左右,约8.2%的原煤含硫量高于2%,35.4%的原煤含硫量在1~2%;且随着煤矿开采深度的增加,原煤中的含硫量会大幅度增加。
从1980年到1996年,火电机组容量增加3.9倍,而烟尘排放量基本持平,1980年为399万吨,1996年为370万吨。
SO2排放量随装机容量的增长呈上升的趋势。1996年中国工业部门SO2排放量为1946万吨,电力工业SO2的排放量约占35%。
电站锅炉氮氧化物,主要采用低NOx燃烧方式,氮氧化物的排放总量得到一定的控制。
火电厂冲灰水是燃煤电厂中排量最大、污染物超标最严重的废水,1996年原电力部所属火电厂冲灰水排放量达到82689万吨。
火电厂灰渣排放量随着装机容量的增加而大幅增加,传统的处置方式是“以贮为主、贮用结合”,灰场占地的问题日益突出,造成有少量灰渣排入江河,污染水源的现象。电力部门加大了治理的力度,到1995年底原电力部所属火电厂已彻底解决了向江河排灰的问题。
……
[推进新课]
师:请同学们指出火电站中,从开始到结束能量是怎样转化的?
[合作探究]
[板书]一、化学能转化成热能、热能转化成机械能、机械能转化成电能 |