太阳能、生物质能和氢能的开发和利用　教案

太阳能、生物质能和氢能的开发和利用　教案

‎ ‎ 年级 组别 高一化学 审阅 ‎（备课组长）‎ 审阅 ‎（学科校长）‎ 主备人 使用人 授课时间 课 题 太阳能、生物能和氢能的利用 课 型 新授课 课标 要求 使学生了解太阳能、生物质能、氢能的利用现状，开发利用的广阔前景和尚未改克的一些技术难题。‎ 教 学 目 标 知识与能力 学生了解太阳能、生物质能、氢能的利用现状 过程与方法 培养学生思考问题的能力 情感、态度与价值观 1、 增强学生的环境保护意识和健康意识。‎ 2、 培养学生辩证认识事物两面性的哲学观点。‎ 教学 重点 使学生了解太阳能、生物质能、氢能的利用现状、开发利用太阳能的广阔前景和尚未改克的一些技术难题 教学 难点 太阳能的利用原理 教学 方法 三学一教四步教学法 教学程序设计 教 学 过 程 及 方 法 环节一 明标自学 过程设计 二次备课 使学生了解太阳能利用的现状、开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的一些技术难题 教 环节二 合作释疑 环节三 点拨拓展 ‎（备注：合作释疑和点拨拓展可以按照顺序先后进行，也可以根据教学设计交叉进行设计）‎ 4‎ ‎ ‎ 学 过 程 及 方 法 过程设计 二次备课 一、太阳能资源特点 1、 多：太阳每年向地球辐射的能量约为5 ⅹ1019KJ，相当于全世界每年能耗的1.3万倍。‎ 2、 ‎2、属于可再生能源，取之不尽，用之不竭 ‎3、是地球上最根本(基本)的能源，它可以转化成化学能、风能、热能、生物质能等 ‎4、它是一种高能、清洁能源。‎ 二、太阳能的利用 ‎1、植物的光合作用-------------大自然利用太阳能 ‎[太阳能转化为化学能]‎ ‎(1)将光能转化为化学能 ‎ 大家知道在太阳光作用下，植物体内的叶绿素把水、二氧化碳转 化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素 ‎ ‎ 化学方程式： 光 ‎ 6CO2 +6H2O C6H12O6 +6O2 ‎ ‎ 叶绿素 (2) 化学能转化为热能 ‎ ‎ 催化剂( 酶 )‎ ‎ (C6H10O5)n + n H2O n C6H12O6 ‎ ‎ C6H12O6(S) + 6O2 (g) 6CO2 (g)+6H2O(l) △Н= -28.4KJ/mol 科学家估计，地球上每年通过光合作用储存的太阳能相当于全球 能源年耗量的10倍。‎ ‎[过渡] 自然界通过光合作用利用太阳能，那么人类在日常生活中 利用太阳能的实例很多，请举事例，并分析他们将太阳能转化为 什么能？‎ ‎2、太阳能的利用方式P48拓展视野 ‎①太阳能转化为 热 能。如地膜、大棚、太阳能热水器、反射式太阳灶等 ‎②太阳能转化为 电 能。(太阳能发电(光 热 电)) ‎ ‎③太阳能直接转化为 电 能 。(光电直接转化：光电效应) ‎ ‎④太阳能转化为化学能。如：利用太阳辐射能和催化剂使水分解(光解水)制得氢气，‎ ‎⑤水力发电( 太阳辐射能使地表水分蒸发形成云雨，下雨后江河上游的水位提高形成落差，推动水轮机发电，(太阳辐射能间接利用) ‎ ‎⑥太阳辐射能转化为生物质能 ‎ 二、生物质能 ‎1、生物质：除化石燃料外的植物、动物和微生物及排泄与代谢物等。‎ 包括植物(其中含有葡萄糖、油、淀粉、纤维素等)及其加工产品和粪肥等 ‎2、生物质能：上述物质中所含(储存)的能量。是人类最早利用的能源；生物质能归根到底来源于太阳能。 ‎ ‎3、生物质能的利用方式 4‎ ‎ ‎ ‎(1)直接燃烧-------(燃烧植物)化学能转化成热能 ‎ 点燃 ‎(C6H10O5)n + 6nO2 6nCO2 + 5nH2O[记住]‎ ‎(2)生物化学转化 ‎ ‎1）制沼气 原料：植物桔杆、枝叶、杂草、人畜粪便等 条件：厌氧条件 主要成分：甲烷 还包括CO 少量H2S NH3 PH3 等 用途：气体燃料 优良肥料 ‎ ‎2）制乙醇 原料： 淀粉等糖类物质 条件： 催化剂(生物酶)‎ 方程式： 催化剂( 酶 )‎ ‎ (C6H10O5)n + n H2O n C6H12O6[记住]‎ ‎ ‎ ‎ 生物酶 C6H12O6 2CH3CH2OH +2CO2↑[记住]‎ ‎ 用途：乙醇可直接作为燃料或和汽油混合后作发动机燃料 ‎3)、热化学转换 过程：使生物质在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可燃性气体。如：在汽化炉内加热固体生物质，同时通入空气或水蒸气或者隔空气高温加热生物质，使之发生复杂的物理化学变化产生可燃性气体。‎ ‎ 复杂的化学变化 生物质 可燃性气体 小结：生物质能的优点 ‎ A、可再生 B、储量大 C、污染低 ‎ 三、氢能 ‎1、氢能的三大优点：‎ ‎1)、热值高：是等质量汽油完全燃烧放出热量的3倍多 ‎2)、来源广：原料是水 、资源不受限制 ‎ ‎3)、无污染：产物是水 是最理想的绿色能源 ‎ ‎2、氢能产生方式 ‎(1) 以天然气、石油、煤为原料，在高温下与水蒸气反应或利用氧化法制氢气 ‎(2)电解水制氢气。方法简单，无污染，但消耗大量电能，成本高 ‎(3)在光分解催化下在特定装置中利用太阳能分解水 ‎(4)利用蓝澡等低等植物和微生物在阳光作用下释放出氢气 ‎3、氢能利用的途径 ‎(1)、氢气燃烧放热：以液氢作为火箭的燃料 ‎ ‎(2)、用高压氢气、氧气制作氢氧燃料电池 ‎ ‎(3)、利用氢的热核反应释放的核能-------氢弹 ‎ 教 环节四 当堂检测 二次备课 4‎ ‎ ‎ 学 过 程 及 方 法 ‎1、下列能源中，属于，无污染能源的是 ----------------（ C ）‎ A、煤气 B、核能 C、太阳能 D、石油 ‎2、“绿色化学”要求从根本上减少乃至杜绝污染。下列对农作物收割后留下的茎干的处理方法中，不符合“绿色化学”的是 ----（ A ）‎ A、就地焚烧 B、发酵后作农家肥 C、加工成精饲料 D、制造沼气 ‎3、下列属于直接利用太阳能辐射能的方式是 ------------（ ）‎ ‎①光——热转换 ②光——电转换 ③光——化学能转换 ‎④光——生物能转换 A、①②③ B、①③④‎ C、①②④ D、①②③④‎ ‎4、下列对于城市废弃物中生物质能的利用不合理的是----（ ）‎ A、把废弃物拉到乡下找个地方埋掉 B、对废弃物进行处理后焚烧，利用产生的热能供热和发电 C、把废弃物进行生物化学转化获取甲烷 D、让废弃物在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可燃性气体 ‎5下列叙述正确的是 （ ）‎ A、电能是二级能源 B、水力是二级能源 C、煤、石油、天然气是一级能源 ‎ D、水煤气、干馏煤气是一级能源 课 堂 小 结 使学生了解太阳能、氢能、生物质能利用的现状、开发利用太阳能的广阔前景 课后 作业 P56 8‎ 板 书 设 计 一、 太阳能 二、 生物质能 三、 氢能 课 后 反 思 4‎