太阳能、生物质能和氢能的开发和利用　学案

太阳能、生物质能和氢能的开发和利用　学案

‎ ‎ 太阳能、生物质能和氢能的利用 班级_______学号_______姓名______________‎ ‎[学习目标]‎ ‎1、简单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；‎ ‎2、采用查阅资料、收集数据等生动活泼的学习方式，调动学生的学习积极性和主动性。联系生产、生活实际学习太阳能的利用；‎ ‎3、认识开发、利用高能、清洁能源的重要性和紧迫性。‎ ‎ [课前准备]‎ ‎ 目前人类主要使用的能源是什么？‎ ‎ 根据化石燃料的形成和组成特点，在使用过程中有何弊端？‎ ‎ [学海导航]‎ 一、太阳能的利用 ‎1、地球上最基本的能源是______________。‎ ‎ 你知道目前利用太阳能有哪些方法吗？‎ ‎2、_____________是大自然利用太阳能最成功的途径。‎ 具体过程：‎ 能量转化 原 理 ‎_____能转化 为______能xk.Com]‎ 文 字 在太阳光的作用下，植物体内的叶绿素把水和二氧化碳转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素。x+k.Com]‎ 反应式 ‎_____能转化 为______能 文 字 动物体内的淀粉、纤维素在酶的作用下，水解生成葡萄糖，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，同时释放出热量。‎ 反应式 ‎3、太阳能的利用方式 方 式 原 理 生产生活实例 光-_____转换 利用太阳辐射加热物体而获得热能 光-___-___转换 利用太阳辐射热发电 6‎ ‎ ‎ 光-___转换 光-___直接转换 利用光电效应，将太阳能辐射直接转化为电能 光-_____转换 利用太阳辐射和催化剂可以使水分解 光-______转换 光合作用 ‎4、太阳能利用中存在的问题 ‎（1）太阳能吸热板的装置费用昂贵。‎ ‎（2）太阳能的利用受季节和天气阴晴的影响。‎ ‎（3）大部分太阳能都是在夏天期间收集，如何把夏天收集的太阳能储存起来，留待冬天使用，仍然是个有待解决的问题。‎ 一、生物质能的利用 ‎1、含义：生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量。‎ ‎2、范围：生物质能包括：__________________________________________等。‎ ‎3、生物质能的利用方式 利用方式 原 理 直接燃烧 生物 化学 转化 制沼气 制乙醇 热化学转化 ‎4、生活垃圾中的生物质能利用 6‎ ‎ ‎ 三、氢能的开发与利用 ‎1、氢气是理想的“绿色”能源 ‎（1）_________高，（2）原料_________，（3）产物__________。‎ ‎2、氢能产生的途径 途径 原理 特点 目前使用 途径 水煤气法 电解法 未来理想 途径 ‎3、在生活和生产中大量应用氢能源面临的难题__________________________________‎ ‎4、氢能的利用途径H2O H2、O2‎ ‎[学业测试]‎ 一、选择题 ‎1．石油是一种重要能源，人类正面临着石油短缺、油价上涨的困惑，以下能源解决的方法不当的是 （ ）‎ A．用木材作燃料 B．用液氢替代汽油 C．开发风能 D．开发地热能 ‎2．下列有关能量转化的书法正确的是 （ ）‎ A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程 B．化石燃料和植物燃料燃烧放出的热量均来源于太阳能 C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转化为化学能的过程 D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变为热能的过程 6‎ ‎ ‎ ‎3．制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上制高纯度硅常用以下反应：‎ ‎①Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)‎ ‎②SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)‎ 对上述两个反应的下列叙述中，错误的是 （ ）‎ A．两个反应都是置换反应 B．反应②不是置换反应 C．由于反应②放热，则反应①一定吸热 D．两个反应都是氧化还原反应 ‎4．在生活和生产实际中大量应用氢能源。若想利用水制取氢气，下列措施中，可行的是 A．通过电解水的方法制取 B．将水进行高温加热使之分解来制取 C．在光分解催化剂的存在下，在特定的装置中，利用太阳能分解水制取氢气 D．利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下释放出氢气 ‎5．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是 （ ）‎ A．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染 B．实施绿化工程，防治扬尘污染 C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染 D．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量 ‎6．天然气、石油、煤等在地球上的蕴藏量是有限的，则下列说法正确的是 （ ）‎ ‎①可砍伐树木、野草作能源　②可用酒精作能源　③可利用电解水的方法制得氢气作能源　④应开发太阳能、核能等新能源　⑤大量应用风能、水能等可再生能源 A．① B．①⑤ C．②③ D．④⑤‎ 能源可分为一级能源和二级能源，自然界以现存形式提供的能源称为一级能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H=+517.6kJ·mol-1‎ 根据以上叙述回答以下7、8、9三小题 ‎7．下列叙述中正确的是 （ ）‎ A．电能是一级能源 B．水力是二级能源 C．氢气是一级能源 D．天然气是一级能源 ‎8．关于用水制取能源氢气，以下研究方向不可行的是 （ ）‎ A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢气成为二级能源 B．设法将太阳能聚焦，产生高温，使水分解产生氢气 C．寻找高效催化剂，利用太阳能使水分解产生氢气 D．寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气 ‎9．已知CH4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g) △H=-890.3kJ·mol-1，1g氢气和1g甲烷别燃烧后，放出的热量之比约是 （ ）‎ 6‎ ‎ ‎ A．1:3.4 B．1:1.7 C．2.3:1 D．4.6:1‎ ‎10．在同温同压下，下列各组热化学方程式中ΔH1>ΔH2的是 （ ）‎ A．2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)；ΔH1 2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)；ΔH2‎ B．S(g)+O2(g)==2SO2(g)； ΔH1 S(s)+O2(g)==2SO2(g)；ΔH2‎ C．C(s)+ O2(g)==CO(g)；ΔH1 C(s)+O2(g)==CO2(g)；ΔH2‎ D．H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)；ΔH1 H2(g)+ Cl2(g)==HCl(g)；ΔH2‎ 二、填空题 ‎11．2g氢气充分燃烧后约放热286 kJ，而1000g汽油充分燃烧后约放热46000 kJ，氢气被公认是21世纪替代矿物燃料的理想能源。试简述氢气作为理想能源的三个主要优点：‎ ‎（1）_________________________________________________________；‎ ‎（2）_________________________________________________________；‎ ‎（3）_________________________________________________________。‎ ‎12．氢气是未来的最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛 ‎（TiO2）表面作用使海水分解得到氢气的新技术2H2O 2H2↑＋O2↑。制得的氢气可 用于燃料电池。试回答下列问题：‎ ‎（1）分解海水时，实现了从_________能转变为________能，二氧化钛作__________。生成的氢气，用于燃料电池时，实现________能转变为_______能。水分解时，断裂的化学键有____________________________，分解海水的反应属于_________反应（填：放热或吸热）‎ ‎（2）某种氢燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：‎ A极：H2 + O2- == H2O + 2e- ； B极：O2 +4e- ==2O2-‎ 则A极是电池的 极；电子从该极 （填：流入或流出）‎ ‎13．（1）如下图所示，铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中，铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是（填序号） 。‎ ‎（2）如图，烧杯中放清水，将一段铁丝固定在试管内，然后将试管倒置在水中，经 3～4天后，可观察到的现象是 （ ）‎ ‎ A．试管中铁丝生锈，水面上升 B．无现象 ‎ ‎ C．试管中铁丝生锈，水面不上升 D．无法判断 6‎ ‎ ‎ 参考答案：‎ ‎11．（1）热值高 ‎ （2）来源广 ‎ （3）无污染 ‎12．（1）光，化学，催化剂。化学，电能。H—O，吸热。‎ ‎ （2）负极，流出 ‎13．（1）Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ ‎ （2）A 6‎