第四单元 太阳能 生物质能和氢能的利用优质教案设计

必修2专题2：第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用

第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用

课 题

2.4太阳能、生物质能和氢能的利用

主备人

地位

与

作用

米改霞

课型

新授课

课时

1课时

能源是人类生产、生活、科技必不可少的，化石能源不可再生且污染严重，开发新能源成了各国的当务之急。通过本节课的学习既能使学生产生使命感，又可以培养学生研究能源的科学思维，同时也为氢氧燃料电池和专题三的学习的奠定了基础。也是高考命题特别关注的热点之一。

[知识与技能]：

简单了解太阳能、生物质能和氢能的利用的现状了解开发利用太阳能的广阔前景和知道氢教

学

目

标

能的生产和利用中尚未攻克的一些技术难题。

[过程与方法] 1．采用查阅资料、收集数据等生动活泼的学习形式，调动学生的学习积极性和主动性。

2．联系生产、生活实际学习太阳能、生物质能的利用。

[情感态度与价值观]

认识开发、利用高能清洁能源的重要性和紧迫性。通过活动与收集资料，增强节约能源、保护环境，增强责任感。

重、难点

太阳能的特点和利用；氢气的储存和运输

1.

课前预习：安排学生课前阅读相关教材内容，完成“课前自主学习”并讨论。

2.

教学过程（1）导入新课，分析我国目前的能源状况，引出能源开发的必要性。

（2）通过“学习任务1”给学生强调太阳能利用的意义；

教学

设计

（3）通过“学习任务3”让学生知道“贮氢”的原理。）

（4）总结归纳出常见能源的开发利用及应注意的事项，以氢能开发利用为例加强理解。

（5）通过学生独立完成“巩固练习”，教师点评、纠错，理解本节课内容。

（6）回顾本课堂所讲，师生共同归纳总结出【课堂小结】。

方 法

自主学习

小组讨论 合作探究 展示评价和讲解结合

教学过程

【问题引入】：1．化石能源主要是指哪些能源？它有什么特点？

2.我国现在主要使用的能源有哪些？

[创设问题情景]从20世纪末统计的非洲、美洲、欧洲和中东地区已经探明的石油储藏量，估计世界各地区蕴藏的石油可以供各地区使用多少年。从估计结果你想到什么？ [展示图片] [学生讨论] 结论：非洲43年、美洲22.5年、欧洲25.7年、中东100年。 【归纳总结】

一、现有能源结构

1．人类目前使用的主要能源有

、

、

等化石燃料。

2．化石燃料面临的问题：①资源

再生，储量

，不久将来可能被耗尽；

②使用化石燃料引起的

问题越来越严重。

[教师讲解] 化石燃料是不可再生能源。科学家对全球化石燃料何时会被耗尽作了估计，其预测结果是——煤227年，石油40年，天然气61年。

为了解决全球的能源危机和燃烧化石燃料带来的环境污染问题，世界各国都在致力于开发和利用太阳能、生物质能、氢能等洁净高效新能源，而太阳能是最诱人的。 [教师补充讲解]开发、利用太阳能的重大意义：

1．从化石燃料的不可再生和能源危机认识利用太阳能的意义。

2．地球上最根本的能源是太阳能。太阳每年辐射到地球表面的能量约为5*1019KJ，相当于目前全世界能耗的13000倍。

3．太阳能是清洁能源，不污染环境。

4．人类开发和利用太阳能已取得初步而又可喜的成果，改善了人们的生活质量（如太阳能热水器、太阳能电池等）。 [提出问题]迄今为止，自然界中利用太阳能最重要也是最成功的途径是什么？ [学习任务1]学生各述己见，并阅读教材47-48页完成自主学习。

【自主学习】二、太阳能的利用

1. 地球上最基本的能源是

，它以

和

的形式传送至地面，绿色植物经过

吸收太阳能，动物食用植物体内的

、纤维素和

间接利用太阳能。化石燃料储藏的化学能也间接地来源于

。

2. 光合作用

（1）化学方程式为

。

随堂

笔记

（2）能量转化：

能转化为

能。

（3）葡萄糖在动物体内氧化：

能转化为

能。

3. 太阳能的其他转化方式

（1）太阳能热水器：太阳能能转化为

能。（2）太阳能电池：太阳能能转化为

能。

（3）水力风力发电：太阳能间接转化为

能和

能

【小组合作，归纳总结】1.生活中太阳能成功利用的实例：

2.太阳能优点：

缺点：

【学习任务二】阅读课本P49-50回答以下问题（可以讨论）

三、生物质能

1．来源：生物质能是指来源于

及其

所贮存的能量。生物质包括

、水生植物、

、

、动物粪便等。

2. 生物质能的利用方式

（1）

化学方程式：

（2）

①制沼气：原料：

条件：

主要成分：

还包括

用途

②制乙醇：原料：

条件：

用途

化学方程式：

；

③热化学转换：过程：

3、试做例题2及变式跟踪2 【小组合作，归纳总结】1.生物质能成功利用的实例：

2.

生物质能优点：

【各组间交流成果】：

【学习任务三】阅读课本P50-52回答以下问题（可以讨论）

四、氢能的开发与利用

1.氢能的优点：

氢能的缺点：

2．氢气的制备方法

（1）电解法：电解法是目前用的最多的方法。但要消耗大量的

，成本太高，难于普遍使用。

（2）光解法：在

存在下，利用

能分解水制氢气。这种方法是制氢气的主要研究方向，其主要难题是

的选择和制取。

（3）生物法：利用

等低等植物和

在阳光作用下分解水释放氢气。

2．氢气的贮存

氢气难

，液氢存储困难，也不安全。现在科学家发现的

解决了这一科学难题

【小组合作，归纳总结】1.氢能能成功利用的实例：

2.氢能的优点和缺点：

【各组间交流成果】：对于新能源的开发和利用我们需要解决哪些问题？

【巩固练习】：

1.目前世界上最重要的气体矿物燃料是（

）

A. 水煤气

B. 天然气

C. 煤气

D. 石油

2．关于化石燃料的说法正确的是

(

) 激光

TiO2

A. 化石燃料是可再生的，因此地球上的蕴藏量也是无限的

B. 化石燃料在地球上蕴藏量是有限的，但形成化石燃料的速度很快，所以化石燃料是无限的

C. 化石燃料在地球上蕴藏量也是有限的，而且又都是经过亿万年才能形成的非再生能源

D. 化石燃料的形成是非常复杂的，所需时间较长，但化石燃料在地球上的蕴量是无限的

3.绿色能源是指使用后不会对环境造成污染的能源，下列属于绿色能源的是(

) ①太阳能

②风能

③石油

④煤

⑤木材

⑥潮汐能

A．①②⑥

B．②③④

C．①②⑤

D．②⑤⑥

4.下列有关太阳能的说法不正确的是(

) ．A．太阳能以光波形式传送到地面

B．化石燃料蕴藏的能源来自太阳能

C．太阳能是洁净能源，不污染环境D．食用植物体内的淀粉、蛋白质等属直接利用能源

5. 氢气虽然是一种理想的绿色能源，但目前仍处在研究、实验阶段，还未得到广泛应用，其原因可能是(

) A．氢气虽可由水制备获得，但水资源严重匮乏

B．氢气制备耗能巨大，廉价制氢技术尚未成熟

C．氢气贮存、运输等安全技术已经很好地解决了

D．氢气燃烧产物虽无污染，但其放出热量较少

6.氢气是未来的绿色能源，科学家们最新研制出利用太阳能产生激光，再用激光分解水得到H2的新技术，用化学方程式表示为：2H2O==== 2H2↑+ O2↑。下列说法中不正确的是（

）

A．TiO2在反应中作氧化剂

B．水分解不污染环境

C．TiO2在反应中作催化剂

D．该技术将太阳能转化为化学能

7.

自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源；需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二级能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(l)===2H2(g)＋O2(g)(吸收能量)，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．天然气是一级能源

D．焦炉气是一级能源

【课堂小结】

作业: 书面作业：课本P52 第2题

课本P55 第

2题

反思

本节内容学生在初三已经有所接触，生活中也有所涉及，能源有传统能源和新能源，本节课知识难度较小，注重培养孩子的环境意识、资源意识和社会责任。课堂教学适宜教师放

开课堂让学生完成所有问题。教师主要提供大量资料和做好引导即可。

【板书设计】

第四单元

太阳能、生物质能和氢能的利用

一、太阳能的利用

1、

光--热转化

2、

光---电转化

3、

光--化学能转化

4、

光

--生物质能转化

二、生物质能的利用

1、直接燃烧法

2、生物化学转化

（1）制沼气

（2）制乙醇

3、热化学转化

三、氢能的开发与利用

1.优点：

2.缺点：

3.氢气的制备方法：

4.氢能的储存：