第四单元 太阳能 生物质能和氢能的利用课堂实录及点评

第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用

【教学目标】

1.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

2、简单了解生物质能利用现状、开发利用的前景和尚未攻克的一些技术难题

3、认识开发、利用高能清洁能源的重要性和紧迫性

4、简单了解氢能利用的现状、开发利用的前景和尚未攻克的一些技术难题认识开发、利用高能清洁能源的重要性和紧迫性

【教学重点】

1、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、生物质能利用的现状、开发利用的前景和尚未攻克的一些技术难题

3、氢能利用的现状、开发利用的前景和尚未攻克的一些技术难题

【教学难点】

1、太阳能的利用原理；

2、生物质能利用，利用原理；

3、氢能利用，利用原理

【教学过程】

[背景知识]当前人们谈论最多的是氢能和核能，他们被称为人类的终极能源或永久能源。氢能是把氢及其同位素作为原料的能源，氢能的大规模利用与核聚变反应紧密联系。核聚变能是人类至今发现的最大规模的能源。早在1933年科学家就发现了核聚变现象，而工程技术可行性及商业可行性还需要很长时间才能解决，最乐观的估计是在21世纪中下叶，人类有望用上聚变能量。但是，开发氢能电池，将是最近10年有望实现商业化的事。氢能电池作为汽车动力，它不通过排放废气仅排放水，将十分有利于城市空气的净化。

科学家对全球化石燃料何时用会被耗尽作了估计：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污染问题，世界各国都在致力开发和利用新能源，比如，太阳能、生物能、氢能，而在所有的新能源中，最诱人的是太阳能。

阅读课本，思考并讨论化石能源的缺点，太阳能的资源特点

[导入新课] 一、人类目前使用的能源 1．主要能源有：___、_____、________。 2．化石燃料面临的问题 (1)形成时间长，储量有限。 (2)引起的环境污染越来越严重。

二、太阳能的利用

1、太阳能资源的特点

(1)太阳能吸热板费用昂贵；

(2)太阳能的利用受季节和天气的影响；

(3)大部分太阳能都是夏季期间收集，如何把这部分能量储存起来，留待冬季使用，仍然是一个有待解决的问题。 2、太阳能的利用方式

【讨论】：大家知道在日常生活有我们利用太阳能的实例？它们是将太阳能转化为什么能？

实例 光合作用 太阳能热水器 太阳能电池 光解水制氢气 水力发电 化石燃料

三、生物质能的利用 [讲述]我们讨论学习了太阳能的利用，除此以外，还有其他的洁净、高效的新能源吗？

在所有的可录用的能源中，有一种能源可以被描述成是一种古老而年轻的能源，那就是我们将要学习的生物质能。

能量转化方式 _____转化为_______ 光能转化为热能 _____转化为_____ ______转化为______ 太阳能间接转化为机械能和______ 太阳能间接转化为化学能

1.

（1）热化学转换法，获得木炭、焦油和可燃气体等品位高的能源产品，该方

（2）生物化学转换法，主要指生物质在微生物的发酵作用下，生成沼气、酒精等能源产品； （3

（4）把生物质压制成成型燃料（如块型、棒型燃料），以便集中利用和提高热

【设问】：刚才我们学习了生物质能的几种利用方式和它们的优势所在，但是，为什么目前生物质能利用不是很广泛呢？

2、开发利用生物质能的前景

（1）、目前主要停留在 ----------阶段

（2）、目前的技术难题： 四、氢能的开发与利用1、

②所有气体中，氢气的导热性最好，比大多数气体的导热系数高出10倍，因此

③氢是自然界存在最普遍的元素，据估计它构成了宇宙质量的75%，除空气中含有氢气外，它主要以化合物的形式贮存于水中，而水是地球上最广泛的物质。

④除核燃料外氢的发热值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，为142 341 kJ/kg，是汽油发热值的3

⑤氢燃烧性能好、点燃快，与空气混合时有广泛的可燃范围，而且温度高，燃

⑥氢本身无毒，与其他燃料相比氢燃烧时最清洁，而且燃烧生成的水还可继续

⑦氢能利用形式多，既可以通过燃烧产生热能，在热力发动机中产生机械功，

⑧氢可以以气态、液态或固态的金属氢化物出现，能适应贮运及各种应用环境的不同要求。 2、

①廉价的制氢技术。氢是一种二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而且目前制氢效率很低，因此寻求大规模的廉价的制氢技术是各国科学家共同

②安全可靠的贮氢和输氢方法，由于氢不易液化、易着火、爆炸，因此如何妥善解决氢的贮存和运输问题也就成为开发氢能的关键。

3、储氢材料

【阅读课本】，讨论氢的储存有哪些方法。 五、能量的利用和转化 能源问题是涉及人类生活和社会发展的热点，随着社会的发展和人们生活水平的提高，对能源的需求量越来越大，而它对周围的环境也产生越来越大的影响。1．能量之间的转化

2．新能源的开发 (1)调整和优化能源结构，降低燃煤在能源结构中的比率，节约油气资源，加强科技投入，加快开发水电、核电和新能源。 (2)新能源包括太阳能、燃料电池、风能和氢能等。这些新能源的特点是资源丰富，且有些可以再生，为再生性能源，对环境没有污染或污染少。

巩固练习

1.厄尔尼诺现象产生的原因之一是大气中二氧化碳的含量剧增，要想减缓这一现象发生，最理想的燃料是（

A.天然气 2.为减少汽车对城市大气的污染，1998年6月，我国成功地开发出以新燃料作能源的“绿色汽车”，这种汽车可避免有毒的有机铅、苯和苯的同系物以及多环芳烃的排放，保护环境。这种“绿色汽车”的燃料是（

A.甲醇

3.2006年3月5日，温家宝在十届全国人大四次会议上所作的“政府工作报告”中指出：“抓好资源节约，建设环境友好型社会”，这是我国社会及经济长期

你认为下列行为中有悖于这一保证的是（

BB

A.开发太阳能、水能、风能、可燃冰等新能源、减少使用煤、石油等化石燃料

B.

C.

D.实现资源的“3RReduce重复使用（Reuse）、循环再生（Recycle

4.旨在限制发达国家温室气体排放量、抑制全球范围内气候持续变暖的《京都议定书》随着俄罗斯的加入，于2005年2月16日正式生效。我国二氧化碳的排放量居世界第二，为减少二氧化碳这种温室气体的排放，下列措施不切实际的是（

A.大力开发氢能源 B.

C.不使用含碳能源 D.

5.生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能固化为化学能而贮存在生物质内部的能量。一直是人类赖以生存的重要能源，江苏是全国以试验性利用生物质能最多的省份。下列有关说法不正确的是（

A.

B.

C.用油料作

D.

6.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(l)==2H2(g)+O2(g)

ΔH =+517.6 kJ·mol-1

（1）下列叙述中正确的是（

A.电能是二级能源 C.氢气是一级能源 （2）已知CH4（g）+2O2(g)==2H2O(l)+CO2(g)

ΔH =-890.3 kJ·mol-1,1 g氢气和1 g甲烷分别燃烧后，放出热量之比约是（

A.1∶3.4 B.1∶1.7

BD.C.2.3∶

7.我国赢得了2008年第29届夏季奥运会的举办权，为向世界展现中国的新形象，某校学生提出下列建议，你认为不可以采纳的是（

A.

B.

C.大型庆典活动时，用数万只氢气气球腾空而起，以增

D.

8.能源与人类的生活和社会发展密切相关，下列关于能源开发和利用的说法中，你认为说法不正确的是（

A.

B.

C.

D.

9.下列过程中的能量转化，属于太阳能转化为生物质能的是（

A.石油燃烧 C.核电站发电

10.科学家研究出一种从植物中提取氢气的新技术，能把葡萄糖分解成氢气、二氧化碳和甲烷。因为农业和林业的下脚料如稻草、碎木中都含有大量纤维素，科学家用无机催化剂处理植物纤维素里的葡萄糖，这样无疑将降低氢气的成本。

11.

氢、氧的产生与利用途径

D

（1）水电解生成H2，存在的问题是

（2）标准状况下，11.2 L H2燃烧生成液态的水，放出Q kJ的热量，写出该反应的热化学方程式

（3）氢气作为理想的“绿色能源”的主要理由有

（4）氢氧燃料电池是氢能源利用的一个重要方向。氢气在 极上发生 反应，氧气在 极上发生

若电解质溶液为KOH溶液，写出正负极上的电极反应 。

12.

（1）绿色植物对地理环境的形成和发展起着非常重要的作用，最根本的原因是绿色植物能通过光合作用把太阳能转化为化学能，光合作用的总反应式是

（2）运用生物、化学知识从图中分析自然界消耗CO2的三种主要途径。

13.

（1）某无色液体A，在通电的条件下能生成无色气体B和C，B能使带火星的木条复燃，C能在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰且只生成A。则B、C的化学式分别为 、

（2）若已知1 mol气体C燃烧生成液体A时放出285.8 kJ热量，试写出其燃烧的热化学方程式

（3）能源可分为一次能源和二次能源。自然界以现存形式提供的能源称为一次能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。你认为C作为能源应称 次能源

有人认为气体C是一种优质能源，你认为C作为能源最突出的优点： 。

（4）也有人认为气体C作为能源是不现实的，你的意见呢？你如果认为现实，答出现实的理由。如果认为不现实，则答出不现实的理由。