第四单元 太阳能 生物质能和氢能的利用ppt课件配套教案内容

第4单元

太阳能、生物质能和氢能

教学设计

一、学习目标

1．认识开发、利用高能清洁能源的重要性和紧迫性。

2．简单了解太阳能、生物质能利用的现状，了解开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的一些技术难题。

3．联系生产、生活实际学习太阳能、生物质能和氢能的利用。

4．通过活动与收集资料，增强节约能源、保护环境的意识，增强社会责任感。

二、教学重点及难点

教学重点：太阳能、生物质能和氢能利用的现状、开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的一些技术难题。

教学难点：太阳能、生物质能和氢能利用的原理。

三、设计思路

本单元是专题2“化学反应与能量转化”中的最后一部分内容。在前三单元介绍了化学反应速率和反应限度、化学反应中的能量变化、化学能与电能的相互转化之后，提出了太阳能、生物质能、氢能等新能源的开发问题，向学生展示了开发利用新能源的美好前景。更进一步让学生体会到能源与人类生存和发展的息息相关及能源在社会发展、提高人们生活质量上的重要作用。

通过世界和我国的能源消费结构及其当今中美贸易争端事件，让学生以方面看到我国及人类面临的能源危机；另一方面也看到太阳能、生物质能、氢能等新能源的开发和利用为解决能源危机、环境污染问题、满足人民不断增长的生活需要做出重要的贡献。鼓励青少年关心能源问题，突出新能源的开发利用将强调开发利用新能源要综合应用物理、化学、生物、材料科学等多学科的知识和技术，激发学生的求知欲。让学生感悟研究开发新能源的重要性，为全人类的幸福努力学习。

在教学中可紧密联系生产、生活中的实际问题，从学生已有的知识出发，使学生领悟到开发新能源与自己的日常生活密切相关，进一步认识到学习化学知识的重要性。引导学生利用所学的化学知识，分析太阳能、生物质能、氢能利用的化学原理，设想解决开发利用新能源中尚存问题的方法，提高应用知识的能力。

四、教学过程

[播放视频]

播放新闻联播霸气评论中美贸易战的视频资料。

[创设问题情景]中美贸易战最坏的结果是什么？了解我国在能源方面至少存在着的薄弱环节，

[学生讨论][教师讲解]

对中美贸易战要考虑到最坏的结果，即贸易战引发实体战争。

能源(尤其是石油)是现代战争的“核武器”！两次世界大战其实都与能源有关。“知彼知己，百战不殆。”我国公开的资料显示，我国在能源（主要是石油）方面至少存在着三个方面的薄弱环节：

1、我国对外石油依存度极高；2、我国现阶段难以绕过马六甲海峡的“咽喉”要道。我国进口石油的80%依赖这个通道。美军长期驻守这里；3、我国的战略能源储备远远不足。

因此，我们在应对中美贸易战之时，一定要同时准备好能源储备及其供应。

[展示图片]2001年世界能源消耗比例（课本P.47）；从目前统计的全球煤、石油、天然气储藏量，估计全球三种化石能源可以供人类使用年限（PPT6）；环境污染问题（PPT7）

[创设问题情景]从估计结果你想到什么？

[学生讨论][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240年，天然气50年，石油40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。

[学生讨论、教师补充]开发、利用太阳能的意义（PPT12、13）

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。

[阅读与思考]阅读教材中“太阳能的利用方式”

1．联系物理、化学、生物等已学过的知识理解太阳能利用的原理。

2．联系日常生活中利用太阳能的实例，体会这些实例利用太阳能的方式以及对改善人们生活质量方面所起的作用。

3．在太阳能的开发和利用方面还存在哪些困难和问题。

[归纳与小结]

1．利用太阳能的一般方式

（1）光—热转换：利用太阳辐射能加热物体而获得热能。

[展示图片]（PPT15-17）

（2）光—电转换：

①光—热—电转换

②光—电直接转换

[展示图片]（PPT19-23）

（3）光—化学能转换

（4）光—生物质能能转换

[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？

[交流与讨论][归纳]植物的光合作用——大自然利用太阳能最成功的途径。

（1）太阳能是地球上最基本的能源。

（2）大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用。（PPT25、26）

（3）光能转化为化学能。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。

光

6H2O＋6CO2叶绿素C6H12O6＋6O2

（4）化学能转化为热能。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，又释放出热量。

(C6H10O5)n＋nH2O催化剂nC6H12O6

C6H12O6(s)＋6O2(g)→6H2O(l)＋6CO2(g99)

△H＝－2804 kJ·mol-1

2．太阳能利用中存在的问题（PPT27）

（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的影响。

（3）大部分太阳能都是在夏天收集。如何把夏天收集的太阳能储存起来，留待冬天使用，仍然是一个有待解决的问题。

二．生物质能的利用

[展示图片]各种各样的生物质能（PPT29-31）

6nCO2＋5nH2O [介绍]1．直接燃烧：(C6H10O5)n＋6nO2点燃2．生物化学转换

（1）沼气：

nC6H12O6（PPT36）

（2）乙醇：(C6H10O5)n＋nH2O2C2H5OH＋2CO2↑

C6H12O6发酵酶3．热化学转换

[阅读] 生活垃圾中生物质能的利用

[介绍]

中国最美的垃圾发电厂——三峰环境广西南宁垃圾发电厂

[过渡]有没有洁净、高效、无污染的能源呢？“氢能”被称为21世纪的“绿色能源”。

三．氢能的开发与利用

[讨论与交流]1.氢能的优点：（PPT41）

（1）资源不受限制。

（2）发热值高。

（3）燃烧产物不会污染环境。

2．氢能的产生方式（PPT42）

（1）以天然气、石油、和煤为原料，在高温下与水蒸气反应制得

（2）电解水制得

（3）生物质气化制得

（4）光解水制得

3.氢气的贮存

[阅读]储氢材料(教材P.51) [展示图片]碳纳米管贮氢材料（PPT44）

4.氢能的利用途径

[展示图片]加氢5分钟、续航1200公里

4月13日，由格罗夫氢能汽车公司研发生产的氢能汽车正式在中国智谷（重庆）新能源产业园亮相，标志着“重庆造”的氢能汽车成功下线。（PPT46）

[本课小结]最后送给大家两句话，亲爱的同学们，希望我们的科学家能早日突破新能源开发、利用的技术瓶颈，为我国打赢中美贸易战提供坚实后盾，为我国甚至是全世界的可持续发展提供强大的动力。

同学们，你们是早上八九点钟的太阳，希望寄托在你们身上，我希望你们能在能源这个世界性难题上作出一些成绩。