第四单元 太阳能 生物质能和氢能的利用优质公开课教案

《生物质能的利用

氢能的开发与利用》

教学设计

嘉兴一中实验学校

张慧华

一、教学准备

在课前老师布置了2个预习题让学生开展研究性学习，为本科学习做知识准备。布置的课题为：1、什么是生物质能？找找我们校园中的生物质能。2、整理这些生物质能，从分类的角度分析如何利用。

将学生分为8个小组，每组设组长2名，分管2-3人，分组预习，参与上课讨论，力争让每一位学生都参与到学习中来，发挥学生学习的主动性。

二、教学过程

教师活动

引入：

目前人类使用的能源主要是化石燃料，但由于其不可再生性和污染性，新能源的开发和利用已迫在眉睫。上一节课我们学习了新的能源——太阳能，除了太阳能之外，还有生物质能和氢能，也是新型，高效，无污染的能源。

课前，我请同学们利用课余时间翻阅资料，预习了两个问题：

1、

什么是生物质能？找找我们校园中的生物质能。

2、

整理这些生物质能，从分类的角度分析研究如何充分利用这些生物质能。

下面我请一组的代表来回答。

学生活动

第一组代表回答什么是生物质能。

第二组代表列举校园中常见的生物质能，其他几组同学补充。

教学目的

通过预习让学生简单了解什么是生物质能，提高学生查阅资料并进行分析归纳的能力。

过渡：

我们发现同学们列举的这些有一部分是生活中的“垃圾”通常是被我们丢弃的，这里怎么又称为能源了呢？如果你是资源开学生在预习基础发者，你觉得应该从哪里着手研究这些“垃圾”，让他们成为一种上思考并分组讨新型的能源呢？

论。

完成第二个预习任务：

整理我们找到的生物质能，从分类的角度入手研究如何充分利用？

整理学生答案：

整体思路：把出现的生物质能归类，根据它们的特性，讨论可能的方案，然后从其优缺点出发，讨论其可行性。

方案1：

优点：

缺点：

方案2：

优点：

缺点：

方案3：

优点：

缺点：

……

在讨论的基础上，由第三组同学代表提出可行性方案，然后其他组同学补充或质疑。

通过教师的引导，让学生找到解决问题的思路是先对这些生物质能进行分类后，再根据其类别制定不同的利用方案，并根据每种方案的优缺点，指定可行方案，在学习过程中提高学生分析问题，解决问题的能力。

补充：

在学生的方案上进行总结补充。

小结：

生物质能的利用方式：

1、直接燃烧；

2、生物化学转化

（1）沼气（联系家中有沼气池的同学，请他简单介绍原理）

(2)制酒精（学生书写淀粉水解和葡萄糖获得酒精的两个方程式②介绍乙醇汽油和生物柴油）

3、热化学转化

特别是热化学转化，引导学生看书，增强阅读能力，介绍秸秆气化炉；并指导学生阅读，介绍生活垃圾的焚烧处理。

总结：生物质能的优点，可再生，储量大，污染低。

过渡：

比起生物质能，初中我们就知道，氢能是最好的洁净、高效的新能源，那么为什么可以这样说呢?（用事实和数据来说话）

复习回顾：

1、

洁净：

已知，1g氢气完全燃烧生成液态水放出的热量为143kJ，请写出氢气燃烧的热化学反应方程式。

2、

2、高效：

3、

热化学方程式及相关计算

已知：天然气的主要成分是甲烷，汽油的主要成分之一是辛烷，它们燃烧的热化学方程式为：

CH4(g)＋2O2(g)＝CO2(g)＋2H2O(l)

ΔH＝－890.3 KJ·mol-1 C8H18(l)＋12.5O2(g)＝8CO2(g)＋9H2O(l)

ΔH＝－5518 KJ·mol-1 比较氢气的热化学方程式，求出相同质量的三者，谁放出的热量最多？

学生代表介绍沼气池；

书写相关化学方程式；

对课本内容做相关记录

通过学生介绍沼气池体激发学生学习的积极性；通过阅读书本补充完整的方案，让学生体会阅读的重要性。

进行热化学方程式的书写及相关计算，并得出氢气是洁净、高效能源的结论。

复习回顾热化学方程式，巩固前期知识点。

展示图片：

1、中国氢能源网-“安塔里斯”DLR H2氢燃料电池飞机

2、未来氢能源汽车

通过目前和未来氢能源利用的展示，学生体会氢能源的重要性及未来发展的前景和必要性。

思考：

氢能源如此之好，为什么我们却没有广泛应用？在氢能源开发和利用的道路上，还存在着那些困难？

阅读：

1、

阅读书本找出氢能源利用过程中的困难? 2、

讨论如何解决这些困难？

小结：

1、

大量应用氢能源存在的困难：

由水制备氢气的能耗；

氢气的储存；

氢气的运输。

学生阅读书本后讨论总结。

培养学生读课本并将课本内容归纳整理的能力。

2、

解决方案:

（1）光催化剂；

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

。制得的氢气可用于燃料电池。试完成下列问题：

（1）分解海水时，实现了从_太阳__能转变为_化学___能，二学生思考，在习氧化钛作_催化剂_。生成的氢气，用于燃料电池时，实现__题中理解光催化化学_能转变为__电_能。水分解时，断裂的化学键有_H-O__，分解制氢气的方分解海水的反应属于_吸热__反应（填“放热”或“吸热”）。

法，同时回顾化（2）某种氢燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两学反应的能量变极上发生的电极反应分别为：

化的相关知识。

A极：H2+O2- =H2O+2e-；B极：O2+4e- =2O2-

则A极是电池的__负_极；电子从该极_流出__（填“流入”或“流出”）。

（2）微生物分解水；

（3）储氢材料；

……

【教师活动】课堂练习：

1．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(

B

) 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

2.下列对能量转换的认识不正确的是(B ) A.动物体内葡萄糖被氧化成二氧化碳是化学能转变成热能的过程

B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳

C.煤燃烧时化学能主要转化为热能

D.白炽灯工作时，化学能全部转化为光能

3.下列过程中的能量转化是，太阳能转化为生物质能的是（

B ）

A.石油燃烧

B.植物的光合作用

C.核电站发电

D.太阳能电池供电

【学生活动】完成

通过习题让学生理解新知识，同时回顾前面所学的内容。

【教学目的】课随堂练习。

堂巩固。