第四单元 太阳能 生物质能和氢能的利用优质课教学设计

太阳能、生物能和氢能的利用

学习目标：

1、通过交流与讨论，认识太阳能、生物质能、氢能利用的现状，认识开发、利用高能洁净能源的重要性和迫切性。

2、学生了解太阳能、生物质能、氢能的利用现状，开发利用的广阔前景和尚未改克的一些技术难题，培养学生思考问题的能力。

3、增强学生的环境保护意识和健康意识，培养学生辩证认识事物两面性的哲学观点。

重点：使学生了解太阳能、生物质能、氢能的利用现状、开发利用太阳能的广阔前景和尚未改克的一些技术难题。

难点：太阳能的利用原理。

授课内容：

一、太阳能

（一）太阳能资源特点

191、多：太阳每年向地球辐射的能量约为5 *10KJ，相当于全世界每年能耗的1.3万倍。

2、属于可再生能源，取之不尽，用之不竭。

3、是地球上最根本(基本)的能源，它可以转化成化学能、风能、热能、生物质能等。

4、它是一种高能、清洁能源。

（二）太阳能的利用

1、植物的光合作用-------------大自然利用太阳能

[太阳能转化为化学能] (1)将光能转化为化学能

大家知道在太阳光作用下，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

化学方程式： 光

6CO2 +6H2O C6H12O6 +6O2 叶绿素

(2)化学能转化为热能 催化剂( 酶 ) (C6H10O5)n + n H2O n C6H12O6

C6H12O6(S) + 6O2 (g) 6CO2 (g)+6H2O(l) △Н= -28.4KJ/mol 科学家估计，地球上每年通过光合作用储存的太阳能相当于全球

能源年耗量的10倍。

[过渡] 自然界通过光合作用利用太阳能，那么人类在日常生活中利用太阳能的实例很多，请举事例，并分析他们将太阳能转化为什么能？

2、太阳能的利用方式（P48拓展视野）

①太阳能转化为

热

能。如地膜、大棚、太阳能热水器、反射式太阳灶等

②太阳能转化为电

能。(太阳能发电(光 热 电)) ③太阳能直接转化为

电

能

。(光电直接转化：光电效应)

④太阳能转化为化学能。如：利用太阳辐射能和催化剂使水分解(光解水)制得氢气，

⑤水力发电( 太阳辐射能使地表水分蒸发形成云雨，下雨后江河上游的水位提高形成落差，推动水轮机发电，(太阳辐射能间接利用)

⑥太阳辐射能转化为生物质能 二、生物质能

1、生物质：除化石燃料外的植物、动物和微生物及排泄与代谢物等。

包括植物(其中含有葡萄糖、油、淀粉、纤维素等)及其加工产品和粪肥等

2、生物质能：上述物质中所含(储存)的能量。是人类最早利用的能源；生物质能归根到底来源于太阳能。 3、生物质能的利用方式

(1)直接燃烧-------(燃烧植物)化学能转化成热能

点燃

(C6H10O5)n + 6nO2 6nCO2 + 5nH2O[记住] (2)生物化学转化 1）制沼气

原料：植物桔杆、枝叶、杂草、人畜粪便等

条件：厌氧条件

主要成分：甲烷

还包括CO 少量H2S NH3 PH3 等

用途：气体燃料 优良肥料 2）制乙醇

原料：

淀粉等糖类物质

条件：

催化剂(生物酶) 方程式： 催化剂( 酶 ) (C6H10O5)n + n H2O n C6H12O6[记住] 生物酶

C6H12O6 2CH3CH2OH +2CO2↑[记住]

用途：乙醇可直接作为燃料或和汽油混合后作发动机燃料

3)、热化学转换

过程：使生物质在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可燃性气体。如：在汽化炉内加热固体生物质，同时通入空气或水蒸气或者隔空气高温加热生物质，使之发生复杂的物理化学变化产生可燃性气体。

复杂的化学变化

生物质 可燃性气体

小结：生物质能的优点

A、可再生 B、储量大 C、污染低 三、氢能

1、氢能的三大优点：

1)、热值高：是等质量汽油完全燃烧放出热量的3倍多

2)、来源广：原料是水

、资源不受限制 3)、无污染：产物是水 是最理想的绿色能源 2、氢能产生方式

(1) 以天然气、石油、煤为原料，在高温下与水蒸气反应或利用氧化法制氢气

(2)电解水制氢气。方法简单，无污染，但消耗大量电能，成本高

(3)在光分解催化下在特定装置中利用太阳能分解水

(4)利用蓝澡等低等植物和微生物在阳光作用下释放出氢气

3、氢能利用的途径

(1)氢气燃烧放热：以液氢作为火箭的燃料 (2)用高压氢气、氧气制作氢氧燃料电池 (3)利用氢的热核反应释放的核能-------氢弹 课堂小结：本节课了解太阳能、氢能、生物质能利用的现状、开发利用太阳能的广阔前景。