第四单元 太阳能 生物质能和氢能的利用公开课教案（教学设计）

课时17 太阳能、生物质能和氢能的利用

班级_______学号_______姓名______________ [学习目标] 1、简单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、采用查阅资料、收集数据等生动活泼的学习方式，调动学生的学习积极性和主动性。联系生产、生活实际学习太阳能的利用；

3、认识开发、利用高能、清洁能源的重要性和紧迫性。

[课前准备]

目前人类主要使用的能源是什么？

根据化石燃料的形成和组成特点，在使用过程中有何弊端？

[学海导航] 一、太阳能的利用

1、地球上最基本的能源是______________。

你知道目前利用太阳能有哪些方法吗？

2、_____________是大自然利用太阳能最成功的途径。

具体过程：

能量转化

原 理[来源:www.shulihua.net]

在太阳光的作用下，植物体内的叶绿素把水和_____能转化[来源:www.shulihua.net][来源:www.shulihua.netwww.shulihua.net] 为______能[来源:数理化网][来源:www.shulihua.net]文 字[来源:www.shulihua.net]源:www.shulihua.net][来二氧化碳转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素。[来[来

源:www.shulihua.net]源:www.shulihua.net]

反应式

动物体内的淀粉、纤维素在酶的作用下，水解_____能转化

文 字

为______能

化生成二氧化碳和水，同时释放出热量。

1 生成葡萄糖，葡萄糖氧

反应式

3、太阳能的利用方式

方 式

光-_____转换

而获得热能

光-___-___转换

利用太阳辐射热发电

光-___转换

利用光电效应，将太阳能光-___直接转换

辐射直接转化为电能

利用太阳辐射和催化剂光-_____转换

可以使水分解

光-______转换

4、太阳能利用中存在的问题

（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阴晴的影响。

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

一、生物质能的利用

1、含义：生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量。

2、范围：生物质能包括：__________________________________________等。

3、生物质能的利用方式

利用方式

直接燃烧

生物

化学

制

沼气

原 理

光合作用

原 理

利用太阳辐射加热物体

生产生活实例

2

转化

制

乙醇

热化学转化

4、生活垃圾中的生物质能利用

三、氢能的开发与利用

1、氢气是理想的“绿色”能源

（1）_________高，（2）原料_________，（3）产物__________。

2、氢能产生的途径

途径

3、在生活和生产中大量应用氢能源面临的难题__________________________________ 4、氢能的利用途径

[学业测试] 一、选择题

1．石油是一种重要能源，人类正面临着石油短缺、油价上涨的困惑，以下能源解决的方法不当的是

（

）

A．用木材作燃料

B．用液氢替代汽油

C．开发风能

D．开发地热能

3 原理

水煤

特点

目前气法

使用

电解途径

法

未来理想

途径

H2O H2、O2

2．下列有关能量转化的书法正确的是

（

）

A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程

B．化石燃料和植物燃料燃烧放出的热量均来源于太阳能

C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转化为化学能的过程

D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变为热能的过程

3．制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上制高纯度硅常用以下反应：

①Si(s)+3HCl(g)②SiHCl3(g)+H2(g)SiHCl3(g)+H2(g) Si(s)+3HCl(g) 对上述两个反应的下列叙述中，错误的是

（

）

A．两个反应都是置换反应

B．反应②不是置换反应

C．由于反应②放热，则反应①一定吸热

D．两个反应都是氧化还原反应

4．在生活和生产实际中大量应用氢能源。若想利用水制取氢气，下列措施中，可行的是

A．通过电解水的方法制取

B．将水进行高温加热使之分解来制取

C．在光分解催化剂的存在下，在特定的装置中，利用太阳能分解水制取氢气

D．利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下释放出氢气

5．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是

（

）

A．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染

B．实施绿化工程，防治扬尘污染

C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染

D．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量

6．天然气、石油、煤等在地球上的蕴藏量是有限的，则下列说法正确的是

（

）

①可砍伐树木、野草作能源

②可用酒精作能源

③可利用电解水的方法制得氢气作能源

④应开发太阳能、核能等新能源

⑤大量应用风能、水能等可再生能源

A．①

B．①⑤

C．②③

D．④⑤

能源可分为一级能源和二级能源，自然界以现存形式提供的能源称为一级能源；需要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能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H=+517.6kJ·mol-1

根据以上叙述回答以下7、8、9三小题

7．下列叙述中正确的是

（

）

A．电能是一级能源

B．水力是二级能源

C．氢气是一级能源

D．天然气是一级能源

8．关于用水制取能源氢气，以下研究方向不可行的是

（

）

4

A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢气成为二级能源

B．设法将太阳能聚焦，产生高温，使水分解产生氢气

C．寻找高效催化剂，利用太阳能使水分解产生氢气

D．寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气

9．已知CH4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g)

△H=-890.3kJ·mol-1，1g氢气和1g甲烷别燃烧后，放出的热量之比约是

（

）

A．1:3.4

B．1:1.7

C．2.3:1

D．4.6:1 10．在同温同压下，下列各组热化学方程式中ΔH1>ΔH2的是

（

）

A．2H2(g)+O2(g)==2H2O(l)；ΔH1

2H2(g)+O2(g)==2H2O(g)；ΔH2

B．S(g)+O2(g)==2SO2(g)；

ΔH1

S(s)+O2(g)==2SO2(g)；ΔH2

C．C(s)+ 1O2(g)==CO(g)；ΔH1

C(s)+O2(g)==CO2(g)；ΔH2

2D．H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g)；ΔH1

二、填空题

11H2(g)+ Cl2(g)==HCl(g)；ΔH2

2211．2g氢气充分燃烧后约放热286 kJ，而1000g汽油充分燃烧后约放热46000 kJ，氢气被公认是21世纪替代矿物燃料的理想能源。试简述氢气作为理想能源的三个主要优点：

（1）_________________________________________________________；

（2）_________________________________________________________；

（3）_________________________________________________________。

12．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2H2O

2H2↑＋O2↑。制得的氢气可

用于燃料电池。试回答下列问题：

（1）分解海水时，实现了从_________能转变为________能，二氧化钛作__________。生成的氢气，用于燃料电池时，实现________能转变为_______能。水分解时，断裂的化学键有____________________________，分解海水的反应属于_________反应（填：放热或吸热）

（2）某种氢燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：

A极：H2 + O2- == H2O + 2e-

；

B极：O2 +4e- ==2O2-

则A极是电池的

极；电子从该极

（填：流入或流出）

13．（1）如下图所示，铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中，铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是（填序号）

。

5

（2）如图，烧杯中放清水，将一段铁丝固定在试管内，然后将试管倒置在水中，经

3～4天后，可观察到的现象是

（

）

A．试管中铁丝生锈，水面上升

B．无现象

C．试管中铁丝生锈，水面不上升

D．无法判断

参考答案：

11．（1）热值高

（2）来源广

（3）无污染

12．（1）光，化学，催化剂。化学，电能。H—O，吸热。

（2）负极，流出

13．（1）Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ

（2）A

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