第四单元 太阳能 生物质能和氢能的利用教学设计及课堂实录

太阳能、生物质能和氢能的利用

年级

高一化学

组别

主备人

（备课组长）

使用人

审阅

（学科校长）

授课时间

课 型

新授课

审阅

课 题

太阳能、生物质能和氢能的利用

课标

要求

使学生了解太阳能、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。

知识与能力

学生了解太阳能、生物质能、氢能的利用现状

教

学

过程与方法

目

标

情感、态度与价值观

培养学生思考问题的能力

1、增强学生的环境保护意识和健康意识。

2、培养学生辩证认识事物两面性的哲学观点。

教学

重点

教学

难点

教学

方法

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

太阳能的利用原理

三学一教四步教学法

教学程序设计

教

学

环节一 明标自学

过程设计

过

程

及

方

法

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

二次备课

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环节二 合作释疑 环节三 点拨拓展

（备注：合作释疑和点拨拓展可以按照顺序先后进行，也可以根据教学设计交叉进行设计）

过程设计

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 ⅹ10KJ，相当于全世界每年能耗的1.3万倍。

2、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

教

[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

学

化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素

化学方程式： 光

过

6CO2 +6H2O C6H12O6 +6O2 叶绿素

(2)化学能转化为热能 程

催化剂( 酶 ) (C6H10O5)n + n H2O n C6H12O6

C6H12O6(S) + 6O2 (g) 6CO2 (g)+6H2O(l) △Н= -28.4KJ/mol 及

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

方

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

法

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

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二次备课

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 第

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(3)、利用氢的热核反应释放的核能-------氢弹 环节四 当堂检测

例1.有关太阳能的说法不正确的是(D ) A．太阳能以光波形式传送到地面

B．化石燃料蕴藏的能源来自太阳能

C．太阳能是洁净能源，不污染环境

D．食用植物体内的淀粉、蛋白质等属直接利用太阳能

2、下列能源中，属于，无污染能源的是 ----------------（ C ）

A、煤气 B、核能 C、太阳能 D、石油

3、“绿色化学”要求从根本上减少乃至杜绝污染。下列对农作物收割后留下的茎干的处理方法中，不符合“绿色化学”的是 ----（ A ）

A、就地焚烧 B、发酵后作农家肥

C、加工成精饲料 D、制造沼气

3、下列属于直接利用太阳能辐射能的方式是 ------------（ D ）

①光——热转换 ②光——电转换 ③光——化学能转换

④光——生物能转换

A、①②③ B、①③④

C、①②④ D、①②③④

4、下列对于城市废弃物中生物质能的利用不合理的是----（ A ）

A、把废弃物拉到乡下找个地方埋掉

B、对废弃物进行处理后焚烧，利用产生的热能供热和发电

C、把废弃物进行生物化学转化获取甲烷

D、让废弃物在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可燃性气体

5煤、石油、天然气和生物质能作为能源的共同特点是( C ) A.可再生能源，取之不尽用之不竭 B.不可再生能源，用一点少一点 C.均来自太阳辐射的能量 D.均为污染环境的能源 6下列叙述正确的是 （ AC ）

A、电能是二级能源 B、水力是二级能源

C、煤、石油、天然气是一级能源 D、水煤气、干馏煤气是一级能源

二次备课

教

学

过

程

及

方

法

课

堂

使学生了解太阳能、氢能、生物质能利用的现状、开发利用太阳能的广阔前景

小

结

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课后

P56 8 作业

板

一、太阳能

书

二、生物质能

设

三、氢能

计

太阳能利用中存在的问题

（1）太阳能的利用受季节和天气的影响。

（2）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，课

后

反

思

仍然是一个有待解决的问题。

在学习本节课前，教师可以利用学校的网络资源，组织学生先对生物质能、氢能的相关资料作收集、了解，拓展学生的知识面，同时也为新课的讲解做好准备。

在教学过程中，教师要充分调动起学生学习的积极性，通过交流、讨论等多种方式，让学生利用所了解的知识，大胆阐述自己的观点，积极投入到课堂学习中来，让学生成为课堂的主角。

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