第四单元 太阳能 生物质能和氢能的利用教学目标设计

第4单元太阳能、生物质能和氢能

教学设计

一、学习目标

1．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。

2．联系生产、生活实际学习太阳能、生物质能的利用。

3．认识开发、利用高能清洁能源的重要性和紧迫性。

4．通过学习，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、生物质能利用的原理。

三、设计思路

专题2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，又提出了太阳能、生物质能、氢能等新能源的开发问题，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。

在教学中，新能源的开发利用将为解决能源危机、环境污染问题、满足人民不断增长的生活需要做出贡献。开发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，激发学生的求知探究欲。

教学中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，提高知识的运用能力。

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四、教学过程

引入：世界能源种类消耗比例、

环境污染图片

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，预测结果是——煤227年，石油40年，天然气61年。

全球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。

1．太阳能是地球上最基本的能源。

2. 太阳能资源的特点：总量大、洁净、利用要求低，分布广无需运需

3. 大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用。

（1）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。

C6H12O6＋6O2

6H2O＋6CO2叶绿素（2）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(g)

△H＝－2804 kJ·mol-1

大自然通过光合作用利用太阳能是如此的成功和美妙。

[归纳与小结]

1．利用太阳能的一般方式（PPT7）

（1）光—热转换：利用太阳辐射能加热物体而获得热能。

（2）光—电转换：

①光—热—电转换

②光—电直接转换

（3）光—化学能转换

（4）光—生物质能转换

2．太阳能利用中存在的问题

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（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。

[过渡]绿色植物能够在太阳光作用下将二氧化碳和水合成葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素，将太阳能转变为化学能储存起来，被人们所利用。这就是下面学习的知识。

[板书]二．生物质能的利用

(P49) 6nCO2＋5nH2O 1．直接燃烧：(C6H10O5)n＋6nO2点燃2．生物化学转换

（1）沼气：

（2）乙醇：(C6H10O5)n＋nH2OnCH6酶12O6

淀粉

葡萄糖

2C2H5OH＋2CO2↑

C6H12O6发酵3．热化学转换

问题：生活垃圾中生物质能的利用(P48)

[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”。

[板书]三．氢能的开发与利用

[讨论与交流]1、氢能的优点：

（1）燃烧放出的热量多。（2）燃烧的产物是水，不污染环境。

（3）制备的原料是水，资源不受限制。

2．氢能的产生方式

（1）以天然气、石油和煤为原料，在高温下使之与水蒸气反应而制得。

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（2）以天然气、石油和煤为原料，部分氧化法制得。

（3）电解水制得氢气。（4）生物质气化制氢气。（5）光解水制得氢气。

3.开发利用氢能有待解决的问题：

如何廉价的制取氢气？如何储存和运输氢气？

课堂练习：

1．下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述中错误

A.化石燃料物质内部储存着能量

B.太阳能不能直接转化为化学能

C.物质的化学能可能在不同条件下转化为热能、

电能为人类所用

D.绿色植物发生光合作用时，将太阳能转化为化学能储存起来

2．能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供能源称为一级能源，而依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源。氢气的是一种高效而又没有污染二级能源，它可以由自然界中大量存在的水制取。

2H2O(l)= 2H2(g)+O2(g)下列叙述不正确

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、干馏煤气是二级能源

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课后作业

1、搜集垃圾的回收利用方法

2、搜集以垃圾为原料的建筑物

3、搜集最新氢能源发展进程

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板书设计：

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