第四单元 太阳能 生物质能和氢能的利用PPT及课堂实录内容

第四单元

太阳能、生物质能和氢能的利用

海宁一中

沈洁

教学目标：

[知识与技能] 简单了解太阳能、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。

[过程与方法] 1．采用查阅资料、收集数据等生动活泼的学习形式，调动学生的学习积极性和主动性。

2．联系海宁本土的生产、生活实际学习太阳能、生物质能的利用。

[情感态度与价值观] 认识开发、利用高能清洁能源的重要性和紧迫性。

[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。

[难点]太阳能、生物质能的利用原理。

[课时分配]一课时

[教学过程]

[创设问题情景]从社会热点问题引入能源问题，例如PM2.5、2016年全国两会热点问题、伊朗核问题、官煤勾结等。

[展示图片]

[教师讲解]

煤、石油、天然气是三大化石燃料，属于不可再生能源。科学家对全球化石燃料何时会被耗尽作了估计，其预测结果是——煤227年，石油40年，天然气61年。2014年世界能源消耗图。

大量燃烧化石燃料，导致了环境问题——雾霾。（图片展示）

秸秆焚烧的危害和治理，秸秆的合理应用，如制作环保建材、制沼气、还田、发电。它所蕴含的能源属于生物质能。

海宁市垃圾焚烧发电厂于2009年竣工投入生产，新闻图片。

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[板书]一、生物质能

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

（1）沼气：主要成分甲烷

nC6H12O6

（2）乙醇：(C6H10O5)n＋nH2O发酵2C2H5OH＋2CO2↑[学生板书]

C6H12O6酶3．热化学转换

[教师讲解]生物质能、化石燃料归根结底还是来自于太阳能。

为了解决全球的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。

开发、利用太阳能的重大意义：

1．从化石燃料的不可再生和能源危机认识利用太阳能的意义。

2．地球上最根本的能源是太阳能。太阳每年辐射到地球表面的能量约为5*1019KJ，相当于目前全世界能耗的13000倍。

3．太阳能是清洁能源，不污染环境。

4．人类开发和利用太阳能已取得初步而又可喜的成果，改善了人们的生活质量（如太阳能热水器、太阳能电池等）。

[提出问题]你所知道的利用太阳能途径有哪些？

[交流与讨论]学生各述己见，教师给予引导。

[归纳与小结]二、太阳能的利用

[拓展视野]P48 （1）光—热转换：利用太阳辐射能加热物体而获得热能。（图片展示：太阳能热水器、地膜、温室大棚、太阳灶）

海宁市太阳能协会，太阳能生产基地在袁花。

（2）光—电转换：

①光—热—电转换（图片展示：太阳能集热器）

②光—电直接转换（图片展示：勇气号火星探测器、太阳能充电宝等）

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（3）光—化学能转换

图片展示：芒硝 白天阳光下：Na2SO4·10H2O=Na2SO4+10H2O 吸热

[学生板书]夜晚气温下降：Na2SO4+10H2O = Na2SO4·10H2O 放热

（4）光—生物质能转换

[归纳与小结]植物的光合作用——大自然利用太阳能最成功的途径。

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。

光

C6H12O6＋6O2

[学生板书]

6H2O＋6CO2叶绿素化学能转化为热能。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

[学生板书]

C6H12O6(s)＋6O2(g)→6H2O(l)＋6CO2(g)

△H＝－2804 kJ·mol－1

科学家估计，地球上每年通过光合作用储藏的太阳能相当于全球能源年耗量的10倍左右。

[提出问题]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。

［教师讲解］光解水生成氢气

[板书]三．氢能的开发与利用

1．氢能的三大优点：

（1）燃烧放出的热量多，热值高。（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．氢能的利用途径：

（1）燃烧放热（如以液氢为燃料的液体火箭）

（2）用于燃料电池，释放电能（如氢氧燃料电池）

（3）利用氢的热核反应释放出的核能（如氢弹）

3．储氢技术：[拓展视野]P51～52 3

［引导思考］假如你将来从事有关开发和利用能源的课题研究。你会选择什么研究方向呢？

［结束语］能源是人类的命脉，珍惜能源，合理利用能源，从身边小事做起，从我们做起。

［教学反思］本节课的内容并不属于主干知识，但是也不能忽视。以往的教学中，教师通常选择不上，或者简单划一下知识点，但是学生并没有多少认识。通过联系海宁的实际，例如郭店镇的垃圾焚烧发电厂，袁花的太阳能生产基地等，让学生感受到能源与生产生活息息相关，把抽象知识用接地气的方式呈现，能带给学生更多的冲击，让他们有深刻的印象。

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