2022年学高中化学专题二第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用教学设计苏教必修.docx
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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用 老师用书独具 课标要求 1通过查阅资料说明能源是人类生存和进展的重要基础,明白化学在解决能源危机中 的重要作用;2明白人类利用太阳能、氢能的意义和人类面临的能源危机以及将来的新能源; 课标解读 1明白太阳能、生物质能、氢能的开发利用;2明白人类面临的能源危机和将来的新能源; 教学位置能源是人类生产、 生活、 科技必不行少的化石能源不行再生且污染严峻,的开发新能源成了各国的当务之急;也是高考命题特别关注热点之一; 老师用书独具 新课导入建议 为了缓解当前能源紧急的问题,各国都在加大开发力度
2、,研制、开发新型、高效、清 洁能源,例如: 用水力发电代替火力发电以削减燃料消耗;利用地热取暖、在日常生活中家 庭用太阳能获得热水等等;本课时将探讨这些方面的问题; 教学流程设计名师归纳总结 课前预习:支配同学课前阅读相关教材内容,完成“ 课前自主导学” 并争论;.第 1 页,共 15 页步骤 1:导入新课,分析本课教学位置;.- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载错误 . . 步骤 3:对“ 探究” 要引导同学阅读要点阐述,明白常见能源的开发利用及应留意的事项,通过【例】加强懂得;然后同学独立完成“ 变式训练 对“ 老师备课资源” 依据
3、实际可以补充;.1 和 2” ,老师点评、纠错;步骤 5:5至6分钟完成【当堂双基达标】,老师明确答案并赐予适当点评或纠错;.步骤 4:回忆本课堂所讲,师生共同归纳总结出【课堂小结】;课标解读重点难点1. 明白太阳能、生物质能和氢能的开发利用及其前景;2. 明白常见的新能源开发利用;1. 太阳能、生物质能和氢能开发利用中优缺 点; 重点 2. 常见的其他新能源; 重点 太阳能的利用1. 太阳能的转化地球上最基本的能源是太阳能,太阳能以光和热的形式传送到地面;人们可以直接利用太阳辐射获得光和热;绿色植物通过光合作用吸取太阳能,动物食用植物内的淀粉、纤维素、蛋白质间接利用太阳能;化石燃料隐藏的能量
4、也来自远古时期生物体吸取利用的太阳能,这些太阳能通过各种化学反应转化为化学能,化学能又可以通过各种形式转化为热能、光能或电能释放出来;2绿色植物对太阳能的利用转化绿色植物体内的叶绿素太阳能 生成H2O、 CO2葡萄糖 淀粉或纤维素, 把光能转化为化学能,化学光 方程式为 6H2O6CO2 叶绿素C6H12O66O2;淀粉、纤维素在动物体内水解为葡萄糖,继而被氧名师归纳总结 催化剂 化生成 CO 2和 H2O,释放出热量, 供应生命活动的需要; 该过程的反应为: C6H10O5 nnH2O第 2 页,共 15 页nC6H12O6,C6H12O6s 6O2g 6H2Ol 6CO2g H2 804
5、kJ mol1;- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载1举例说明太阳能利用的详细事实有哪些?【提示】光合作用实现光能转化为化学能;热水器实现光能转化为热能;太阳能电池实现光能转化为电能;生物质能的利用1. 来源 生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量;生物质包括农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等;2利用方式 1 直接燃烧如用纤维素代表植物枝叶的主要成分,就其燃烧的化学方程式为:点燃C6H10O5n6nO26nCO25nH2O;2 生物化学转换制沼气a沼气的成分:主要是甲烷,仍含有 b应用:制气体燃料和优质
6、肥料;制乙醇CO2及少量 H2S、NH3、PH3 等;含糖类、淀粉较多的农作物,在催化剂存在下,经水解和细菌发酵,可以制得乙醇,反 应方程式为:酶 C6H10O5 nnH2OnC6H12O6,酶 C6H12O62C2H5OH2CO2 ;3 热化学转换 使生物质在肯定条件下发生化学反应,产生热值较高的可燃气体;氢能的开发与利用 1. 氢能的优点 1 完全燃烧放出的热量多 2 原料是水,来源广 3 燃烧产物是水,无污染 2氢能产生与利用的途径名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载3氢能的开发与利用 1 在
7、光分解催化剂存在下,在特定的装置中,利用太阳能分解水制氢气;2 利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下分解水释放出氢气;3 发觉和应用贮氢合金,解决氢气的贮存和运输问题;2贮氢金属的化学原理是什么?【提示】通过化学反应金属与氢气化合成氢化物;能源的开发、利用与转化【问题导思】举例说明你知道的能源有哪些?【提示】太阳能、煤、石油、自然气、柴草、水能、风能、潮汐能、地热能、核能、氢能、电力等;常见的绿色能源有哪些?水能、风能、海洋能、地热能、氢能、太阳能等;【提示】1太阳能的利用 1 太阳能既是一次能源,又是可再生能源;它资源丰富,既可免费使用,又无需运输,对环境无任何污染;但太阳能也有两个主要
8、缺点:一是能流密度低; 二是其强度受各种因素 季节、地点、气候等 的影响不能维护常量;这两大缺点大大限制了太阳能的有效利用;2 太阳能直接利用方式基本有光热转换、光电转换、光化学能转换、 光生物质能转换;2生物质能的转化方式 1 生物质能转化为热能:直接燃烧 2 生物质能 化学能 热能名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 燃烧学习必备欢迎下载植物等柴草 沼气 热能燃烧农作物等糖类 乙醇 热能3 生物质能 化学能生物质 可燃气体3氢能的利用目前, 我国工业制氢方法主要是以自然气、石油和煤为原料,在高温下使之与水蒸气反应而
9、制得, 也可以用部分氧化法制得;这些制氢方法在工艺上都比较成熟,但是由化石能源和电力来换取氢能,在经济上和资源利用上并不合适;4新能源的开发1 调整和优化能源结构,降低燃煤在能源结构中的比率,节省油、气资源,加大科技投入,加快开发水电、核电和新能源;2 新能源包括太阳能、燃料电池、风能和氢能等,这些新能源的特点是资源丰富,且有些可以再生,为再生性能源,对环境没有污染或污染少;能量之间的转化以下关于能源利用的说法中正确选项 A贮氢材料在使用中,氢分子被吸取时,在合金表面解离变成氢原子,同时放出热量B对城市废弃物进行处理后焚烧,利用产生的热能供温和发电C使用化石燃料不会带来环境污染问题D将氢气作为
10、燃料使用的优点之一是成本低名师归纳总结 【解析】贮氢材料与氢分子生成了金属氢化物,在这一过程中, 氢分子变成原子的过第 5 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载程是化学键断裂的过程,属于吸热过程,是焚烧,利用产生的热能供温和发电,A 项错误;发达国家对城市废弃物的处理方式主要 B项正确;化石燃料在使用过程中往往会造成肯定的环境污染问题, C项错误;氢气的主要来源是水,由水制得氢气的成本较高,所以推行进度 缓慢, D项错误;【答案】B 再生能源在自然界中可以不断再生,并有规律地得到补充的能源;如,太阳能、风能、地热能、生物
11、质能等;非再生能源经过亿万年形成,油、自然气、核燃料等;短时期无法复原或循环再生的能源;如,煤炭、石1人类将在将来几十年内逐步由“ 碳素燃料文明时代” 过渡至“ 太阳能文明时代” 包括风能、生物质能等太阳能的转换形状以下说法不正确选项 ,届时人们将适应“ 低碳经济” 和“ 低碳生活” ,A煤、石油和自然气都属于碳素燃料B进展太阳能经济有助于减缓温室效应C太阳能电池可将太阳能转化为电能D目前争论菠菜蛋白质“ 发电” 不属于太阳能文明【解析】煤、石油、自然气都是有机物,属于碳素燃料,A 正确;进展太阳能可以减少化石燃料的使用,削减 CO2 的排放, B 正确;太阳能电池可将太阳能转化为电能,C正确
12、;菠菜中的蛋白质是间接利用太阳能合成的,争论菠菜蛋白质“ 发电” 属于太阳能文明;【答案】D 2有专家指出假如对燃烧产物如CO2、H2O、N2 等利用太阳能使它们重新组合,使之能够实现循环利用,那么,不仅可以排除对大气的污染,仍可以节省燃料,缓解能源危机;在名师归纳总结 此构想的物质循环图中太阳能最终转化为 第 6 页,共 15 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - A化学能学习必备欢迎下载B热能C生物能 D 电能【解析】太阳能燃烧产物热能;燃料 【答案】B 【老师备课资源】能源的含义及分类 能源,顾名思义,指的是能量的来源,凡是能为人类供应热、光、动力
13、等有用能量的物质或物质运动都可称为能源;如,化石燃料 石油、自然气、煤等 、阳光、流水、风、潮汐、柴草等;能源可分为: 1 一次能源在自然界中自然存在,可以直接取得而又没有经过加工或转换的能 源;如,煤炭、石油、风能、太阳能、水力、核能、地热能等;二次能源由一次能源经过转换和加工为其他种类和形式的能源;如,电力、煤气、蒸汽、汽油等;2 再生能源、与非再生能源 3 绿色能源,如风能、水能、氢能、太阳能等;4 常规能源在肯定历史时期和科学技术水平下,已经被广泛应用的能源;如,煤 炭、自然气、石油等;新能源采纳先进方法以及新进展的先进技术加以利用的能源;如,太阳能、风能、地热能、海洋能、氢能等;从另
14、外一个角度讲,能源又可划分为一级能源和二级能源;自然界以既成形式供应的能量称为一级能源;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二级能源,它可以由自然界中大量存在的水来制取,反应如下:2H2Ol=2H 2g O2g H571.6 kJ mol1依据以上内容回答以下问题:1 以下表达正确选项 A电能是二级能源 B 水力是二级能源 C自然气是一级能源 D 焦炉气是一级能源 2 关于用水制取二级能源氢气,以下争论方向不正确选项 A构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质,因此可以争论在水不分解的情形下使氢成为 二级能源 B设法将太阳光集合,产生高温,使水分解产生氢气名师归
15、纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 15 页精选学习资料 - - - - - - - - - 学习必备 欢迎下载C查找高效催化剂,使水分解产生氢气同时释放能量 D查找特别的化学物质,用于开发廉价能源,以分解水制取氢气【解析】1 水力应是一级能源,焦炉气是二级能源;焦炉气是煤高温干馏后生成的 混合气体,故是依靠煤这种能源间接制取的二级能源;2A 项混淆了元素、 分子、单质的概念,而非放热过程;【答案】1AC 2AC 错误; C中水分解成氢气的过程应是吸热过程常见能源太阳能热能电能生物质能化学能生物质能 间接利用太阳能 氢能:热值高,无污染,来源广泛等1以下有关太阳能的说法不正确选项
16、 A太阳能以光波形式传送到地面 B化石燃料隐藏的能源来自太阳能 C太阳能是干净能源,不污染环境 D食用植物体内的淀粉、蛋白质等属直接利用能源【解析】食用植物体内的淀粉、蛋白质等物质中的化学能转化为热能,再被利用;【答案】D 2以下有关太阳能的利用方式以及列举的实例错误选项 A直接利用太阳辐射能的基本方式有四种:光热转换、光电转换、光化学能转 换和光生物质能转换 B太阳能热水器是一种光热转换形式 C绿色植物进行的光合作用,是一种光生物质能转换,它的本质是光化学能转换 D将电能通过用电器进行照明的过程是一种光电能转换过程名师归纳总结 【解析】光热转换、 光电转换、 光化学能转换和光生物质能转换是太
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