第一篇：太陽能、生物質能和氫能的利用教學設計[蘇教版]

第四單元

太陽能、生物質能和氫能的利用

教學目標： [知識與技能] 簡單了解太陽能、生物質能利用的現狀、開發利用太陽能的廣闊前景和尚未攻克的一些技術難題。

[過程與方法] 1．采用查閱資料、收集數據等生動活潑的學習形式，調動學生的學習積極性和主動性。2．聯系生產、生活實際學習太陽能、生物質能的利用。[情感態度與價值觀] 認識開發、利用高能清潔能源的重要性和緊迫性。

[重點]太陽能、生物質能利用的現狀、開發利用太陽能的廣闊前景和尚未攻克的一些技術難題。

[難點]太陽能、生物質能的利用原理。[課時分配]二課時 [教學過程]

[第一課時

太陽能的利用]

[創設問題情景]從20世紀末統計的非洲、美洲、歐洲和中東地區已經探明的石油儲藏量，估計世界各地區蘊藏的石油可以供各地區使用多少年。從估計結果你想到什么？

[展示圖片] [學生討論] 結論：非洲43年、美洲22.5年、歐洲25.7年、中東100年。[教師講解]

化石燃料是不可再生能源。科學家對全球化石燃料何時會被耗盡作了估計，其預測結果是——煤227年，石油40年，天然氣61年。

為了解決全球的能源危機和燃燒化石燃料帶來的環境污染問題，世界各國都在致力于開發和利用太陽能、生物質能、氫能等潔凈高效新能源，而太陽能是最誘人的。

[教師補充講解]開發、利用太陽能的重大意義：

1．從化石燃料的不可再生和能源危機認識利用太陽能的意義。

2．地球上最根本的能源是太陽能。太陽每年輻射到地球表面的能量約為5*1019KJ，相當于目前全世界能耗的13000倍。

3．太陽能是清潔能源，不污染環境。

4．人類開發和利用太陽能已取得初步而又可喜的成果，改善了人們的生活質量（如太陽能熱水器、太陽能電池等）。

[提出問題]迄今為止，自然界中利用太陽能最重要也是最成功的途徑是什么？ [交流與討論]學生各述己見，教師給予引導。

[歸納與小結]植物的光合作用——大自然利用太陽能最成功的途徑。1．太陽能是地球上最基本的能源：P44 2．大自然利用太陽能最成功的是植物的光合作用：P45（1）光能轉化為化學能。在太陽光作用下，植物體內的葉綠素把水、二氧化碳轉化為葡萄糖，進而生成淀粉、纖維素。

???C6H12O6＋6O2 6H2O＋6CO2?葉綠素（2）化學能轉化為熱能。動物體內的淀粉、纖維素在酶的作用下，水解生成葡萄糖，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，又釋放出熱量。

(C6H10O5)n＋nH2O????nC6H12O6

C6H12O6(s)＋6O2(g)→6H2O(l)＋6CO2(g)△H＝－2804 kJ·mol

1－光

催化劑科學家估計，地球上每年通過光合作用儲藏的太陽能相當于全球能源年耗量的10倍左右。

[提出問題]大自然通過光合作用利用太陽能是如此的成功和美妙。那么，人類通過什么方式開發和利用太陽能？你知道有哪些途徑，已經取得哪些成就嗎？

[討論與歸納]（在學生討論后，教師配合講解，播放影響資料或課件）1．太陽能發電站收集太陽能的原理。2．太陽能發電站。［閱讀與思考］

閱讀教材中“太陽能的利用方式”，要求學生在閱讀時注意以下幾點： 1．聯系物理、化學、生物等已學過的知識理解太陽能利用的原理。

2．聯系日常生活中利用太陽能的實例，體會這些實例利用太陽能的方式以及對改善人們生活質量方面所起的作用。

3．思考人們在太陽能的開發和利用方面還存在哪些困難和問題。[歸納與小結] 1．利用太陽能的一般方式： [拓展視野]P45～46（1）光—熱轉換：利用太陽輻射能加熱物體而獲得熱能。（2）光—電轉換：

①光—熱—電轉換

②光—電直接轉換（3）光—化學能轉換（4）光—生物質能轉換 2．太陽能利用中存在的問題（1）太陽能吸熱板的裝置費用昂貴。（2）太陽能的利用受季節和天氣的影響。

（3）大部分太陽能都是在夏天收集。如何把夏天收集的太陽能儲存起來，留待冬天使用，仍然是一個有待解決的問題。

［思考與研究］鼓勵學生就下列問題談談自己的想法。

據科學家預測，21世紀，化學科學在創造新物質方面將會有更加輝煌的成就。綠色植物能夠在太陽光作用下將二氧化碳和水合成為葡萄糖。你認為人類能否模擬綠色植物的光合作用，直接利用太陽能把二氧化碳和水轉化為葡萄糖？如能，要做到這一點，你認為需要解決哪些問題？

[第二課時

生物質能的利用 氫能的開發與利用] [課題引入]P46 二．生物質能的利用 P46

?6nCO2＋5nH2O 1．直接燃燒：(C6H10O5)n＋6nO2???2．生物化學轉換（1）沼氣：

點燃??nC6H12O6（2）乙醇：(C6H10O5)n＋nH2O??2C2H5OH＋2CO2↑ C6H12O6???3．熱化學轉換

[拓展視野]P47 生活垃圾中生物質能的利用 三．氫能的開發與利用 1．氫能的三大優點：（1）燃燒放出的熱量多。

（2）燃燒的產物是水，不污染環境。（3）制備的原料是水，資源不受限制。[交流與討論]P48 2．氫能的產生方式：

（1）以天然氣、石油和煤為原料，在高溫下使之與水蒸氣反應而制得。（2）以天然氣、石油和煤為原料，部分氧化法制得。（3）電解水制得氫氣。（4）生物質氣化制氫氣。

（5）光解水制得氫氣。（后兩種應該是最佳方式）3．氫能的利用途徑：

（1）燃燒放熱（如以液氫為燃料的液體火箭）（2）用于燃料電池，釋放電能（如氫氧燃料電池）（3）利用氫的熱核反應釋放出的核能（如氫彈）

[教師講解]為進一步開發氫能，推動氫能利用的發展，“氫能技術”已被列入《科技發展“十五”計劃和2015年遠景規劃（能源領域）》。發酵酶4．儲氫技術：[拓展視野]P48～49

第二篇：太陽能生物質能和氫能的利用PPT教學設計

太陽能，生物質能和氫能

【教學理念】

教師的真正本領，不在于他是否會講述知識，而在于是否能激發學生的學習動機，喚起學生的求知欲望。因為，把一流的學生培養成一流人才的教師并不能說就是一流教師，把非一流的學生培養成一流人才的教師才是一流教師。

【教材分析】

本節課選自蘇教版化學必修二第四單元，在本單元之前同學們已經學習了化學能，電能，燃燒熱等內容，知道了能源對人類的重要性。但是我們現在用的能源主要來自于化石燃料，化石燃料的熱值不是特別高，污染也特別嚴重。所以本單元講新型清潔能源，也是對前面幾章的補充。在講本章的時候也會涉及到甲烷，也是為后面天然氣的學習打下了基礎。

【學情分析】

我要面對的學生是普通高中的高一學生。他們理論基礎不夠扎實，也不是特別愛主動學習，但是他們思維敏捷，活躍，接受能力較強，而且，對新奇的事物有濃厚的興趣。所以，我在教學時會充分考慮學生的主體性，將知識用有趣的形式呈現出來，讓他們能夠進行探究式學習。

【教學重難點】

【重點】太陽能利用的現狀；

開發利用太陽能的廣闊前景和尚未攻克的一些技術問題

【難點】太陽能的利用原理

【教學目標】

【知識與技能】

了解太陽能生物質能和氫能的特點，局限

【過程與方法】

通過PPT展示及討論，加深學生對這些能源的認識

【情感態度與價值觀】

通過本節課讓學生對能源危機有深切的了解，意識到開發利用新能源的重要性。

【教學過程】

{復習舊知，引入新課} 【引入】同學們今天我們就要上新的一章了，太陽能生物質能和氫能的利用，但是在上課之前呢，老師先問問同學們，你們知道現在人類使用最廣泛的燃料是什么嗎？

【解答】是化石燃料，之前在上化學反應中的熱量的時候資料里有提到過。那你們還記得化石燃料包括哪三種嗎？（煤，石油，天然氣）

【拓展】其實世界能源的主要來源呢，除了煤，石油，天然氣還有水力，核能等。【信息】但是，說到底呢，我們還是主要依賴化石能源。我們人類如此的依賴化石能源，化石能源是源源不斷，用之不竭的嗎？當然不是，我們所依賴的化石能源的產生是需要很長很長時間的，而已有的化石能源已經快被人類用光了。

【能源危機】同學們看PPT上的展示，石油只夠人類用40年了，天然氣50年，煤炭還多點，但也只能用240年了。看看這幾個數字，如果，人類仍然以化石能源為主要能源的話，大家在有生之年就會遇到能源耗盡的窘境。其實，現在人類已經特別尷尬了，想想那昂貴的油價就知道了。而且，化石燃料在提供能源的同時也有很多致命的缺點。

【缺點展示】請一位同學來讀一下這幾個缺點。。同學們有沒有看過柴靜的《穹頂之下》呢？這部片子講的就是化石燃料的大量使用帶來的惡果。可能很多同學沒看過，那，老師給同學們展示一下幾張圖片。同學們認識第一張圖片嗎？可能很多同學都沒有親眼看過，但是呢，這種排煙的大煙囪在北方的一些重工業城市很多見的，大家可以看見圖片中的煙囪正在排放著大量的濃煙，這些都是化石燃料燃燒直接排放出來的，對空氣特別不好。這個大家不熟，第二張圖片第三張圖片大家應該很熟了吧。是水污染，在溫州隨處可見的，也是跟化石能源的使用有很大的關系。如果大家對水污染仍然沒有太大的感觸，老師給你們看看幾張照片。【校園水景】你們覺得嘯秋美嗎？老師是覺得嘯秋風景特別好的，有山有水，但是，嘯秋的水好像只可遠觀。給大家看看老師拍的水近景，特別臟。這個是溫大，也是只可遠觀，近看水的話，真的是毀所有。既然，化石燃料不夠用了，而且它還有很多缺點，我們就要考慮用用其他能源了。比如這電源的太陽能，生物質能和氫能。

{太陽能篇} 同學們快速掃描一下書上有關太陽能的內容。想想太陽能有哪些特點跟局限。【特點】資源豐富，總量最大

分布最廣，無需運輸

最潔凈

【局限】不穩定，受各種因素影響；如季節，地點，氣候等。同學們再做做書上第47頁的你知道嗎？看看你們能想到哪些？

【回答與補充】肯定學生的答案。老師也進行了一些總結，但不完全是按書上的表格寫的。【圖片展示】接下來呢我們來分別講講這幾點。

首先是光能到熱能的轉化。太陽能熱水器，蔬菜大棚，太陽能爐灶。

然后是光能到電能的轉化，有太陽能路燈，很多大城市的公園都已經用這種燈了。還有，同學們有沒有注意過馬路上的信號燈呢？信號燈后面有一個黑色的擋板，那上面有一塊電板，那就是太陽能電板。當然，太陽能電板還有很多的用處，野營的時候如果帶一個電板到身邊，白天曬一曬，晚上就不用擔心照明問題和電子產品充電問題了。

接下來是光到化學能轉化。這個的應用主要有芒硝晶體的利用。在北方，冬天特別的冷，以前家里沒有暖氣的時候，人們就是把裝有芒硝晶體的小包拿在手里的。因為芒硝晶體(十水合硫酸鈉晶體)在陽光下吸收熱量溶解,冷的時候放出熱量結晶，就能起到暖手的作用。

最后是光到生物質能的轉化。原理是通過地球上眾多植物的光合作用，將太陽輻射轉化為生物質能。化學方程式要了解一下。

{生物質能篇} 【來源】來源于植物及其加工產品貯存的能量 【特點】可再生性；低污染性 ；廣泛的分布性。

【利用】生物質能首先肯定是可以用來直接燃燒的，這個就不用多說了吧，秸稈啊野草啊都是可以燒的是吧。我們重點來講講，生物質能的利用中的制沼氣跟制酒精。同學們家里有沒有沼氣池的，記得我初中高中的時候曾經有一段時間流行用沼氣代替煤氣，政府出資修沼氣池。現在個別人家還留著那個池子。不過，你們太小了，可能不知道。那你們來猜一猜，沼氣池的原料是什么呢？（秸稈，枝葉，糞便）制酒精的原料是什么呢？（淀粉類植物）溫州的楊梅也是特別容易發酵成酒精的。那，你們知道制酒精的條件有哪些嗎？（催化劑，水解，發酵）剛剛老師也說了楊梅發酵成酒精是吧，所以發酵也是一個很重要的條件。那，你們知道制沼氣要什么條件嗎？沼氣池呢，是個池子，把原料放進池子后要在池子上面蓋個蓋子，由我的描述，你們覺得是需要什么條件呢？（密閉，即厭氧）既然沼氣可以替代煤氣，沼氣的主要成分肯定是可以燃燒的了。那你們知道沼氣的主要成分是什么嗎？（甲烷,在后面的學習中同學們還會學習天然氣，天然氣的主要成分也是甲烷，大家先知道一下）。酒精的主要成分肯定就是乙醇了，因為我們生物質能制的酒精不純，還會有其他的一些雜質，但是主要成分仍然是乙醇。酒精的用途大家應該都知道，主要就是做飲料，用來燃燒了，另外還有消毒的功能，不過，要用來消毒的話，對酒精的要求就比較高了。沼氣的用途主要就是燃燒，然后剩下的那些廢料還可以做肥料。這兩個方程式就是制酒精的化學反應。

{氫能篇} 【特點】燃燒放出的熱量多

利用后產物是水，不污染環境

生產原料是水，資源不受限制

【局限】投資大，成本高，存儲難（碳納米管儲氫材料）

為什么說氫能成本高呢，這就要說到氫能的制取跟運輸了。制氫能有幾種普遍的方法。1）電解水制得 2）生物質氣化制得

3）以天然氣、石油和煤為原料，在高溫下與水蒸氣反應制得 4）以天然氣、石油和煤為原料，用部分氧化法制得 5）光解水制得

這些方法都要用到電，高溫，昂貴的材料，而光解水又太慢。氫氣的儲存又需要特別的材料，所以氫能成本特別高，這也是氫能的利用至今仍然沒有普及開來的原因。但是呢，我們仍然要講講氫能的利用。【利用】 1）燃燒放熱

2）用于燃料電池，釋放電能 3）利用氫的熱核反應釋放的核能

其實，雖然氫能的利用不普遍，但是有些大城市的旅游觀光車已經用上了氫能。相信，以后，氫能的利用一定能普及開來。

{練習篇} 1．氫氣雖然是一種理想的綠色能源，但目前仍處在研究、實驗階段，還未得到廣泛應用，其原因可能是（B)A．氫氣雖可由水制備獲得，但水資源嚴重匱乏 B．氫氣制備耗能巨大，廉價制氫技術尚未成熟 C．氫氣貯存、運輸等安全技術已經很好地解決了 D．氫氣燃燒產物雖無污染，但其放出熱量較少 2.下列對能量轉換的認識不正確的是(A,D)A.動物體內葡萄糖被氧化成二氧化碳是熱能轉變成化學能的過程 B.化石燃料和植物燃料燃燒時放出的能量均來源于太陽 C.煤燃燒時化學能主要轉化于熱能 D.白熾燈工作時，化學能全部轉化為光能

3.下列過程中的能量轉化是，太陽能轉化為生物質能的是（B）A.石油燃燒

B.植物的光合作用 C.核電站發電

D.太陽能電池供電

【板書設計】

太陽能生物質能和氫能的利用

一、化石燃料 煤，石油，天然氣

二、沼氣：甲烷

第三篇：蘇教版必修教案課時1 太陽能、生物質能和氫能

第4單元

太陽能、生物質能和氫能

教學設計

一、學習目標

1．簡單了解太陽能、生物質能利用的現狀，了解開發利用太陽能的廣闊前景和尚未攻克的一些技術難題。

2．聯系生產、生活實際學習太陽能、生物質能的利用。3．認識開發、利用高能清潔能源的重要性和緊迫性。

4．通過活動與收集資料，增強節約能源、保護環境的意識，增強社會責任感。

二、教學重點及難點

教學重點：太陽能、生物質能利用的現狀、開發利用太陽能的廣闊前景和尚未攻克的一些技術難題。

教學難點：太陽能、生物質能利用的原理。

三、設計思路

本單元是專題2“化學反應與能量轉化”中的最后一部分內容。在前三單元介紹了化學反應速率和反應限度、化學反應中的能量變化、化學能與電能的相互轉化之后，提出了太陽能、生物質能、氫能等新能源的開發問題，向學生展示了開發利用新能源的美好前景。更進一步讓學生體會到能源與人類生存和發展的息息相關及能源在社會發展、提高人們生活質量上的重要作用。

因此在教學中，突出介紹開發利用新能源的美好前景，說明新能源的開發利用需要新的科學技術，強調科學技術的應用價值。突出新能源的開發利用將為解決能源危機、環境污染問題、滿足人民不斷增長的生活需要做出重要的貢獻。強調開發利用新能源要綜合應用物理、化學、生物、材料科學等多學科的

知識和技術，激發學生的求知欲。

在教學中可緊密聯系生產、生活中的實際問題，從學生已有的知識出發，使學生領悟到開發新能源與自己的日常生活密切相關，進一步認識到學習化學知識的重要性。引導學生利用所學的化學知識，分析太陽能、生物質能、氫能利用的化學原理，設想解決開發利用新能源中尚存問題的方法，提高應用知識的能力。

四、教學過程

[展示圖片]2001年世界能源消耗比例（PPT2）

[創設問題情景]從20世紀末統計的非洲、美洲、歐洲和中東地區已經探明的石油儲藏量，估計世界各地區蘊藏的石油可以供各地區使用多少年。從估計結果你想到什么？

[學生討論][教師講解]

化石燃料是不可再生能源。科學家對全球化石燃料何時會被耗盡作了估計，其預測結果是——煤227年，石油40年，天然氣61年。

為了解決全球的能源危機和燃燒化石燃料帶來的環境污染問題，世界各國都在致力于開發和利用太陽能、生物質能、氫能等潔凈高效新能源，而太陽能是最誘人的。

[學生討論、教師補充]開發、利用太陽能的意義（PPT3、4）1．從化石燃料的不可再生和能源危機認識利用太陽能的意義。

2．地球上最根本的能源是太陽能。太陽每年輻射到地球表面的能量約為5×1019kJ，相當于目前全世界能耗的13000倍。

3．太陽能是清潔能源，不污染環境。

4．人類開發和利用太陽能已取得初步而又可喜的成果，改善了人們的生活質量。

[提出問題]迄今為止，自然界中利用太陽能最重要也是最成功的途徑是什么？

[交流與討論][歸納]植物的光合作用——大自然利用太陽能最成功的途徑。1．太陽能是地球上最基本的能源。

2．大自然利用太陽能最成功的是植物的光合作用。（PPT5、6）

（1）光能轉化為化學能。在太陽光作用下，植物體內的葉綠素把水、二氧化碳轉化為葡萄糖，進而生成淀粉、纖維素。

光

???C6H12O6＋6O2 6H2O＋6CO2?葉綠素（2）化學能轉化為熱能。動物體內的淀粉、纖維素在酶的作用下，水解生成葡萄糖，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，又釋放出熱量。

(C6H10O5)n＋nH2O?催化劑???nC6H12O6

C6H12O6(s)＋6O2(g)→6H2O(l)＋6CO2(g)△H＝－2804 kJ·mol-[提出問題]大自然通過光合作用利用太陽能是如此的成功和美妙。那么，人類通過什么方式開發和利用太陽能？

[討論與歸納]

1．太陽能發電站收集太陽能的原理。2．太陽能發電站。

[閱讀與思考]閱讀教材中“太陽能的利用方式”

1．聯系物理、化學、生物等已學過的知識理解太陽能利用的原理。2．聯系日常生活中利用太陽能的實例，體會這些實例利用太陽能的方式以及對改善人們生活質量方面所起的作用。

3．在太陽能的開發和利用方面還存在哪些困難和問題。[歸納與小結]

1．利用太陽能的一般方式（PPT7）

（1）光—熱轉換：利用太陽輻射能加熱物體而獲得熱能。（2）光—電轉換：

①光—熱—電轉換

②光—電直接轉換（3）光—化學能轉換（4）光—生物質能轉換

2．太陽能利用中存在的問題（PPT8）（1）太陽能吸熱板的裝置費用昂貴。（2）太陽能的利用受季節和天氣的影響。

（3）大部分太陽能都是在夏天收集。如何把夏天收集的太陽能儲存起來，留待冬天使用，仍然是一個有待解決的問題。

[過渡]綠色植物能夠在太陽光作用下將二氧化碳和水合成為葡萄糖，進而生成淀粉、纖維素，將太陽能轉變為化學能儲存起來，并被人們所利用。

[板書]二．生物質能的利用（PPT9）

點燃??6nCO2＋5nH2O [介紹]1．直接燃燒：(C6H10O5)n＋6nO2??2．生物化學轉換（1）沼氣：

??nC6H12O6（2）乙醇：(C6H10O5)n＋nH2O?發酵??2C2H5OH＋2CO2↑ C6H12O6??酶3．熱化學轉換

[閱讀] 生活垃圾中生物質能的利用

[過渡]有沒有潔凈、高效、無污染的能源呢？“氫能”被稱為21世紀的“綠色能源”。

[板書]三．氫能的開發與利用

[討論與交流]

1、氫能的優點：（PPT11）（1）燃燒放出的熱量多。

（2）燃燒的產物是水，不污染環境。（3）制備的原料是水，資源不受限制。

2．氫能的產生方式（PPT12）

（1）以天然氣、石油和煤為原料，在高溫下使之與水蒸氣反應而制得。（2）以天然氣、石油和煤為原料，部分氧化法制得。（3）電解水制得氫氣。（4）生物質氣化制氫氣。（5）光解水制得氫氣。

3.開發利用氫能有待解決的問題：如何廉價的制取氫氣？如何儲存和運輸氫氣？（PPT13）

[閱讀]儲氫材料

[介紹]為進一步開發氫能，推動氫能利用的發展，“氫能技術”已被列入《科技發展“十五”計劃和2015年遠景規劃（能源領域）》。

第四篇：《太陽能的利用》教學設計

太陽能的利用

教學目標 科學探究

1．搜集有關人類利用太陽能的實例并能與同學共享。2．制作簡易太陽能熱水器并探究怎樣更好地利用太陽能。

3．聯系太陽能，能從能量轉化、儲存的視角去解釋、描述能量的變化。情感、態度、價值觀

1．體驗搜集資料和實踐探究的樂趣，知道太陽能的利用需要我們進一步研究和探索。

2．認識到科學是不斷發展的，意識到科學研究需要堅實的知識基礎。科學知識

1．知道太陽能是指來自太陽、以光為主要形式散發的能量。2．知道地球上幾乎所有的能量都來自太陽。3．知道人類利用太陽能的有關事實。教學準備

教師準備：

關于介紹太陽能的有意義的、針對性比較強的資料；制作太陽能熱水器的材料。

學生準備： 搜集人類利用太陽能的有關資料并做成資料卡片（最好是圖文并茂的）。

一．教學導入

1．講述：前面，我們研究了熱能、電能等，現在一起來研究太陽能。

2．出示圖片，讓學生觀察圖中都有些什么，說說這些對象和太陽能之間有什么聯系。

3．學生發表看法。

4．過渡：太陽與我們、與萬事萬物密切相關，讓我們來學習——太陽能的利用。

二．活動 怎樣利用太陽能

1．提出問題：從能量轉換的角度，太陽能為我們做了什么？ 2．出示以搜集的資料，小組內進行整理。3．交流討論。

活動規則：每兩個小組互相交流，一個小組先當“考官”，給出地球上的有關物質變化現象（如刮風和下雨、水溫上升）之后，另一個小組則按照先說“能量形式的轉化”（太陽能轉化為熱能再轉化為風能、水能、熱能）再說“怎樣利用”（風力發電、水力發電、太陽能熱水器）的順序進行回答，答完之后再互換位置。

4．教師評價資料搜集情況和小組交流情況。

5．補充介紹：目前情況下，人們還不能將太陽能直接轉化為機械能，教材中所示的太陽能汽車，是先將太陽能轉化為電能，然后再轉化為機械能的。太陽能熱水器，如果學生當中有的人家里使用了太陽能熱水器，教師讓他向同學們介紹它的特點。

三．活動 制作太陽能熱水器

1．根據現有太陽能熱水器的構造特點提出與太陽能利用有關的問題。2．思考這樣設計和制造的原因并提出自己的假設。3．制定研究計劃并準備對比實驗的材料。4．制作太陽能熱水器。5．按計劃實施研究。

第二課時

調查、制作的研究成果交流會

教學目標

1． 鍛煉學生表達能力。

2．培養學生解決問題的能力、綜合運用學習工具的能力及節能意識。3．訓練學生的判斷推理的邏輯思維能力。教學過程： 一．教學導入 講述：前面我們完成了“家庭用電情況調查”和“制作并研究太陽能熱水器”兩項任務，在這兩個活動中，能量的利用是否科學合理？這節課讓我們進行交流交流。

二．交流 家庭用電情況調查 1．學生出示“家庭用電情況調查”。2．組內交流各自調查到的情況。

3．以小組為單位匯報：家庭用電的合理性。4．集體商討：根據調查結果提出相應的對策。5．思想教育：節約用電。．

三．交流 制作并研究太陽能熱水器

1．出示有關太陽能熱水器的研究資料。2．評價研究活動開展得好的小組和個人。

3．小組匯報：探討太陽能熱水器的科學性有哪些？ 4．集體商討：能否提出更新更好的設想？

5．根據大家的研究成果，修改各自的制作方案，制作更好的太陽能熱水器。

第五篇：2016_2017學年高中化學專題2化學反應與能量轉化第4單元太陽能生物質能和氫能的利用學業分層測評蘇教版

太陽能、生物質能和氫能的利用

(建議用時：45分鐘)

[學業達標] 1．人類將在未來幾十年內逐漸由“碳素燃料文明時代”過渡至“太陽能文明時代”(包括風能、生物質能等太陽能的轉換形態)，屆時人們將適應“低碳經濟”和“低碳生活”。下列說法不正確的是()A．煤、石油和天然氣都屬于碳素燃料 D．發展太陽能經濟有助于減緩溫室效應 C．太陽能電池可將太陽能直接轉化為電能 D．目前研究菠菜蛋白質“發電”不屬于太陽能文明

【解析】 煤、石油和天然氣都屬于含碳元素的燃料，屬于碳素燃料；太陽能經濟，不會產生溫室氣體；利用光能電池可將太陽能直接轉化為電能；菠菜屬于綠色植物，是通過光合作用生成的，D說法不正確。

【答案】 D 2．下列有關太陽能的利用方式以及列舉的實例錯誤的是()A．直接利用太陽輻射能的基本方式有四種：光—熱轉換、光—電轉換、光—化學能轉換和光—生物質能轉換

B．太陽能熱水器是一種光—熱轉換形式

C．綠色植物進行的光合作用，是一種光—生物質能轉換，它的本質是光—化學能轉換 D．將電能通過用電器進行照明的過程是一種光—電能轉換過程

【解析】 光—熱轉換、光—電轉換、光—化學能轉換和光—生物質能轉換是太陽能利用的基本方式，它們都是把光能轉換成其他形式的能量的過程。D項是將電能轉換成光能的過程。

【答案】 D 3．“可燃冰”又稱“天然氣水合物”，它是在海底的高壓、低溫條件下形成的，外觀像冰。1體積“可燃冰”可貯藏100～200體積的天然氣。下面關于“可燃冰”的敘述不正確的是()A．“可燃冰”有可能成為人類未來的重要能源 B．“可燃冰”是一種比較潔凈的能源 C．“可燃冰”提供了水可能變成油的例證 D．“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷

【解析】 由“可燃冰”又稱“天然氣水合物”可知，“可燃冰”的可燃成分為天然氣

即CH4；由于CH4中不含N、S等可產生大氣污染物的元素，故“可燃冰”可作為清潔能源；又由“1體積‘可燃冰’可貯藏100～200體積的天然氣”可知，它有可能成為人類未來的重要能源；從以上分析可知，“可燃冰”并不是由H2O變化得來的，C不正確。

【答案】 C 4．氫能是一種既高效又干凈的新能源，發展前景良好，用氫作能源的燃料電池汽車備受青睞。我國擁有完全自主知識產權的氫燃料電池轎車“超越三號”已達到世界先進水平，并加快向產業化的目標邁進。氫能具有的優點包括()①原料來源廣 ②易燃燒、熱值高 ③儲存方便 ④制備工藝廉價易行 A．①②

C．③④ 【答案】 A 5．(2016·嘉興高一質檢)“綠色化學”要求從根本上減少乃至杜絕污染。下列對農作物收割后留下的莖稈的處理方法中，不符合“綠色化學”要求的是()A．就地焚燒 C．加工成精飼料

B．發酵后作農家肥 D．制造沼氣 B．①③ D．②④

【解析】 農作物的莖稈就地焚燒會產生污染物，A項不符合“綠色化學”要求。【答案】 A 6．“能源分類相關圖”如圖所示，下列四組能源選項中，全部符合圖中陰影部分的能源是()

【導學號：39700041】

A．煤炭、石油、潮汐能 B．水能、生物質能、天然氣 C．太陽能、風能、沼氣 D．地熱能、海洋能、核能

【解析】 所列能源中屬于新能源的是潮汐能、生物質能、太陽能、風能、沼氣、地熱能、海洋能、核能；來自太陽輻射的能源是煤炭、石油、水能、生物質能、天然氣、太陽能、風能、沼氣、海洋能(如海水溫差能)；屬于可再生能源的是水能、生物質能、太陽能、風能、沼氣、海洋能。

【答案】 C

7．(雙選)氫氣雖然是一種理想的綠色能源，但目前仍處在研究、試驗階段，還未得到廣泛應用，其原因可能是()A．氫氣雖可由水制備獲得，但水資源嚴重匱乏 B．氫氣制備耗能巨大，廉價制氫技術尚未成熟 C．氫氣貯存、運輸等安全技術尚未很好地解決 D．氫氣燃燒產物雖無污染，但其放出熱量較少

【解析】 氫氣是一種放出熱量多、無污染的、理想的綠色能源，但目前仍處在研究、試驗階段，不是由于水資源的原因，我國淡水資源雖不是太多，但是海水資源比較豐富，A項錯；氫氣可以由水制備，但是需要消耗大量的能源，且不好貯存，這是根本原因。

【答案】 BC 8．為消除目前燃料燃燒時產生的環境污染，同時緩解能源危機，有關專家提出了利用太陽能制取氫能的構想。下列說法正確的是()

A.H2O的分解反應是放熱反應 B．氫能源已被普遍使用

C．2 mol H2O具有的總能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量 D．氫氣不易貯存和運輸，無開發利用價值

【解析】 2H2O===2H2↑＋O2↑是吸熱反應，說明2 mol H2O的能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量。因由水制取H2耗能多且H2不易貯存和運輸，所以氫能源利用并未普及，但發展前景廣闊。

【答案】 C 9．美國現任總統奧巴馬就環境問題公開表示，到2020年，美國將會把溫室氣體排放量削減到1990年水平的80%，此外美國將把新能源比重提高到30%。奧巴馬還計劃每年拿出150億美元大舉投資太陽能、風能和生物質能源等，并且舉全國之力構建美國的低碳經濟領袖地位。下列說法不正確的是()A．CO2、甲烷都屬于溫室氣體

B．用甘蔗生產的燃料乙醇屬可再生能源，利用乙醇燃料不會產生溫室氣體 C．太陽能、風能和生物質能屬于新能源 D．太陽能電池可將太陽能直接轉化為電能 【解析】 乙醇燃燒生成CO2，CO2為溫室氣體。【答案】 B 10．閱讀下面的敘述，回答有關問題。

“生物質”是指由植物或動物生命體衍生得到的物質的總稱。作為人類解決能源危機重要途徑之一的“生物質能”，主要指用樹木、莊稼、草類等植物直接或間接提供的能量。古老的刀耕火種、燒柴做飯、燒炭取暖等粗放用能方式正在被現代科學技術所改變。

(1)下面有關“生物質能”的說法，不正確的是()A．利用生物質能就是間接利用太陽能 B．生物質能源是可再生的能源

C．生物質能源是解決農村能源的主要途徑 D．生物質能的缺點是嚴重污染環境

(2)沼氣是有機廢棄物(樹葉、秸稈、草類及垃圾、糞便等)在隔絕空氣的條件下發酵分解而成的氣體，主要成分是甲烷。農村沼氣池中發酵后的池底剩余物是很好的漚肥。下面有關結論中，錯誤的是()A．沼氣是一種清潔的能源 B．使用沼氣作能源可以保護森林 C．使用沼氣給農民的生活帶來了不便 D．使用沼氣是對化學能的充分利用

【解析】(1)生物質燃燒的生成物主要是CO2，對環境的污染程度較低，D錯誤。(2)使用沼氣能源可以減少其他能源的使用，進而保護森林。【答案】(1)D(2)C 11．沼氣是一種廉價的能源。農村有大量的秸稈、雜草等農業廢棄物，它們經微生物發酵以后，便可產生沼氣，可以用來點火做飯。

(1)直接燃燒植物的枝葉是原始的取熱方式，燃燒的化學反應為 _____________________。

(2)煤的主要成分是碳，寫出煤和沼氣中的主要成分燃燒過程的化學方程式： ____________________________________________________________； ____________________________________________________________。其中對環境污染小的一種燃料是________________________________。(3)我國農村大約有700萬個沼氣池，試說明使用沼氣池有哪些優點？ 答：_______________。

若建立沼氣發電站，可以實現把________能轉化為電能。

【解析】 將植物的秸稈、葉、根等轉化為沼氣，既擴大肥源，又改善農村的衛生條件，而且燃料的利用率得以提高，還可以將生物質能轉化為電能。

點燃【答案】(1)(C6H10O5)n＋6nO2――→6nCO2＋5nH2O 點燃點燃(2)C＋O2=====CO2、CH4＋2O2――→CO2＋2H2O 沼氣

(3)使用沼氣池可使糞肥熟化、提高肥效、降低農業生產成本；可解決農村能源問題，改善衛生條件；可替代煤，減少大氣中的粉塵和酸雨的形成，減少環境污染(合理答案即可)生物質12．閱讀材料，回答問題：

(1)某無色液體A，在通電條件下能生成無色氣體B和C，B能使帶火星的木條復燃，C能在空氣中燃燒，發出淡藍色火焰且只生成A。A中所含的化學鍵是________。

(2)能源可分為一次能源和二次能源。自然界以現存形式提供的能源稱為一次能源；需要依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二次能源。你認為C作為能源應稱________次能源。有人認為氣體C是一種優質能源，你認為C作為能源最突出的優點是________。

(3)若已知1 g氣體C燃燒生成液體A時放出142.9 kJ熱量，試寫出其燃燒的熱化學方程式_________________。

【解析】(1)根據題中條件可以判斷：無色液體A是水，1個水分子中含有2個H—O共價鍵；B是氧氣，C是氫氣。(2)自然界中沒有氫氣，需要用其他物質為原料進行制備，所以氫氣屬于二次能源；氫能作為燃料的優點是：來源豐富(水)，單位質量的氫燃燒時產生的熱量多，最突出的優點是氫氣燃燒的唯一產物是水，燃燒后不產生污染。(3)2 mol氫氣(4 g)完全燃燒生成液體水時放出的熱量為4×142.9 kJ＝571.6 kJ，其ΔH＝－571.6 kJ·mol。

【答案】(1)共價鍵(2)二 無污染(3)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·mol

[能力提升] 13．可再生能源是我國重要的能源資源，在滿足能源需求、改變能源結構、減少環境污染、促進經濟發展等方面具有重要作用。應用太陽能光伏發電技術，是實現節能減排的一項重要措施。

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1－1

下列有關分析不正確的是()A．風能、太陽能、生物質能等屬于可再生能源 B．推廣可再生能源有利于經濟可持續發展 C．上圖是太陽能光伏電池原理圖，圖中A極為正極 D．光伏電池能量轉化方式是太陽能直接轉化變為電能

【解析】 A、B說法正確；由圖中的電流方向可知，A極應為負極，C不正確；光伏電

池發電是將光能直接轉化為電能，D正確。

【答案】 C

吸熱14．(雙選)已知反應Na2SO4·10H2O

放熱硝(Na2SO4·10H2O)的密閉聚乙烯管安裝在房屋的外墻內就能達到白天蓄熱使室內保持低溫度；晚上把白天所蓄熱量放出，使室內保持溫暖。以下說法正確的是()A．白天將太陽能轉化為化學能 B．白天將化學能轉化為太陽能 C．晚上將化學能轉化為熱能 D．晚上將熱能轉化為化學能

【解析】 白天Na2SO4·10H2O吸收太陽能失去水生成Na2SO4·nH2O，轉化為化學能蓄存起來，A項正確；晚上Na2SO4·nH2O結合H2O重新生成Na2SO4·10H2O放出熱量，化學能轉化為熱能，C項正確。

【答案】 AC 15．某人設想利用下述反應的聯合與循環來生產能解決目前環境和能源問題的某種物質：

高溫3FeCl2＋4H2O(g)=====Fe3O4＋6HCl＋H2；

℃4Fe3O4＋12Cl2＋12HCl=====12FeCl3＋6H2O＋5O2； 300 ℃6FeCl3=====6FeCl2＋3Cl2↑。

試回答下列問題：(1)該人欲生產的這種物質是________。(2)從化學原理來看這種生產的實質是________。

(3)若生產條件和設備均很理想，在生產過程中只需添加的原料是________。【解析】 從三個反應的產物來看，能夠解決目前環境和能源問題的物質是氫氣，所以該反應是用來制備氫氣的。又因為這三個反應是“聯合與循環”生產氫氣的，所以可以將三個方程式疊加，可得總的化學方程式為2H2O===2H2↑＋O2↑，故產物為H2和O2，其中H2能解決目前環境和能源問題；FeCl2和Cl2作催化劑，HCl、Fe3O4和FeCl3是中間產物。

【答案】(1)H2(2)使水分解為氫氣和氧氣(3)水

Na2SO4·nH2O＋(10－n)H2O。有人將裝有芒