2018-2019学年高一化学同步苏教版必修2学案：专题2 第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用
高中化学必修2苏教《专题2化学反应与能量转化第四单元太阳能生物质能和氢能的利用》268教案教学设计
第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用第一课时太阳能的利用教学设计一、教学目标1.学生知道太阳能开发利用的途径和方式2.学生知道开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的一些技术难题3.学生能认识开发、利用高效、清洁能源的重要性和迫切性二、教学重点太阳能开发利用的途径和方式三、教学方法结合问题，让学生进行自学、讨论和小结四、教学准备课件五、教学过程1．引入：学生读图“2010年世界能源消费结构与中国能源消费结构图”，并思考：根据图中数据，我们可以得出什么？在学生回答的基础上小结：当今世界仍是传统化石能源的时代，石油、天然气和煤炭目前还是人类社会消费的主要能源来源，在实现改变世界能源消费结构的美好愿望之前，仍将有漫长的路要走。
2．投影有关温岭在新能源方面的成就（来源温岭日报2010-03-15：浙江温岭建新能源综合应用示范点），让学生阅读：温岭市是浙江省2009年惟一一个县级新能源应用综合示范基地。
目前，温岭市已建有规模居亚洲第一的江厦潮汐发电站，总装机容量达到3900千瓦；全省首个沼气工程坞根镇寺基村沼气工程，年产沼气14万立方米；总投资约2.9亿元的35千伏垃圾焚烧发电厂，可年处理垃圾25万吨，年发电6900万度；王府基村成为全省全面普及太阳能应用第一村;总投资4.4亿元的东海塘风电场，总装机容量达40兆瓦。
预计到2012年，该市新能源利用容量达400兆瓦，新能源消费比例占全部能源使用量的1.5%以上。
3.学生讨论太阳能的特点，教师在学生讨论的基础上补充并小结：太阳能的优点：1）太阳能是地球上最根本的能源,总量最大2）分布最广3）最洁净,不污染环境。
太阳能的缺点：1）太阳能吸热板的装置费用昂贵。
2）不稳定：受到昼夜、季节、地理纬度和海拔高度等自然条件的限制以及晴、阴、云、雨等随机因素的影响4.学生讨论：据估计,太阳辐射到地球表面的能量是目前世界能量消耗的1万多倍。
大家知道日常生活中有哪些利用太阳能的实例？并完成P47表2-8。
新版苏教版高中化学必修二学案：专题二 第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用 Word版含解析
专题二化学反应与能量转化学案第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用[知识梳理]一、太阳能的利用【自主思考】1.什么是化石燃料？燃烧化石燃料有何利弊？提示煤、石油、天然气属于化石燃料，是由远古生物被埋在地下经历几百万年演变而来的，主要由碳、氢元素组成，还含有少量硫、磷、氮等元素。
好处：开采方便、利用方便，可直接燃烧等。
弊端：不可再生资源越用越少，能源利用率低，单位产值能耗高，污染环境。
2.大自然是如何利用太阳能的？提示植物的光合作用，在阳光照射下，植物体内的叶绿素将水、二氧化碳转化为葡萄糖，进一步生成淀粉、纤维素，实现光能到化学能的转化。
3.直接利用太阳能的方式有哪些？提示 直接利用太阳辐射能，主要方式有：①光—热转换，如太阳能热水器等；②光—电转换，如太阳能电池等；③光—化学能转换；④光—生物质能转换。
二、生物质能的利用生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量。
1.直接燃烧用纤维素代表植物枝叶的主要成分，燃烧反应为： (C 6H 10O 5)n ＋6n O 2――→点燃6n CO 2＋5n H 2O 。
2.生物化学转换用含糖类、淀粉较多的农作物为原料制乙醇，其化学反应方程式： (C 6H 10O 5)n ＋n H 2O ――→酶n C 6H 12O 6、C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH ＋2CO 2↑。
制得的乙醇可作为燃料。
3.热化学转换使生物质能在一定条件下转换为热值较高的可燃气体。
【自主思考】4.生物质能的来源是什么？包括哪些物质？怎样利用这些生物质能？提示 生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量。
包括：农业废弃物(秸秆、枝叶等)、水生植物、油料植物、有机废弃物、动物粪便等。
利用：直接燃烧、生物化学转换(如制成沼气)、热化学转换(在汽化炉内与水、空气反应生成燃气)。
三、氢能的开发与利用1.以天然气、石油和煤为原料，高温下与水蒸气反应：CH 4＋H 2O(g)――→高温CO ＋3H 2；C ＋H 2O(g)=====高温CO ＋H 2。
高中化学必修2苏教《专题2化学反应与能量转化第四单元太阳能生物质能和氢能的利用》271教案教学设计
1太阳能、生物质能和氢能的应用【学习目标】1、了解太阳能、生物质能、氢能利用的现状，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、认识开发、利用高能、清洁能源的重要性和迫切性。
一、太阳能的利用1、太阳能是以的形式传到地面，绿色植物通过吸收太阳能，动物食用植物体内的淀粉、纤维素、蛋白质利用太阳能。
人类所需的能量绝大部分是直接或间接地来自太阳能，除了和。
2、太阳能的利用方式（1）光——热转换原理：利用太阳辐射能加热物体而获得实例：太阳能热水器、反射式太阳灶、高温太阳炉、地膜、大棚、温室（2）光——电转换①光——热——电转换原理：太阳辐射能→（水→水蒸气）→汽轮机实例：太阳能集热器发电②光——电直接转换原理：利用效应，将太阳辐射能直接转化为实例：太阳能电池太阳电池的光电效率约为10-14%，其产品类型主要有单晶硅、多晶硅和非晶硅。
（3）光——化学能转化①选择芒硝晶体白天吸收热量溶解，晚上放出热量结晶。
Na2SO4·10H2O=Na2SO4·nH2O+(10-n)H2O②光解水——利用太阳辐射能和催化剂（4）光——生物质能转化原理：植物的光合作用：在太阳光作用下，植物体内的把CO2、水转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素。
反应方程式：。
化学能转化为热能：动物体内的淀粉、纤维素在的作用下，水解生成葡萄糖，反应方程式：。
葡萄糖氧化生成CO2和水，又释放出热量。
热化学反应方程式：。
例1、下列有关太阳能利用的叙述不正确的是（）A．太阳能热水器是将光能转化为热能B．太阳能电池是将光能转化为电能C．光解水制氢气是将光能转化为化学能D．水力发电是将太阳能直接转化为机械能例2、下列不可能实现的是（）2A．利用太阳能使人类可以循环利用某些燃料物质（甲醇、甲烷等）B．利用细菌处理矿物冶金C．化石燃料循环使用D．把夏天收集的太阳能储存起来，留待冬天使用例3、直接利用太阳辐射能有4种基本形式，其中：（1）目前技术最成熟、成本最低廉、应用最广泛的形式是。
2019高中化学 专题2第4单元 太阳能、生物质能和氢能的利用学案 苏教版必修2
第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用学习目标：1.了解太阳能、生物质能和氢能利用的现状。
(重点)2.了解开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的技术难题。
3.认识开发、利用高能、清洁能源的重要性和迫切性。
[自主预习·探新知]一、太阳能的利用葡萄糖――→淀粉或纤维素，把光能转化为化学能，化学绿色植物体内的叶绿素H2O、CO2光方程式为6H2O＋6CO2――→C6H12O6＋6O2；淀粉、纤维素在动物体内水解为葡萄糖，继而被氧叶绿素催化剂化生成CO2和H2O，释放出热量，供给生命活动的需要。
该过程的反应为(C6H10O5)n＋n H2O――→n C6H12O6，C6H12O6(s)＋6O2(g)―→6H2O(l)＋6CO2(g) ΔH＝－2 804 kJ·mol－1。
二、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)直接燃烧点燃若用纤维素代表植物枝叶的主要成分，则其燃烧的化学方程式为(C6H10O5)n＋6n O2――→6n CO2＋5n H2O。
(2)生物化学转换①制沼气a．沼气的成分：主要是甲烷，还含有CO2及少量H2S、NH3、PH3等。
b．应用：制气体燃料和优质肥料。
②制乙醇含糖类、淀粉较多的农作物为原料，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(C 6H 10O 5)n ＋n H 2O ――→酶n C 6H 12O 6，C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH ＋2CO 2↑。
(3)热化学转换 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气体。
三、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3．氢能的开发与利用(1)在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。
高中化学必修2苏教《专题2化学反应与能量转化第四单元太阳能生物质能和氢能的利用》251教案教学设计
太阳能、生物质能和氢能的利用无锡市第一中学孙逸明【引入】今天，我们要学习的是太阳能、生物质能和氢能的利用。
它们是地球上众多能源中的几种。
常见的能源可以根据能否直接从自然界中获取分为一次能源和二次能源。
一次能源是自然界中原本就存在、不需要额外加工的能源，有太阳能、风能、水能、地热能、生物质能、核能、化石燃料等等。
其中，前五种是可再生能源，后两种在短时间内不能恢复、不可再生。
二次能源是由其它一次能源加工后得到的能源，有电能、氢能等，它们是可再生能源。
【展示】（PPT）能源的分类【讲述】在以上这些能源中，最基本的能源是太阳能。
太阳内部时时刻刻发生着核聚变反应，放出巨大的能量。
它们以光能和热能的形式传输到地面。
地球上的水能、风能、生物质能、化石燃料本质上都来源于太阳能。
【展示】（PPT）太阳风暴与地磁场【讲述】太阳向外辐射的能量大约只有二十亿分之一到达地球。
尽管其比例非常小，但已足够地球上的生物使用。
在太阳活动非常活跃的时间，还会产生大量对地球生物有害的高能辐射，当然地磁场为我们起到了很强的保护作用。
【学生阅读】书P.48直接利用太阳能的方式【展示】（PPT）大功率太阳灶【讲述】太阳能可以直接用于加热物体。
太阳光相对于地球来说是平行光，如果将其会聚于一点，那就可以大幅升温。
太阳灶本身就是一块巨大的凹面镜，可以会聚光线。
【展示】（PPT）凹面镜会聚光线的原理【讲述】在光学器件中，凹面镜和凸透镜都能会聚光线。
凹面镜有一个焦点，当平行光平行于凹面镜的主轴入射时，经凹面镜反射，光线会聚到焦点处。
光具有能量，使得交点处温度升高。
在焦点处放置需要加热的物体，一段时间后，就能达到目的。
【展示】（PPT）太阳能电池【讲述】太阳能也可以转化为电能。
光电池是以光电效应为基础制造的，可直接实现太阳能到电能的转化。
另一种转化途径是以热能为中介，先吸收太阳能，再使液态水吸收能量汽化为水蒸气，最后驱动汽轮机发电。
太阳能也能转化为化学能。
苏教必修2化学专题二第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用教案
方程式
生物质能来源：
生物质能包括：等。这些物质中蕴含丰富的生物质能。
三、生物质能的利用方式
1、
方程式：
2、
1）制沼气
原料：
条件：
主要成分：还包括
用途
2）制乙醇
原料：
条件：
用途
方程式：
3、热化学转换
过程：
小结：生物质能的优势
a
b
c
阅读课本47也拓展视野，讨论与传统的填埋方法相比，用焚烧的方法处理垃圾，优点有哪些？
a
b
c
d
设问：刚才我们学习了生物质能的几种利用方式和它们的优势所在，但是，为什么目前生物质能利用不是很广泛呢？
四、开发利用生物质能的前景
1、目前主要停留在阶段
2、目前的技术难题：
五、 氢能的三大优点：
1、
2、
3、
阅读课本48页，画出氢能产生与利用示意图
思考：大家知道几种产生氢能的方式？这些方式有哪些优点和缺点？
【教学过程】
[复习]化石能源的缺点，
[讲述]科学家对全球化石燃料何时用会被耗尽作了估计：其预测结果是——煤227年，石油40年，天然气61年。
为了解决全球的能源危机和燃烧化石燃料带来的污染问题，世界各国都在致力开发和利用新能源，比如，太阳能、生物能、氢能，而在所有的新能源中，最诱人的是太阳能。
阅读课本，思考并讨论太阳能的资源特点
《太阳能、生物质能和氢能的利用》
【教学目标】
1.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
2、简单了解生物质能利用现状、开发利用的前景和尚未攻克的一些技术难题
3、认识开发、利用高能清洁能源的重要性和紧迫性
高中化学必修2苏教《专题2化学反应与能量转化第四单元太阳能生物质能和氢能的利用》284教案教学设计
-1-《氢能的开发与利用》教学设计化学组赵倩一、教材分析本节课是选自人教版高中化学必修2专题2《化学反应与能量变化》第四单元《太阳能、生物质能和氢能的利用》。
氢能的开发与利用融合了氧化还原反应、化学能与电能相互转换、原电池原理应用,彼此结合渗透。
该部分知识既是高中化学教学的重要内容也是高考重点考查的主干知识点之一。
从内容结构来看，已经学习了化学能转化为热能以及化学能转化为电能的相关知识，对化学能的转化有一定的知识基础；本节课与原电池的内容紧密联系，学生掌握了一次电池、二次电池的构成、工作原理和性能，为本节课学习氢燃料电池反应方面的进一步拓宽和加深做好了铺垫。
内容编排上，起到了承上启下的作用，符合学生认知规律，是连接知识的桥梁。
二、学情分析学生已了解了原电池的相关知识，知道原电池的定义、工作原理、构成条件等，学生对化学电源中的一次电池、二次电池已经积累了一定的感性认识。
能通过对实验现象的观察，有关数据的分析得出相关结论，具有一定的观察能力，实验能力和思维能力。
但是对于陌生原电池的反应原理，特别是电极反应的产物判断以及电极反应式的书写会存在困难。
三、设计思路充分调动学生的积极性和主动性，以学生为主体，让学生自主地参与知识的获得过程，并给学生充分的表达自己想法的机会。
通过创设问题情境，将认识燃料电池与知识回顾、新知识引入融为一体，将实验探究与思考交流交替进行，充分利用学生的好奇心和求知欲，设计问题情境，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中自己发现问题、分析问题和解决问题。
本节课采取了启发、讨论、实验探究、模型分析等教学方法，采用多媒体进行教学。
四、教学目标[知识与技能]1.了解氢能的开发与利用。
2.以氢氧燃料电池为例，知道燃料电池属于原电池；掌握燃料电池的工作原理，会熟练书写电极反应。
3.学习实验研究的方法，能设计并完成一些基本的化学实验。
[过程与方法]1.通过让学生利用原电池知识来分析燃料电池的反应原理的过程，培养学生对知识的迁移应用能力。
苏教版高中化学必修二《太阳能的利用》教案-新版
第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用一、教材依据版本苏教版必修2 专题2化学反应与能量转化第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用第一课时太阳能、生物质能和氢能的利用二、设计思想《太阳能、生物质能和氢能的利用》是苏教版必修2专题2第四单元的教学内容。
本单元密切联系社会热点问题和生产生活实际，与化学、物理、生物等学科知识联系紧密，对于复习巩固所学的学科知识，提高社会责任感、提高科学素养具有重要作用。
本节教学内容也是培养学生发现问题、解决问题和批判性思维极好的素材。
鉴于此，本单元所涉及的教学内容在教材中虽然属于常识内容，但在教学中我们依然很重视本单元的教学，在教学中充实自己的知识储备，更新教学观念，实现教学目标。
根据课程标准和本单元内容的特点，根据“以学生的发展为核心” 的课程理念，为在教学设计中充分体现出“以学生的学为主”和“把学习的主动权交给学生，不用预设的问题约束学生”的教学指导思想，着重解决以下几个问题：1．立足于现代生活和未来发展的需要，激发学生的求知欲。
通过世界和我国的能源消费结构及其变化趋势，让学生以方面看到人类面临的能源危机；另一方面也看到太阳能、生物质能、氢能等新能源的开发和利用有着有人前景。
鼓励青少年关心能源问题，让学生感悟研究开发新能源的重要性，为全人类的幸福努力学习。
注意从学生已有的经验和知识出发，使学生领悟新能源的开发利用与日常生活的密切联系，学习新能源开发利用需要化学等自然科学知识，进一步认识学习化学的重要性，增强学习化学的自信心。
例如，从绿色植物的光合作用利用太阳能为地球上的生物提供食物、为人类提供大量的生产原料，看到农业生产的重要性，看到研究光合作用机理、模拟光合作用进行农业生产工业化的前景。
从人类对太阳能利用技术的研究，联想到要直接利用太阳能转化为光能、热能、化学能，需要解决转化的材料（如吸收储存太阳能的材料）问题，这无疑是化学科学的任务，以此激发学生学习化学的责任感。
苏教版化学必修2学案：专题2 第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用 Word版含解析
第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用[课标要求]1．知道太阳能、生物质能、氢能的利用。
2．认识开发利用清洁高效新能源的重要意义。
,1.太阳能利用的重要反应：(1)6CO 2＋6H 2O ――→光叶绿素C 6H 12O 6＋6O 2(太阳能→化学能)，(2)(C 6H 10O 5)n ＋n H 2O 催化剂,n C 6H 12O 6，C 6H 12O 6＋6O 2―→6CO 2＋6H 2O(化学能→热能)。
2．生物质能的利用：( 1)直接燃烧：(C 6H 10O 5)n ＋6n O 2点燃,6n CO 2＋5n H 2O ，(2)生物化学转换：制沼气；制乙醇。
(3)热化学转换。
3．氢能的三大优点：(1)来源广 (2)无污染 (3)热值高太阳能的利用1．能源与太阳能 能源是人类生活和社会发展的基础。
地球上最基本的能源是太阳能。
2．太阳能利用的能量转化方式被吸收的太阳能――→化学反应(1)化学能――→化学反应(2)热能、光能或电能 (1)太阳能转化为化学能①物质转化：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。
②化学反应：6CO 2＋6H 2O ――→光叶绿素C 6H 12O 6＋6O 2。
③能量转化：光能―→化学能。
(2)化学能转化为热能①物质转化：动物摄入体内的淀粉、纤维素能水解转化为葡萄糖，其氧化生成二氧化碳和水，释放出热量，供给生命活动的需要。
；C 6H 12O 6＋6O 2―→6H 2O ＋6CO 2。
③能量转化：化学能―→热能。
3．太阳能的利用1．植物通过光合作用能将CO 2和水转化成哪些物质？提示：转化成葡萄糖和氧气。
2．摄入人体内的淀粉是如何转化成能量的？提示：淀粉在人体内水解转化成葡萄糖；葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，释放出能量。
1．太阳能与其他能源的关系2．太阳能的特点优点：太阳能是巨大、无尽的能源；太阳能可以为人类共享，可免费使用；太阳能对环境无任何污染。
高中化学必修2苏教《专题2化学反应与能量转化第四单元太阳能生物质能和氢能的利用》262教案教学设计
太阳能教学设计一教学目标1.知识与技能初步认识太阳的结构，知道太阳能是人类资源宝库。
大致了解利用太阳能的方式。
2.过程与方法通过课前预习，提高学生搜集信息、整理信息的能力，和对前期知识再利用及整合的能力，课堂交流锻炼交流信息的能力。
3.情感、态度与价值观培养学生保护环境，合理利用资源的意识和不断创新、不断提高的精神。
联系现代社会能源危机，激发学生创新设计的动力。
二学情分析学生每天看见太阳升起，享受着太阳带给我们的生机和活力，但是太阳的结构，太阳能的来源和利用却只是在某些科学书籍中了解一鳞半爪，在前期的学习中曾经提到过太阳能的转化，学生需要的是补充太阳能的基础知识，了解太阳能的开发前景和迫切性。
三重点难点教学重点：太阳能的利用。
抓住生活中的太阳能利用实例，让学生体会太阳能利用的重要性和可开发性。
教学难点：太阳能是人类资源宝库。
必须从大量的事实、视频、历史让学生感受深刻。
四教学过程1引入新课“万物生长靠太阳”这句话同学们都熟悉，今天我们就来探究太阳能及其利用的问题。
展示太阳内部结构动画视频，煤和石油生成的动画视频，了解地壳变迁中太阳的作用和为我们提供的能量，真正体会“万物生长靠太阳”。
2新课教学1.太阳——巨大的“核能火炉”学生阅读课文后由学生总结：太阳的大小：太阳的直径大约是地球的110倍、体积大约是地球的130万倍、质量大约是地球的33万倍。
太阳的构造：太阳由太阳核心、辐射层、对流层、太阳大气构成．教师：复习上节聚变内容，交代聚变产生的条件：第一，有质量很小的原子核；第二，有超高温的环境。
学生分析出太阳内部反应的条件：太阳内部有大量的氢原子核，太阳核心的温度高达1500万摄氏度。
太阳内部的氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。
教师补充：太阳核心释放的能量向外扩散。
经过数千年的时间传送到太阳表面。
太阳表面温度约6000℃，就像一个高温气体组成的海洋．大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射开去。
高一化学苏教版2教案：专题2第四单元第一课时太阳能的利用含解析
教学设计单元分析本单元的内容介绍了有关能源利用的问题,包括太阳能、生物质能以及氢能这三种能源的开发、利用和一些相关问题的介绍。
本单元内容密切联系社会热点问题和生产生活实际，与化学、物理、生物等学科知识联系紧密，对于复习巩固所学的学科知识、提高社会责任感、提高科学素养具有重要作用。
本单元教材内容在编写上有三个特点：1.突出开发利用新能源的美好前景，说明新能源的开发利用需要新技术、新办法来克服许多技术难关。
例如,教材介绍了氢能的利用前景，也指出要大规模制备和利用氢气，还要解决很多问题，有待进一步研究、试验.2.强调开发利用新能源体现了科学技术的应用价值。
教材介绍沼气的开发和利用就是一例。
3.强调开发和利用新能源，要综合应用化学、物理、生物、材料科学等多种学科的知识和技能.本单元教材的学习内容就体现了各学科之间的横向联系和相互渗透。
例如，学习研究生物质能的开发利用需要生物学和化学知识。
本单元的教学分为两课时完成,第一课时讲解太阳能的开发、利用的现状，以及开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的一些技术难题等知识,第二课时讲解生物质能的利用以及氢能的开发和利用问题。
第一课时内容的重点是太阳能利用的现状、开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的一些技术难题，难点是分析太阳能的利用原理.第二课时的重点是生物质能、氢能利用的现状、开发利用生物质能、氢能的广阔前景和尚未攻克的一些技术难题，难点是生物质能、氢能的利用原理。
总体是通过有关能源问题的文字、图像资料等，结合交流、讨论等多种学习方式，让学生联系并综合运用物理、生物等学科知识，大胆阐述自己的见解，发挥学生学习的主动性.本单元教学的目的是通过世界和我国的能源消费结构及其变化趋势，让学生一方面看到人类面临的能源危机,鼓励学生关心能源问题，认识开发、利用高能、清洁能源的重要性和迫切性；另一方面也看到太阳能、生物质能、氢能等新能源的开发和利用有着诱人的前景，激发学生的求知欲，鼓励学生为全人类的幸福而努力学习。
苏教版化学必修2 专题2 第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用3 氢能的开发与利用(学案)
重点：氢能利用的现状、开发利用的前景和尚未攻克的一些技术难题。
难点：氢能的利用原理。
考点一：氢能的优点原料广：制取H2的原料是H2O，资源不受限制。
无污染：H2燃烧的产物是H2O，无污染且可循环利用。
热值高：是等质量汽油完全燃烧放出热量的3倍多。
考点二：氢能利用存在的问题1. 廉价的制氢技术——首要难点。
原因：制氢需要消耗大量的能量且效率低。
2. 安全可靠的贮氢和输氢方法——关键。
原因：H2易汽化、易燃、易爆。
考点三：氢能的产生和利用途径（1）氢能的产生：①水煤气法：②电解法：③光解法【随堂练习】有关能源的下列说法不．正确的是（）A. 煤、石油、天然气均为化石能源B. 化石能源是非再生能源C. 氢能是可再生能源D. 氢能、核能均是无污染的高效能源解析：煤、石油、天然气属化石燃料，属非再生能源，A、B正确；氢能可再生且无污染，核能有污染，C正确，D错误。
答案：D例题1 下列关于能源利用的说法中正确的是（）A. 贮氢材料在使用中，氢分子被吸收时，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，利用产生的热能供暖和发电C. 使用化石燃料不会带来环境污染问题D. 将氢气作为燃料使用的优点之一是成本低思路分析：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程是化学键断裂的过程，属于吸热过程，A项错误；发达国家对城市废弃物的处理方式主要是焚烧，利用产生的热能供暖和发电，B 项正确；化石燃料在使用过程中，往往会造成一定的环境污染问题，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例题2 有效“减碳”的手段之一是节能，下列制氢方法最节能的是（ ）A. 电解水制氢：2H 2O 通电2H 2↑＋O 2↑B. 天然气制氢：CH 4＋H 2O −−→−高温CO ＋3H 2C. 高温使水分解制氢：2H 2O 高温2H 2↑＋O 2↑D. 太阳光催化分解水制氢：2H 2O 太阳光2TiO 2H 2↑＋O 2↑思路分析：电解水或高温使水分解都要消耗大量的电能或热能，天然气本身是一种不可再生的化石燃料，用它制氢气，除了消耗能源物质外，反应所需要的高温条件，也需要额外消耗大量的能源。
高中化学必修2苏教《专题2化学反应与能量转化第四单元太阳能生物质能和氢能的利用》259教案教学设计
1必修2第二专题化学反应与能量转化第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用太阳能的利用教学目标：1.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教学重点：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教学难点：太阳能的利用原理教学方法：教学过程：复习：化石能源的缺点，讲述：科学家对全球化石燃料何时用会被耗尽作了估计：其预测结果是——煤227年，石油40年，天然气61年。
为了解决全球的能源危机和燃烧化石燃料带来的污染问题，世界各国都在致力开发和利用新能源，比如，太阳能、生物能、氢能，而在所有的新能源中，最诱人的是太阳能。
阅读课本，思考并讨论太阳能的资源特点一、太阳能的资源特点1、2、3、4、5、讨论：大家知道在日常生活有我们利用太阳能的实例？它们是将太阳能转化为什么能？太阳能转化为能太阳能转化为能太阳能转化为能太阳能转化为能二、太阳能的利用方式1、光——热转换原理：运用：abcd2、光——电转换原理：运用：a2bc发电方式：3、光——化学能转换运用：4、光——生物能转换原理：方程式小结：本课主要学习了太阳能利用的现状、开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的一些技术难题。
课后练习：（共12分）1、下列能源中，属于，无污染能源的是（）A、煤气B、核能C、太阳能D、石油2、“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、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、下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述中错误的是（）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4、汽车尾气CO、SO2、NO及某些有机物等，是城市的污染源。
治理的方法之一是在汽车的排气管上安装一个“催化转化器”，它的特点是CO和NO反应，生成可参与大气生态环境的无毒气体（N的氧化物均为大气污染物），并促使有机物充分燃烧及SO2转化。
高中化学(苏教版2)专题二第4单元同步导学案：2.4太阳能、生物质能和氢能的利用
专题二化学反应与能量转化第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用本课提要通过简单了解太阳能、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。
联系生产、生活实际学习太阳能、生物质能的利用。
本课学习的重点太阳能、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。
课前准备【温故】目前，世界所需的能量大多来自于、和,它们都是有远古生物掩埋在地下深处历经几百万年演变而形成的。
这一类化石燃料的利用带来了严重的环境污染问题。
【知新】(1）开发和利用清洁、高效的新能源已经成为人类共同关注的重大课题。
其中研究较多的新能源有、和。
(2）地球上最基本的能源是。
（3)植物的光合作用是利用能进行的。
（4）沼气是通过细菌的发酵作用形成的，属于。
（5）氢气燃烧:化学方程式：，其燃烧产物是，不会污染环境。
【设疑】这些新能源具有清洁、高效的特点，我们有哪些利用途径呢？课堂在线一、太阳能的利用【了解一下】化石燃料（煤、石油、天然气）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，其预测结果是——煤227年，石油40年，天然气61年。
【填一填1】为了解决全球的和带来的问题，世界各国都在致力于开发和利用、、等洁净高效新能源,而是最诱人的。
【交流与讨论1】迄今为止，自然界中利用太阳能最重要也是最成功的途径是什么？1、大自然利用太阳能最成功的途径：.(1）.在太阳光作用下，植物体内的把、转化为，进而生成、。
（2）。
动物体内的、在酶的作用下,水解生成，氧化生成和，又释放出。
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.【设疑2】大自然通过光合作用利用太阳能是如此的成功和美妙.那么，人类通过什么方式开发和利用太阳能？你知道有哪些途径，已经取得哪些成就吗?【阅读与思考1】阅读教材中“拓宽视野"的内容，填空。
1．利用太阳能的一般方式:（1）（2)①②（3）（4)2．太阳能利用中存在的问题(1）（2）（3)二．生物质能的利用【填一填2】生物质能来源与所贮存的能量。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用 [课标要求]1．知道太阳能、生物质能、氢能的利用。
2．认识开发利用清洁高效新能源的重要意义。
,1.太阳能利用的重要反应：(1)6CO 2＋6H 2O ――→光叶绿素C 6H 12O 6＋6O 2(太阳能→化学能)，(2)(C 6H 10O 5)n ＋n H 2O 催化剂,n C 6H 12O 6， C 6H 12O 6＋6O 2―→6CO 2＋6H 2O(化学能→热能)。
2．生物质能的利用：(1)直接燃烧：(C 6H 10O 5)n ＋6n O 2点燃,6n CO 2＋5n H 2O ， (2)生物化学转换：制沼气；制乙醇。
(3)热化学转换。
3．氢能的三大优点：(1)来源广 (2)无污染 (3)热值高太阳能的利用1．能源与太阳能能源是人类生活和社会发展的基础。
地球上最基本的能源是太阳能。
2．太阳能利用的能量转化方式被吸收的太阳能――→化学反应(1)化学能――→化学反应(2)热能、光能或电能 (1)太阳能转化为化学能 ①物质转化：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。
②化学反应：6CO 2＋6H 2O ――→光叶绿素C 6H 12O 6＋6O 2。
③能量转化：光能―→化学能。
(2)化学能转化为热能①物质转化：动物摄入体内的淀粉、纤维素能水解转化为葡萄糖，其氧化生成二氧化碳和水，释放出热量，供给生命活动的需要。
；C 6H 12O 6＋6O 2―→6H 2O ＋6CO 2。
③能量转化：化学能―→热能。
3．太阳能的利用1．植物通过光合作用能将CO 2和水转化成哪些物质？ 提示：转化成葡萄糖和氧气。
2．摄入人体内的淀粉是如何转化成能量的？提示：淀粉在人体内水解转化成葡萄糖；葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，释放出能量。
1．太阳能与其他能源的关系2．太阳能的特点优点：太阳能是巨大、无尽的能源；太阳能可以为人类共享，可免费使用；太阳能对环境无任何污染。
缺点：受季节、地区、气候等影响，不能维持常量等。
3．太阳能的利用前景太阳能的开发利用是当今国际上一大热点，经过近20多年的努力，太阳能技术有了显著进步，太阳能的利用领域已由生活热水、建筑采暖等扩展到工农业生产的许多部分，人们已经强烈意识到，一个广泛利用太阳能和可再生能源的新时代——太阳能时代即将到来。
1．人类将在未来几十年内逐渐由“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态)，届时人们将适应“低碳经济”和“低碳生活”。
下列说法不正确的是() A．煤、石油和天然气都属于碳素燃料B．发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直接转化为电能D．目前研究菠菜蛋白质“发电”不属于太阳能文明解析：选D煤、石油和天然气都属于含碳元素的燃料，属于碳素燃料；利用太阳能不会产生温室气体；利用光能电池可将太阳能直接转化为电能；菠菜属于绿色植物，是通过光合作用生成的，D说法不正确。
2．下列有关太阳能的利用方式以及列举的实例错误的是()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—电能转换过程解析：选D光—热转换、光—电转换、光—化学能转换和光—生物质能转换是太阳能利用的基本方式，它们都是把光能转换成其他形式的能量的过程。
D项是将电能转换成光能的过程。
生物质能的利用1．生物质能的来源植物及其加工产品所贮存的能量。
2．生物质能的利用方式(1)直接燃烧(用纤维素代表植物枝叶的主要成分) 化学方程式为(C 6H 10O 5)n ＋6n O 2点燃,6n CO 2＋5n H 2O 。
(2)生物化学转换 ①制沼气：沼气的成分主要是CH 4，还含有CO 2及少量H 2S 、NH 3、PH 3等。
②制乙醇：C 6H 12O 6――→酶2C 2H 5OH ＋2CO 2。
(3)热化学转换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气体。
1．生物质主要包括哪些物质？提示：生物质包括农业废弃物(如植物的秸秆)、水生植物、油料植物、有机废弃物等。
2．如何由甘蔗渣(主要成分是纤维素)制取酒精？提示：甘蔗渣(主要成分是纤维素)在催化剂的作用下先水解生成葡萄糖；然后葡萄糖在酶的作用下发酵制得乙醇。
1．生物质能(1)生物质能是新能源，可以再生，合理利用不会造成环境污染。
(2)生物质能通过生物化学转换可以制取CH 4、乙醇等能源物质，生物质通过热化学转换可以制取CH 4、CO 、H 2等可燃性气体。
2．生物质能的特点(1)生物质能储量大、种类多、利用形式多样。
生物质能一直是人类赖以生存的重要能源，仅次于煤、石油和天然气居世界能源第四位，在整个能源系统中占有重要地位。
(2)生物质能是一种理想能源，具有可再生、低污染、分布广泛等特点。
(3)缺点：利用规模小，植物仅能将少量的太阳能转化为生物质能；单位土地面积的有机物能量偏低；缺乏适合栽种植物的土地。
3．直接燃烧生物质能的缺点(1)燃烧不充分，产生的CO 会污染空气。
(2)燃烧充分，产生大量CO 2气体会加剧温室效应。
(3)热能利用率不高，损失大量能量。
(4)利用率低，若能综合利用可以制得各种产品，利用价值将成百倍地增加。
1．下列有关生物质能的说法不正确的是()A．生物质能是可再生能源B．生物质能来源于太阳能C．焚烧生活垃圾发电是将生物质能转化为热能再转化为电能D．玉米、高粱发酵制乙醇是生物质能的热化学转换解析：选D生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量，生物质能的利用除释放能量外，产生无污染的CO2和H2O，通过植物的光合作用，重新将太阳能转化为生物质能，因此生物质能是可再生的新能源，A正确；光—生物质能的转换本质是光—化学能的转换，B正确；焚烧生活垃圾发电的能量转换过程是生物质能―→热能―→电能，C正确；含淀粉较高的农作物发酵制燃料乙醇是生物化学转换，D不正确。
2．下列对城市废弃物中生物质能利用不合理的是()A．把废弃物运到乡下找个地方填埋掉B．对废弃物进行处理后焚烧，利用产生的热能供暖和发电C．把废弃物进行生物化学转换获取CH4D．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解析：选A生活垃圾采用填埋的方式会使能量不能被充分利用，同时占用了土地。
氢能的开发与利用(对应学生用书P39)1．氢能的优点2．氢能利用存在的问题(1)廉价的制氢技术——首要难点原因：制氢需要消耗大量的能量且效率低。
(2)安全可靠的贮氢和输氢方法——关键原因：H2易汽化、易燃、易爆。
3．氢能的生产与利用(1)氢能的产生①水煤气法：②电解法：③光解法：(2)氢能的利用方式①利用氢和氧化剂发生反应放出热能；②利用氢和氧化剂在催化剂作用下的电化学反应直接获取电能；③利用氢的热核反应释放出核能，这是氢能的一种特殊应用。
1．近20年来，对以氢气为未来的动力燃料氢能源的研究获得了迅速发展，为了有效发展民用氢能源，首先必须制得廉价的氢气，下列可供开发又较经济且资源可持续利用的制氢气的方法是()A．电解水B．锌与稀硫酸反应C．光解海水D．以石油、天然气为原料解析：选C制H2的要求为可供开发又较经济，且资源可持续利用，A、B项不经济，D项可开发但石油、天然气为化石燃料不可持续利用。
2．今有两反应：①2Na＋2H2O===2NaOH＋H2↑，②NaH＋H2O===NaOH＋H2↑。
回答问题：(1)指出H2O的作用：反应①____________，反应②____________。
(2)反应①中的ΔH__________0(填“>”或“<”)。
解析：两反应中H2O均作氧化剂，反应①为放热反应。
答案：(1)氧化剂氧化剂(2)<[三级训练·节节过关]1．下列变化过程和对应的能量转化关系错误的是()A．植物光合作用：光能→生物质能B．太阳能热水器：太阳能→电能C．石灰石高温分解：热能→化学能D．铅蓄电池：化学能→电能解析：选B A项，植物的光合作用是把光能转化为生物质能，正确；B项，太阳能热水器是把太阳能转化为热能，错误；C项，石灰石高温分解生成氧化钙和二氧化碳，是把热能转化为化学能，正确；D项，铅蓄电池是把化学能转化为电能，正确。
2．下列有关能源和能量转换的叙述正确的是()A．推广使用太阳能、风能、海洋能、氢能，有利于缓解温室效应B．乙醇和汽油都是可再生能源，应大力推广“乙醇汽油”C．普通锌锰干电池不含环境污染物，用完后可以随意扔掉，使用方便D．燃料电池是利用燃料燃烧，将化学能转化为热能，然后再转化为电能的化学电源解析：选A A项，可以减少二氧化碳的排放，有利于缓解温室效应，正确；B项，汽油是不可再生能源，错误；C项，废弃电池会造成土壤污染、水污染等环境问题，用完后不能随意扔掉，错误；D项，原电池是将化学能转化为电能的装置，D错误。
3．绿色能源是人类理想的能源，不会造成环境污染，下列能源不属于绿色能源的是()A．氢能源B．太阳能C．风能D．石油解析：选D氢能是氢气燃烧提供的，产物是水，无污染；太阳能是最清洁的能源；风能的使用也不会给环境带来污染；石油是化石燃料，其中硫元素燃烧生成的二氧化硫、不完全燃烧产生的一氧化碳、高温燃烧产生的氮氧化物等都是污染物，因此石油不是绿色能源。
4．氢能是一种既高效又洁净的新能源，发展前景良好，用氢作能源的燃料电池汽车备受青睐。
我国拥有完全自主知识产权的氢燃料电池轿车“超越三号”已达到世界先进水平，并加快向产业化的目标迈进。
氢能具有的优点包括()①原料来源广②易燃烧、热值高③储存方便④制备工艺廉价易行A．①②B．①③C．③④D．②④解析：选A地球上有大量的水，可用水为原料制氢气。
H2易燃烧，无污染，热值高，是一种高效、洁净的新能源，但在利用氢燃料时，其储存和制备成本较高，到现在还不能大量使用。
5．分析下图：回答以下问题：(1)电解水生成H2，首先要解决的问题是_____________________________________。
(2)氢气作为理想的“绿色能源”的主要理由是_________________________________________________________________________________________________________。
解析：(1)电解水需要消耗大量电能。
(2)H2作为“绿色能源”优点有三：来源丰富；热值高；无污染。
答案：(1)需大量电能(2)来源丰富(H2O)，燃烧放出的热量多，产物无污染1．下列说法中不正确的是()A．电解水生成氢气和氧气时，电能转变成化学能B．煤燃烧时化学能大部分转变成热能C．绿色植物光合作用过程中太阳能转变成化学能D．白炽灯工作时电能全部转变成光能解析：选D 电解过程是电能转化为化学能，A 正确；煤燃烧时化学能大部分转变成热能，少部分化学能转化为光能，B 正确；绿色植物的光合作用过程中太阳能转变成化学能，C 正确；白炽灯工作时电能大部分转变成光能，少部分转变成热能，D 不正确。