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2019-2020年高中化學(xué)《太陽能 生物質(zhì)能和氫能》教案1 蘇教版選修2 一、學(xué)習(xí)目標(biāo) 1．簡單了解太陽能、生物質(zhì)能利用的現(xiàn)狀，了解開發(fā)利用太陽能的廣闊前景和尚未攻克的一些技術(shù)難題。 2．聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際學(xué)習(xí)太陽能、生物質(zhì)能的利用。 3．認(rèn)識開發(fā)、利用高能清潔能源的重要性和緊迫性。 4．通過活動(dòng)與收集資料，增強(qiáng)節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的意識，增強(qiáng)社會責(zé)任感。 二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn) 教學(xué)重點(diǎn)：太陽能、生物質(zhì)能利用的現(xiàn)狀、開發(fā)利用太陽能的廣闊前景和尚未攻克的一些技術(shù)難題。 教學(xué)難點(diǎn)：太陽能、生物質(zhì)能利用的原理。 三、設(shè)計(jì)思路 本單元是專題2“化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化”中的最后一部分內(nèi)容。在前三單元介紹了化學(xué)反應(yīng)速率和反應(yīng)限度、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化之后，提出了太陽能、生物質(zhì)能、氫能等新能源的開發(fā)問題，向?qū)W生展示了開發(fā)利用新能源的美好前景。更進(jìn)一步讓學(xué)生體會到能源與人類生存和發(fā)展的息息相關(guān)及能源在社會發(fā)展、提高人們生活質(zhì)量上的重要作用。 因此在教學(xué)中，突出介紹開發(fā)利用新能源的美好前景，說明新能源的開發(fā)利用需要新的科學(xué)技術(shù)，強(qiáng)調(diào)科學(xué)技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。突出新能源的開發(fā)利用將為解決能源危機(jī)、環(huán)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(xiàn)。強(qiáng)調(diào)開發(fā)利用新能源要綜合應(yīng)用物理、化學(xué)、生物、材料科學(xué)等多學(xué)科的知識和技術(shù)，激發(fā)學(xué)生的求知欲。 在教學(xué)中可緊密聯(lián)系生產(chǎn)、生活中的實(shí)際問題，從學(xué)生已有的知識出發(fā)，使學(xué)生領(lǐng)悟到開發(fā)新能源與自己的日常生活密切相關(guān)，進(jìn)一步認(rèn)識到學(xué)習(xí)化學(xué)知識的重要性。引導(dǎo)學(xué)生利用所學(xué)的化學(xué)知識，分析太陽能、生物質(zhì)能、氫能利用的化學(xué)原理，設(shè)想解決開發(fā)利用新能源中尚存問題的方法，提高應(yīng)用知識的能力。 四、教學(xué)過程 [展示圖片]xx年世界能源消耗比例（PPT2） [創(chuàng)設(shè)問題情景]從20世紀(jì)末統(tǒng)計(jì)的非洲、美洲、歐洲和中東地區(qū)已經(jīng)探明的石油儲藏量，估計(jì)世界各地區(qū)蘊(yùn)藏的石油可以供各地區(qū)使用多少年。從估計(jì)結(jié)果你想到什么？ [學(xué)生討論][教師講解] 化石燃料是不可再生能源。科學(xué)家對全球化石燃料何時(shí)會被耗盡作了估計(jì)，其預(yù)測結(jié)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(jī)和燃燒化石燃料帶來的環(huán)境污染問題，世界各國都在致力于開發(fā)和利用太陽能、生物質(zhì)能、氫能等潔凈高效新能源，而太陽能是最誘人的。 [學(xué)生討論、教師補(bǔ)充]開發(fā)、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(jī)認(rèn)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51019kJ，相當(dāng)于目前全世界能耗的13000倍。 3．太陽能是清潔能源，不污染環(huán)境。 4．人類開發(fā)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(zhì)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(zhuǎn)化為化學(xué)能。在太陽光作用下，植物體內(nèi)的葉綠素把水、二氧化碳轉(zhuǎn)化為葡萄糖，進(jìn)而生成淀粉、纖維素。 光 6H2O＋6CO2C6H12O6＋6O2 （2）化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能。動(dòng)物體內(nèi)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＋nH2OnC6H12O6 C6H12O6(s)＋6O2(g)→6H2O(l)＋6CO2(g) △H＝－2804 kJmol-1 [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(fā)和利用太陽能？ [討論與歸納] 1．太陽能發(fā)電站收集太陽能的原理。 2．太陽能發(fā)電站。 [閱讀與思考]閱讀教材中“太陽能的利用方式” 1．聯(lián)系物理、化學(xué)、生物等已學(xué)過的知識理解太陽能利用的原理。 2．聯(lián)系日常生活中利用太陽能的實(shí)例，體會這些實(shí)例利用太陽能的方式以及對改善人們生活質(zhì)量方面所起的作用。 3．在太陽能的開發(fā)和利用方面還存在哪些困難和問題。 [歸納與小結(jié)] 1．利用太陽能的一般方式（PPT7） （1）光—熱轉(zhuǎn)換：利用太陽輻射能加熱物體而獲得熱能。 （2）光—電轉(zhuǎn)換： ①光—熱—電轉(zhuǎn)換 ②光—電直接轉(zhuǎn)換 （3）光—化學(xué)能轉(zhuǎn)換 （4）光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)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(fèi)用昂貴。 （2）太陽能的利用受季節(jié)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(gè)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(jìn)而生成淀粉、纖維素，將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W(xué)能儲存起來，并被人們所利用。 [板書]二．生物質(zhì)能的利用 （PPT9） [介紹]1．直接燃燒：(C6H10O5)n＋6nO26nCO2＋5nH2O 2．生物化學(xué)轉(zhuǎn)換 （1）沼氣： （2）乙醇：(C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6 C6H12O62C2H5OH＋2CO2↑ 3．熱化學(xué)轉(zhuǎn)換 [閱讀] 生活垃圾中生物質(zhì)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(jì)的“綠色能源”。 [板書]三．氫能的開發(fā)與利用 [討論與交流]1、氫能的優(yōu)點(diǎn)：（PPT11） （1）燃燒放出的熱量多。 （2）燃燒的產(chǎn)物是水，不污染環(huán)境。 （3）制備的原料是水，資源不受限制。 2．氫能的產(chǎn)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(yīng)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(zhì)氣化制氫氣。 （5）光解水制得氫氣。 3.開發(fā)利用氫能有待解決的問題：如何廉價(jià)的制取氫氣？如何儲存和運(yùn)輸氫氣？（PPT13） [閱讀]儲氫材料 [介紹]為進(jìn)一步開發(fā)氫能，推動(dòng)氫能利用的發(fā)展，“氫能技術(shù)”已被列入《科技發(fā)展“十五”計(jì)劃和xx年遠(yuǎn)景規(guī)劃（能源領(lǐng)域）》。