江苏省徐州市王杰中学高中化学 太阳能生物质能氢能的利用第三课时导学案 苏教版必修2(1).doc

江苏省徐州市王杰中学2014高中化学 太阳能生物质能氢能的利用第三课时导学案 苏教版必修2章节与课题课时安排 1 课时主备人刘洪珍审核人总第 课使用人使用日期或周第11周本课时学习目标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重点 难点太阳能利用现状、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资源使用ppt 课件 【自主学习与知识导学】【复习】1.化石能源的缺点: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 等，而在所有的新能源中，最诱人的是太阳能 。2.能源从其产生的方式可分为 能源和 能源： 一次能源： 称为一次能源（或一级能源）。如： 二次能源： 称为二次能源（或二级能源）。如： 【知识导学】阅读课本，思考并讨论太阳能的资源特点【交流与探究一】一、太阳能的资源特点(优点或缺点均可) 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？1、 太阳能转化为 能2、 太阳能转化为 能3、 太阳能转化为 能4、 太阳能转化为 能【交流与探究二】二、太阳能的利用方式1、 光热转换：原理： 运用：a b c d 2、光电转换：原理： 运用：a b c 3、光化学能转换：运用： 4、 光生物能转换： 原理： 方程式 【典型例题】1.美国科学美国人杂志在1971年7月刊登的“地球的能量资源”一文中提供了如下数据： 到达地球表面的太阳辐射能的几条主要去路直接反射52000109 kj/s以热能的方式离开地球81000109 kj/s水循环40000109 kj/s大气流动370109 kj/s光合作用40109 kj/s请选用以上数据计算： (1)地球对太阳能的利用率约为_ _。 (2)通过光合作用，每年有_ kj的太阳能转化为化学能(每年按365天计)。 (3)每年由绿色植物通过光合作用( ）为我们生存的环境除去二氧化碳的质量为a。试根据能量关系列出a的计算式（列式中缺少的数据用符号表示）。a_kg。所缺数据的化学含义为_ _。 【解析】本题是一道综合信息题。本题首先是考查阅读能力，太阳到达地球表面的辐射能量为两大类，一类离开地球；另一类被地球利用，包括水循环、大气流动、光合作用三部分。解题的关键是正确理解“地球对太阳能的利用”的含义，水、大气和光合作用产生的糖类，都是人们生存所必不可少的，所以它包括：水循环吸热+ 大气流动吸热+ 光合作用吸热。【随堂反馈】 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。 （1）写出co和no反应的化学方程式： （2）控制城市污染源的方法可以是（ ） a、开发氢能源 b、使用电动车 c、植树造林 d、戴上呼吸面具5绿色能源是理想的能源，不会造成环境污染，下列不属于绿色能源的是（ ） a.风能 b.太阳能 c.煤 d.氢能源 6.下列属于直接利用太阳能辐射能的方式是 （ ） 光热转换 光电转换 光化学能转换光生物能转换a、 b、 c、 d、7.地球上各种能源无不与太阳能密切相关，人类所使用的能源绝大部分来源于太阳能，捕获太阳能的生物主要是绿色植物，通过光合作用把太阳能转化为化学能。光合作用的总方程式是 【拓展与提高】太阳能是一种清洁能源，它的利用前景非常诱人。下面是科学家正在研究的一种利用太阳能制取氢气的方法： （1）首先利用太阳能加热装有氧化锌和木炭的混合物，当反应塔内的温度达到1 200 ，可得到高纯度的锌粉。然后将制得的高纯度锌粉与400 以上的水蒸气反应，得到氢气，氧化锌循环使用。请写出该过程涉及到的化学方程式：_ _、 _ _ 。 （2）若投入81 kg氧化锌粉，则理论上制得的氢气在标准状况下的体积为_ _ l。 反思：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。徐州市王杰中学导学案 （高一化学组）章节与课题专题二 第四单元 太阳能/生物质能/氢能的利用（第二课时）生物质能的利用课时安排 1 课时主备人刘洪珍审核人总第 课使用人使用日期或周第11周本课时学习目标1. 简单了解生物质能利用的现状、开发利用的前景和尚未攻克的一些技术难题 2.认识开发、利用高能清洁能源的重要性和紧迫性教学重点 生物质能利用的现状、开发利用的前景和尚未攻克的一些技术难题教学难点生物质能利用利用原理教学资源使用ppt 课件 【复习】在所有的可录用的能源中，有一种能源被描述成是一种古老而年轻的能源，那就是 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。【自主学习与知识导学】一、 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： 【知识归纳】生物质能的优势 a b c 阅读课本p50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？谈谈你的看法。【交流与探究一】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： 【典型例题】为了减少煤燃烧时造成的环境污染，人们设法将煤转化成清洁的燃料。例如煤的气化和液化就是使煤变成清洁能源的有效途径。 （1）煤的气化的主要化学反应是煤和水蒸气的反应。该反应的化学方程式可表示为_ _。 （2）煤的液化包括煤的直接液化和间接液化。煤的间接液化是用煤气化后得到的产物，在一定条件下合成甲醇（ch3oh），其反应方程式可表示为_ _ _ 。 【随堂反馈】1、下列对于城市废弃物中生物质能的利用不合理的是 （ ）a、把废弃物拉到乡下找个地方埋掉b、对废弃物进行处理后焚烧，利用产生的热能供热和发电c、把废弃物进行生物化学转化获取甲烷d、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2、下列选项中，说明乙醇作为燃料的优点的是 （ ）燃烧时发生氧化还原反应 充分燃烧的产物不污染大气乙醇是一种再生能源 燃烧时放出大量热量a、 b、 c、 d、3（2010江阴高一检测）下列变化过程中表示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电灯发光：电能化学能 c木柴烧饭：生物质能热能 d太阳能热水器：光能热能 4下列选项中能说明乙醇作为燃料的优点的是（ ） 燃烧时发生氧化反应 充分燃烧的产物不污染环境 乙醇是一种再生能源 燃烧时放出大量热量 a. b. c. d. 徐州市王杰中学导学案 （高一化学组）章节与课题专题二 第四单元 太阳能/生物质能/氢能的利用（第三课时）氢能的开发与利用课时安排 1 课时主备人刘洪珍审核人总第 课使用人使用日期或周第11周本课时学习目标1.简单了解氢能利用的现状、开发利用的前景和尚未攻克的一些技术难题2.认识开发、利用高能清洁能源的重要性和紧迫性教学重点 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教学难点氢能利用利用原理教学资源使用ppt 课件 【自主学习与知识导学】【复习】通过初中化学的学习，我们就知道了氢能是最好的洁净、高效的新型能源，为什么可以这样说？ 氢能的三大优点：1、 2、 3、 阅读课本50页，画出氢能产生与利用示意图【交流与探究一】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？方式优点或缺点【知识归纳】一、氢能的产生方式： （能写化学方程式的要求写出化学方程式）1、 2、 3、 4、 5、 二、氢能利用的途径1、 2、 3、 阅读课本48页，讨论氢的储存有哪些方法。三、储氢材料：氢的储存方法： 【典型例题】氢能是21世纪极具开发前景的新能源之一，它既是绿色能源，又可循环利用。 （1）请在上图的两个空框中填上循环过程中反应物和生成物的分子式，以完成理想的氢能源循环体系图（循环中接受太阳能的物质在自然界中广泛存在）。 （2）从能量转移的角度看，过程主要是_能转化为_能 。 【解析】最经济最理想的获得氢能源的循环体系是寻找合适的光分解催化剂，加快水在光照下的分解速度。所以左边的物质是h2o，右边物质是h2和o2，从左到右发生类似于光合作用的反应，将太阳能转化为化学能；从右到左发生原电池反应，将化学能转化为电能。 答案：（1）（左边）h2o （右边）h2和o2（2）化学 电 【随堂反馈】1、 能源可划分为一级能源和二级能源。自然界中以现成形式提供的能源称为一级能源，而依靠其他能源间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而又没有污染的二级能源，它可以由自然界中大量存在的水制取，2h2o(l)=2h2(g)+o2(g) (1)下列叙述正确的是 （ ） a、电能是二级能源 b、水力是二级能源 c、煤、石油、天然气是一级能源 d、水煤气、干馏煤气是一级能源 （2）关于用水制取的二级能源氢气，以下研究方向不正确的是 （ ）a、构成水的氢和氧是可以燃烧的能源，因此可研究在水不分解的情况下，是氢成为二级能源b、设法将太阳光聚集，产生高温，是水分解产生氢气c、寻找高效催化剂，使水分解产生氢气，同时释放热量d、寻找特殊化学物质，用于开发廉价能源，以分解水获得氢能源2氢能是一种既高效又干净的新能源，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（ ） 原料来源广 易燃烧、热值高 储存方便 制备工艺廉价易行 a. b. c. d. 【解析】选a。氢能作为燃料的优点是：来源丰富（水），单位质量的氢燃烧时产生的热量多，氢气燃烧的惟一产物是水，燃烧后不产生污染。其缺点是：现有的制取氢气方法耗能大，制取的成本太高，另外氢气的熔沸点太低，给储存和运输带来困难。 3.（2009浙江高考改造题）下列说法正确的是（ ） a.蛋白质、纤维素、蔗糖、淀粉都是高分子化合物 b.氢能是无污染、放热多的新型能源 c.使用太阳能热水器、沼气利用、玉米制乙醇都涉及到生物质能的利用 d.石油、煤、天然气、可燃冰、植物油都属于化石燃料 【解析】选b。a项，蔗糖不属于高分子化合物，故错；c项，生物质能就是太阳能以化学能形式贮存在生物质中的能量形式，它直接或间接地来源于绿色植物的光合作用，显然太阳能热水器不属于生物质能的范畴，故错。d项，植物油属于酯类，不属于化石燃料，故错。 4（思维拓展题）近20年来，对氢能源的研究获得了迅速发展，像电一样，氢是一种需要依靠其他能源如石油、煤、原子能等的能量来制取的所谓“二级能源”，而存在于自然界的可以提供现成形式能量的能源称为一级能源，如煤、石油、太阳能和原子能等。 （1）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.锌和稀硫酸反应 c.光解海水 d.以石油、天然气为原料 （2）氢气燃烧时耗氧量小，发热量大。已知热化学方程式为： c（s）+ o2 = co2 (g) h= -393.5 kj/mol h2 (g)