太阳能的利用

1、2.4.1太阳能的利用课型：新授课 课时：一课时【教学理念】结合新课改要求，始终贯彻“以学生为主体，教师为主导”的教学理念，教师是学生学习的促进者，教师的“教”是为学生的“学”服务。激发学生的求知欲，将大量的思考空间留给学生。让课堂成为学生探索世界的窗口，从而使学生学会学习，而且也乐于学习。【教材分析】本节内容选自苏教版化学必修二专题二第四单元第一小节。它是对前面已经学习过的化学能与电能的转化的丰富和延续，本节课的内容又为接下来学习的生物质能和氢能的利用打下基础，体现了知识的循序渐进和螺旋式上升的特点。同时本节课的内容还涉及太阳能在生活中的应用，体现了“从生活走进化学，从化学走向社会”的教育理

2、念【学情分析】学生之间的差异是客观存在的，教师只有全面的了解学生的情况，才能结合实际，有的放矢。本节教学设计主要针对普通高中高一学生。从知识的起点上看，学生已经掌握了电能与化学能相互转化的原理，为学习本节课中太阳能转化为电能，并将电能进行储存和运用的知识打下基础；从思维的起点上看，高一的学生思维活跃，好奇心强，因此本节课将适当介绍与太阳能利用有关的科技前沿知识，激发学生学习兴趣【教学目标】知识与技能：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过程与方法：通过练习生活中利用太阳能的实例，掌了解太阳能的利用方式情感态度与价值观：通过本节课的学习，意识到开发清洁高

3、效的新能源的迫切性，培养与大自然友好相处的情感【教学重难点】教学重点：光合作用、生活中利用太阳能的实例及其转换方式教学难点：有关于太阳能电池的高考题讲解【教学过程】【教师】目前，我们正在使用的化石燃料都有哪些【学生】石油、煤、天然气【教师】它们存在哪些缺点【学生】1、不可再生，储量有限 2、污染环境【PPT】矿石燃料的缺点【教师】结合PPT总结矿石燃料的缺点【PPT】世界能源的主要来源图表【教师】目前，世界所需的能源大多来自石油、煤、天然气，从这张表格中我们看到，石油大约占40%，煤大约30%，天然气大约20%，也就是说目前，化石燃料占到现在世界能源消耗的90%以上【PPT】图片，化石燃料的形

4、成【教师】化石燃料是由远古生物掩埋地下深处经历几百万年演变而成的，是不可再生能源，由于储量有限，很可能在几百年内就被人类耗尽能源短缺已经成为全世界共同关注的问题，下面我们就来看一段关于“能源危机”的视频【播放】视频：能源危机【学生】观看【教师】看完这段视频，同学们有何感想【学生】1、能源给人类生活带来了翻天覆地的变化2、化石燃料的使用给环境带来污染3、由于石油引发了一系列的危机4、开发新能源迫在眉睫【教师】对，通过视频，我们看到化石燃料在给人类社会带来进步的同时，也带来了一系列的问题，人来对其过度的依赖，化石燃料即将枯竭【PPT】科学家估计化石燃料的使用年限【教师】据科学奖估计，煤炭和天然气分

5、别还能使用227和61年，而石油将在40年后被用完【PPT】伊拉克战争、多国空袭利比亚漫画【教师】于是在各个大国之间引发了与石油有关或者纯粹为了石油的战争，中东是世界上最大的产油区，却也因此成了局势最不稳定的地区【PPT】温室效应、酸雨漫画【教师】燃烧化石燃料产生的二氧化碳。二氧化硫造成的温室效应和酸雨对环境造成了严重的危害为了解决这些能源危机，新能源的开发迫在眉睫同学们知道的新能源都有哪些？【学生】太阳能、风能、核能、潮汐能、地热能【PPT】图片：太阳能、氢能、生物质能、风能、海洋能、地热能、核能【教师】很好，我们现在开发的新能源主要有太阳能、生物质能生物质能：主要是一些植物及其加工产品，还

6、有动物粪便等等这些物质中所蕴含的能量，它仅次于煤、石油、天然气居于世界能源消耗总量的第四位，是世界上使用最多的可再生能源氢能：指的是氢气和氧气反应所释放的能量，它的燃烧值很高，而且燃烧产物是水，是世界上最干净的能源风能：大家都很熟悉，它作为一种无污染可再生的新能源有着巨大的发展潜力海洋能：这里的海洋能包括了潮汐能、波浪能、海水温差能等等地热能：指地球内部蕴藏的能量，来自于地球内部的熔岩，并以热力形式存在，同时也是导致火山爆发和地震的能量核能：是原子核内部结构发生变化而释放的能量，主要通过核聚变、核裂变、核衰变这3种形式来释放能量，核能一直以来备受各个国家的青睐，但是，前不久日本大地震引发的福岛

7、核泄漏危机，很多人谈核色变，思考着在未来的低碳社会中要不要继续使用核能，各国也加紧了开发高效、清洁新能源的进程【教师】刚刚我们提到的这些新能源，太阳能、生物质能、氢能、风能、海洋能、地热能都是可再生能源，其中太阳能是最诱人的，请同学们说说太阳能的优点【学生】1、无污染 2、取之不尽，用之不竭 3、分布广泛【PPT】太阳能的优点【教师】太阳能清洁环保，无任何污染，利用价值高，没有能源短缺和资源分布不均衡这一说法，因此它的这些优点决定了它在能源更替过程中不可取代的地位今天，我们就来学习太阳能的利用【板书】太阳能的利用【PPT】图片：太阳能的利用【教师】太阳能以光和热的形式传送到地面，我们可以直接利

8、用太阳辐射获得光和热太阳把地面和空气晒热，太阳能转化为内能；晒热的空气上升，空气流动形成风，又转化为了风能；太阳能把水面和地面晒热，并使一部分水蒸发，蒸发的水汽升到空中形成云，以雨水的形式落下来，流入江河，太阳能又转化为水能；植物吸收太阳能发生光合作用，太阳能转化为植物的化学能；植物作为食物被动物吃掉，又转化为了动物的化学能；远古植物在地质变迁过程中变为煤、石油、天然气，转化为化石燃料的化学能【PPT】图片：地球上的能流图【教师】这是地球上的能流图，从图上我们可以看到地球上的风能、水能、波浪能、生物质能都来源于太阳能，即使是化石燃料从根本上说也是远古生物储存下来的太阳能所以太阳能是地球上最基本

9、的能源【板书】地球上最基本的能源太阳能【教师】自然界中，利用太阳能最成功的途径当属植物的光合作用【板书】自然界中利用太阳能最成功的途径光合作用光【教师】有人估计，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，在太阳光大的作用下，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、纤维素叶绿素【板书】6CO2+ 6H2O C6H12O6+ 6O2【教师】这一过程中能量是如何变化的【学生】太阳能转化为化学能【板书】太阳能转化为化学能【教师】植物被动物吃掉后淀粉、纤维素又会在催化剂的作用下转变为葡萄糖，葡萄糖跟氧气反应生成二氧化碳和水，同时释放出一部分能量，这部分能量就供

10、生命活动的需要催化剂【板书】（C6H10O5)n + nH2O nC6H12O6C6H12O6 (s) + 6O2(g 6H20(l)+ 6CO2(g)+热量 【教师】在这一过程中能量是如何变化的【学生】化学能转化为热能【板书】化学能转化为热能【教师】刚刚我们说的是大自然利用太阳能的方式人类又是如何利用太阳能的呢，请同学们将书翻到47页在表格中填写你所知道的生活中利用太阳能的实例。并标出能量转化的方式【学生】1、太阳能热水器，太阳能转化为热能 2、太阳能电池，太阳能转化为电能 3、太阳灶，太阳能转化为热能 【教师】非常好，下面我们就来归纳一下直接利用太阳能的方式，主要有四种，第一种光-热转化【

11、板书】1、光热-转化【教师】光-热转化的原理很简单就是利用太阳辐射加热物体而获得热能生活中的例子有太阳能热水器、反射式太阳灶高温太阳炉、大棚、温室【PPT】图片：热水器、大棚、太阳灶、太阳炉【教师】太阳能热水器在生活中很常见，这是大棚，太阳炉、太阳灶都是利用凹面镜的原理聚焦太阳光，太阳灶的中心温度可达100，可以用来烧饭做菜，而太阳炉的中心温度可达3500左右，所以可以用来高温制取物质【PPT】图片：北京奥运村的太阳能热水系统【教师】北京奥运村采用了太阳能热水系统，为运动员和居民提供洗浴热水和生活用水，更加的环保节能【教师】第二种方式光-电转化【板书】2、光-电转化【教师】有两种方式，一种是光

12、-热-电转化，它的原理是利用太阳辐射能发电，一般是由太阳能集热器发电，它吸收的热能使水转化为水蒸气，再驱动汽轮机发电【板书】一：光-热-电转化【教师】还有一种是直接将光能转化为电能【板书】二：光-电转化【教师】它的原理是根据光电效应，利用太阳能直接转化为电能爱因斯坦因为提出光电效应获得诺贝尔学奖，简单来说光电效应就是当超过某一强度的光照射到金属表面时，金属表面就会有电子跑出，形成电子流后，就产生了电流【PPT】图片：太阳能电池板、太阳能汽车、太阳能手机【教师】这是宇宙飞船上用的太阳能电池板，我们来看一下它的工作原理右图是一种航天器能量储存系统原理示意图。 下列说法正确的是A该系统中只存在3种形

13、式的能量转化B装置Y中负极的电极反应式为： C装置X能实现燃料电池的燃料和氧化剂再生D装置X、Y形成的子系统能实现物质的零排放，并能实现化学能与电能间的完全转化通过分析这道高考题向学生介绍太阳能电池板的工作原理【PPT】澳大利亚的太阳能发电站【教师】这是澳大利亚的太阳能发电站，温州正泰集团在西班牙也投资建造了一个太阳能发电站，是迄今为止欧洲最大的太阳能发电站【PPT】北京奥运村的太阳能发电【教师】北京奥运村的多个场馆也采用了太阳能发电比如鸟巢、五棵松体育馆、奥运村幼儿园【PPT】奥运村中的太阳能路灯【教师】介绍一下太阳能路灯的工作原理，回顾铅蓄电池的充放电原理【PPT】练习【教师】分析关于太阳能发电的一道高考题，提高学生学习兴趣【教师】第三种是光-化学能转化【板书】3、光-化学能转化【教师】介绍芒硝晶体【教师】第四种光-生物质能转化【板书】4、光-生物质能转化【教师】它的原理是通过地球上众多植物的光合作用，将太阳辐射转化为生物质能，实质上就是将太阳能转化为化学能【教师】既然太阳能有这么多优点，为什么现在还不能广泛使用呢，也就是说太阳能利用中存在哪些问题呢【学生