太阳能、生物质能和氢能的利用教学设计[苏教版]

第一篇：太阳能、生物质能和氢能的利用教学设计[苏教版]

第四单元

太阳能、生物质能和氢能的利用

教学目标： [知识与技能] 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。

[过程与方法] 1．采用查阅资料、收集数据等生动活泼的学习形式，调动学生的学习积极性和主动性。2．联系生产、生活实际学习太阳能、生物质能的利用。[情感态度与价值观] 认识开发、利用高能清洁能源的重要性和紧迫性。

[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。

[难点]太阳能、生物质能的利用原理。[课时分配]二课时 [教学过程]

[第一课时

太阳能的利用]

[创设问题情景]从20世纪末统计的非洲、美洲、欧洲和中东地区已经探明的石油储藏量，估计世界各地区蕴藏的石油可以供各地区使用多少年。从估计结果你想到什么？

[展示图片] [学生讨论] 结论：非洲43年、美洲22.5年、欧洲25.7年、中东100年。[教师讲解]

化石燃料是不可再生能源。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。

为了解决全球的能源危机和燃烧化石燃料带来的环境污染问题，世界各国都在致力于开发和利用太阳能、生物质能、氢能等洁净高效新能源，而太阳能是最诱人的。

[教师补充讲解]开发、利用太阳能的重大意义：

1．从化石燃料的不可再生和能源危机认识利用太阳能的意义。

2．地球上最根本的能源是太阳能。太阳每年辐射到地球表面的能量约为5*1019KJ，相当于目前全世界能耗的13000倍。

3．太阳能是清洁能源，不污染环境。

4．人类开发和利用太阳能已取得初步而又可喜的成果，改善了人们的生活质量（如太阳能热水器、太阳能电池等）。

[提出问题]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？ [交流与讨论]学生各述己见，教师给予引导。

[归纳与小结]植物的光合作用——大自然利用太阳能最成功的途径。1．太阳能是地球上最基本的能源：P44 2．大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用：P45（1）光能转化为化学能。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。

C6H12O6＋6O2 6H2O＋6CO2叶绿素（2）化学能转化为热能。动物体内的淀粉、纤维素在酶的作用下，水解生成葡萄糖，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，又释放出热量。

(C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6

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

1－光

催化剂科学家估计，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。

[提出问题]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？

[讨论与归纳]（在学生讨论后，教师配合讲解，播放影响资料或课件）1．太阳能发电站收集太阳能的原理。2．太阳能发电站。［阅读与思考］

阅读教材中“太阳能的利用方式”，要求学生在阅读时注意以下几点： 1．联系物理、化学、生物等已学过的知识理解太阳能利用的原理。

2．联系日常生活中利用太阳能的实例，体会这些实例利用太阳能的方式以及对改善人们生活质量方面所起的作用。

3．思考人们在太阳能的开发和利用方面还存在哪些困难和问题。[归纳与小结] 1．利用太阳能的一般方式： [拓展视野]P45～46（1）光—热转换：利用太阳辐射能加热物体而获得热能。（2）光—电转换：

①光—热—电转换

②光—电直接转换（3）光—化学能转换（4）光—生物质能转换 2．太阳能利用中存在的问题（1）太阳能吸热板的装置费用昂贵。（2）太阳能的利用受季节和天气的影响。

（3）大部分太阳能都是在夏天收集。如何把夏天收集的太阳能储存起来，留待冬天使用，仍然是一个有待解决的问题。

［思考与研究］鼓励学生就下列问题谈谈自己的想法。

据科学家预测，21世纪，化学科学在创造新物质方面将会有更加辉煌的成就。绿色植物能够在太阳光作用下将二氧化碳和水合成为葡萄糖。你认为人类能否模拟绿色植物的光合作用，直接利用太阳能把二氧化碳和水转化为葡萄糖？如能，要做到这一点，你认为需要解决哪些问题？

[第二课时

生物质能的利用 氢能的开发与利用] [课题引入]P46 二．生物质能的利用 P46

6nCO2＋5nH2O 1．直接燃烧：(C6H10O5)n＋6nO22．生物化学转换（1）沼气：

点燃nC6H12O6（2）乙醇：(C6H10O5)n＋nH2O2C2H5OH＋2CO2↑ C6H12O63．热化学转换

[拓展视野]P47 生活垃圾中生物质能的利用 三．氢能的开发与利用 1．氢能的三大优点：（1）燃烧放出的热量多。

（2）燃烧的产物是水，不污染环境。（3）制备的原料是水，资源不受限制。[交流与讨论]P48 2．氢能的产生方式：

（1）以天然气、石油和煤为原料，在高温下使之与水蒸气反应而制得。（2）以天然气、石油和煤为原料，部分氧化法制得。（3）电解水制得氢气。（4）生物质气化制氢气。

（5）光解水制得氢气。（后两种应该是最佳方式）3．氢能的利用途径：

（1）燃烧放热（如以液氢为燃料的液体火箭）（2）用于燃料电池，释放电能（如氢氧燃料电池）（3）利用氢的热核反应释放出的核能（如氢弹）

[教师讲解]为进一步开发氢能，推动氢能利用的发展，“氢能技术”已被列入《科技发展“十五”计划和2015年远景规划（能源领域）》。发酵酶4．储氢技术：[拓展视野]P48～49

第二篇：太阳能生物质能和氢能的利用PPT教学设计

太阳能，生物质能和氢能

【教学理念】

教师的真正本领，不在于他是否会讲述知识，而在于是否能激发学生的学习动机，唤起学生的求知欲望。因为，把一流的学生培养成一流人才的教师并不能说就是一流教师，把非一流的学生培养成一流人才的教师才是一流教师。

【教材分析】

本节课选自苏教版化学必修二第四单元，在本单元之前同学们已经学习了化学能，电能，燃烧热等内容，知道了能源对人类的重要性。但是我们现在用的能源主要来自于化石燃料，化石燃料的热值不是特别高，污染也特别严重。所以本单元讲新型清洁能源，也是对前面几章的补充。在讲本章的时候也会涉及到甲烷，也是为后面天然气的学习打下了基础。

【学情分析】

我要面对的学生是普通高中的高一学生。他们理论基础不够扎实，也不是特别爱主动学习，但是他们思维敏捷，活跃，接受能力较强，而且，对新奇的事物有浓厚的兴趣。所以，我在教学时会充分考虑学生的主体性，将知识用有趣的形式呈现出来，让他们能够进行探究式学习。

【教学重难点】

【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问题

【难点】太阳能的利用原理

【教学目标】

【知识与技能】

了解太阳能生物质能和氢能的特点，局限

【过程与方法】

通过PPT展示及讨论，加深学生对这些能源的认识

【情感态度与价值观】

通过本节课让学生对能源危机有深切的了解，意识到开发利用新能源的重要性。

【教学过程】

{复习旧知，引入新课} 【引入】同学们今天我们就要上新的一章了，太阳能生物质能和氢能的利用，但是在上课之前呢，老师先问问同学们，你们知道现在人类使用最广泛的燃料是什么吗？

【解答】是化石燃料，之前在上化学反应中的热量的时候资料里有提到过。那你们还记得化石燃料包括哪三种吗？（煤，石油，天然气）

【拓展】其实世界能源的主要来源呢，除了煤，石油，天然气还有水力，核能等。【信息】但是，说到底呢，我们还是主要依赖化石能源。我们人类如此的依赖化石能源，化石能源是源源不断，用之不竭的吗？当然不是，我们所依赖的化石能源的产生是需要很长很长时间的，而已有的化石能源已经快被人类用光了。

【能源危机】同学们看PPT上的展示，石油只够人类用40年了，天然气50年，煤炭还多点，但也只能用240年了。看看这几个数字，如果，人类仍然以化石能源为主要能源的话，大家在有生之年就会遇到能源耗尽的窘境。其实，现在人类已经特别尴尬了，想想那昂贵的油价就知道了。而且，化石燃料在提供能源的同时也有很多致命的缺点。

【缺点展示】请一位同学来读一下这几个缺点。。同学们有没有看过柴静的《穹顶之下》呢？这部片子讲的就是化石燃料的大量使用带来的恶果。可能很多同学没看过，那，老师给同学们展示一下几张图片。同学们认识第一张图片吗？可能很多同学都没有亲眼看过，但是呢，这种排烟的大烟囱在北方的一些重工业城市很多见的，大家可以看见图片中的烟囱正在排放着大量的浓烟，这些都是化石燃料燃烧直接排放出来的，对空气特别不好。这个大家不熟，第二张图片第三张图片大家应该很熟了吧。是水污染，在温州随处可见的，也是跟化石能源的使用有很大的关系。如果大家对水污染仍然没有太大的感触，老师给你们看看几张照片。【校园水景】你们觉得啸秋美吗？老师是觉得啸秋风景特别好的，有山有水，但是，啸秋的水好像只可远观。给大家看看老师拍的水近景，特别脏。这个是温大，也是只可远观，近看水的话，真的是毁所有。既然，化石燃料不够用了，而且它还有很多缺点，我们就要考虑用用其他能源了。比如这电源的太阳能，生物质能和氢能。

{太阳能篇} 同学们快速扫描一下书上有关太阳能的内容。想想太阳能有哪些特点跟局限。【特点】资源丰富，总量最大

分布最广，无需运输

最洁净

【局限】不稳定，受各种因素影响；如季节，地点，气候等。同学们再做做书上第47页的你知道吗？看看你们能想到哪些？

【回答与补充】肯定学生的答案。老师也进行了一些总结，但不完全是按书上的表格写的。【图片展示】接下来呢我们来分别讲讲这几点。

首先是光能到热能的转化。太阳能热水器，蔬菜大棚，太阳能炉灶。

然后是光能到电能的转化，有太阳能路灯，很多大城市的公园都已经用这种灯了。还有，同学们有没有注意过马路上的信号灯呢？信号灯后面有一个黑色的挡板，那上面有一块电板，那就是太阳能电板。当然，太阳能电板还有很多的用处，野营的时候如果带一个电板到身边，白天晒一晒，晚上就不用担心照明问题和电子产品充电问题了。

接下来是光到化学能转化。这个的应用主要有芒硝晶体的利用。在北方，冬天特别的冷，以前家里没有暖气的时候，人们就是把装有芒硝晶体的小包拿在手里的。因为芒硝晶体(十水合硫酸钠晶体)在阳光下吸收热量溶解,冷的时候放出热量结晶，就能起到暖手的作用。

最后是光到生物质能的转化。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。化学方程式要了解一下。

{生物质能篇} 【来源】来源于植物及其加工产品贮存的能量 【特点】可再生性；低污染性 ；广泛的分布性。

【利用】生物质能首先肯定是可以用来直接燃烧的，这个就不用多说了吧，秸秆啊野草啊都是可以烧的是吧。我们重点来讲讲，生物质能的利用中的制沼气跟制酒精。同学们家里有没有沼气池的，记得我初中高中的时候曾经有一段时间流行用沼气代替煤气，政府出资修沼气池。现在个别人家还留着那个池子。不过，你们太小了，可能不知道。那你们来猜一猜，沼气池的原料是什么呢？（秸秆，枝叶，粪便）制酒精的原料是什么呢？（淀粉类植物）温州的杨梅也是特别容易发酵成酒精的。那，你们知道制酒精的条件有哪些吗？（催化剂，水解，发酵）刚刚老师也说了杨梅发酵成酒精是吧，所以发酵也是一个很重要的条件。那，你们知道制沼气要什么条件吗？沼气池呢，是个池子，把原料放进池子后要在池子上面盖个盖子，由我的描述，你们觉得是需要什么条件呢？（密闭，即厌氧）既然沼气可以替代煤气，沼气的主要成分肯定是可以燃烧的了。那你们知道沼气的主要成分是什么吗？（甲烷,在后面的学习中同学们还会学习天然气，天然气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，因为我们生物质能制的酒精不纯，还会有其他的一些杂质，但是主要成分仍然是乙醇。酒精的用途大家应该都知道，主要就是做饮料，用来燃烧了，另外还有消毒的功能，不过，要用来消毒的话，对酒精的要求就比较高了。沼气的用途主要就是燃烧，然后剩下的那些废料还可以做肥料。这两个方程式就是制酒精的化学反应。

{氢能篇} 【特点】燃烧放出的热量多

利用后产物是水，不污染环境

生产原料是水，资源不受限制

【局限】投资大，成本高，存储难（碳纳米管储氢材料）

为什么说氢能成本高呢，这就要说到氢能的制取跟运输了。制氢能有几种普遍的方法。1）电解水制得 2）生物质气化制得

3）以天然气、石油和煤为原料，在高温下与水蒸气反应制得 4）以天然气、石油和煤为原料，用部分氧化法制得 5）光解水制得

这些方法都要用到电，高温，昂贵的材料，而光解水又太慢。氢气的储存又需要特别的材料，所以氢能成本特别高，这也是氢能的利用至今仍然没有普及开来的原因。但是呢，我们仍然要讲讲氢能的利用。【利用】 1）燃烧放热

2）用于燃料电池，释放电能 3）利用氢的热核反应释放的核能

其实，虽然氢能的利用不普遍，但是有些大城市的旅游观光车已经用上了氢能。相信，以后，氢能的利用一定能普及开来。

{练习篇} 1．氢气虽然是一种理想的绿色能源，但目前仍处在研究、实验阶段，还未得到广泛应用，其原因可能是（B)A．氢气虽可由水制备获得，但水资源严重匮乏 B．氢气制备耗能巨大，廉价制氢技术尚未成熟 C．氢气贮存、运输等安全技术已经很好地解决了 D．氢气燃烧产物虽无污染，但其放出热量较少 2.下列对能量转换的认识不正确的是(A,D)A.动物体内葡萄糖被氧化成二氧化碳是热能转变成化学能的过程 B.化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳 C.煤燃烧时化学能主要转化于热能 D.白炽灯工作时，化学能全部转化为光能

3.下列过程中的能量转化是，太阳能转化为生物质能的是（B）A.石油燃烧

B.植物的光合作用 C.核电站发电

D.太阳能电池供电

【板书设计】

太阳能生物质能和氢能的利用

一、化石燃料 煤，石油，天然气

二、沼气：甲烷

第三篇：苏教版必修教案课时1 太阳能、生物质能和氢能

第4单元

太阳能、生物质能和氢能

教学设计

一、学习目标

1．简单了解太阳能、生物质能利用的现状，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．联系生产、生活实际学习太阳能、生物质能的利用。3．认识开发、利用高能清洁能源的重要性和紧迫性。

4．通过活动与收集资料，增强节约能源、保护环境的意识，增强社会责任感。

二、教学重点及难点

教学重点：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。

教学难点：太阳能、生物质能利用的原理。

三、设计思路

本单元是专题2“化学反应与能量转化”中的最后一部分内容。在前三单元介绍了化学反应速率和反应限度、化学反应中的能量变化、化学能与电能的相互转化之后，提出了太阳能、生物质能、氢能等新能源的开发问题，向学生展示了开发利用新能源的美好前景。更进一步让学生体会到能源与人类生存和发展的息息相关及能源在社会发展、提高人们生活质量上的重要作用。

因此在教学中，突出介绍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的科学技术，强调科学技术的应用价值。突出新能源的开发利用将为解决能源危机、环境污染问题、满足人民不断增长的生活需要做出重要的贡献。强调开发利用新能源要综合应用物理、化学、生物、材料科学等多学科的

知识和技术，激发学生的求知欲。

在教学中可紧密联系生产、生活中的实际问题，从学生已有的知识出发，使学生领悟到开发新能源与自己的日常生活密切相关，进一步认识到学习化学知识的重要性。引导学生利用所学的化学知识，分析太阳能、生物质能、氢能利用的化学原理，设想解决开发利用新能源中尚存问题的方法，提高应用知识的能力。

四、教学过程

[展示图片]2001年世界能源消耗比例（PPT2）

[创设问题情景]从20世纪末统计的非洲、美洲、欧洲和中东地区已经探明的石油储藏量，估计世界各地区蕴藏的石油可以供各地区使用多少年。从估计结果你想到什么？

[学生讨论][教师讲解]

化石燃料是不可再生能源。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。

为了解决全球的能源危机和燃烧化石燃料带来的环境污染问题，世界各国都在致力于开发和利用太阳能、生物质能、氢能等洁净高效新能源，而太阳能是最诱人的。

[学生讨论、教师补充]开发、利用太阳能的意义（PPT3、4）1．从化石燃料的不可再生和能源危机认识利用太阳能的意义。

2．地球上最根本的能源是太阳能。太阳每年辐射到地球表面的能量约为5×1019kJ，相当于目前全世界能耗的13000倍。

3．太阳能是清洁能源，不污染环境。

4．人类开发和利用太阳能已取得初步而又可喜的成果，改善了人们的生活质量。

[提出问题]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？

[交流与讨论][归纳]植物的光合作用——大自然利用太阳能最成功的途径。1．太阳能是地球上最基本的能源。

2．大自然利用太阳能最成功的是植物的光合作用。（PPT5、6）

（1）光能转化为化学能。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。

光

C6H12O6＋6O2 6H2O＋6CO2叶绿素（2）化学能转化为热能。动物体内的淀粉、纤维素在酶的作用下，水解生成葡萄糖，葡萄糖氧化生成二氧化碳和水，又释放出热量。

(C6H10O5)n＋nH2O催化剂nC6H12O6

C6H12O6(s)＋6O2(g)→6H2O(l)＋6CO2(g)△H＝－2804 kJ·mol-[提出问题]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？

[讨论与归纳]

1．太阳能发电站收集太阳能的原理。2．太阳能发电站。

[阅读与思考]阅读教材中“太阳能的利用方式”

1．联系物理、化学、生物等已学过的知识理解太阳能利用的原理。2．联系日常生活中利用太阳能的实例，体会这些实例利用太阳能的方式以及对改善人们生活质量方面所起的作用。

3．在太阳能的开发和利用方面还存在哪些困难和问题。[归纳与小结]

1．利用太阳能的一般方式（PPT7）

（1）光—热转换：利用太阳辐射能加热物体而获得热能。（2）光—电转换：

①光—热—电转换

②光—电直接转换（3）光—化学能转换（4）光—生物质能转换

2．太阳能利用中存在的问题（PPT8）（1）太阳能吸热板的装置费用昂贵。（2）太阳能的利用受季节和天气的影响。

（3）大部分太阳能都是在夏天收集。如何把夏天收集的太阳能储存起来，留待冬天使用，仍然是一个有待解决的问题。

[过渡]绿色植物能够在太阳光作用下将二氧化碳和水合成为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素，将太阳能转变为化学能储存起来，并被人们所利用。

[板书]二．生物质能的利用（PPT9）

点燃6nCO2＋5nH2O [介绍]1．直接燃烧：(C6H10O5)n＋6nO22．生物化学转换（1）沼气：

nC6H12O6（2）乙醇：(C6H10O5)n＋nH2O发酵2C2H5OH＋2CO2↑ C6H12O6酶3．热化学转换

[阅读] 生活垃圾中生物质能的利用

[过渡]有没有洁净、高效、无污染的能源呢？“氢能”被称为21世纪的“绿色能源”。

[板书]三．氢能的开发与利用

[讨论与交流]

1、氢能的优点：（PPT11）（1）燃烧放出的热量多。

（2）燃烧的产物是水，不污染环境。（3）制备的原料是水，资源不受限制。

2．氢能的产生方式（PPT12）

（1）以天然气、石油和煤为原料，在高温下使之与水蒸气反应而制得。（2）以天然气、石油和煤为原料，部分氧化法制得。（3）电解水制得氢气。（4）生物质气化制氢气。（5）光解水制得氢气。

3.开发利用氢能有待解决的问题：如何廉价的制取氢气？如何储存和运输氢气？（PPT13）

[阅读]储氢材料

[介绍]为进一步开发氢能，推动氢能利用的发展，“氢能技术”已被列入《科技发展“十五”计划和2015年远景规划（能源领域）》。

第四篇：《太阳能的利用》教学设计

太阳能的利用

教学目标 科学探究

1．搜集有关人类利用太阳能的实例并能与同学共享。2．制作简易太阳能热水器并探究怎样更好地利用太阳能。

3．联系太阳能，能从能量转化、储存的视角去解释、描述能量的变化。情感、态度、价值观

1．体验搜集资料和实践探究的乐趣，知道太阳能的利用需要我们进一步研究和探索。

2．认识到科学是不断发展的，意识到科学研究需要坚实的知识基础。科学知识

1．知道太阳能是指来自太阳、以光为主要形式散发的能量。2．知道地球上几乎所有的能量都来自太阳。3．知道人类利用太阳能的有关事实。教学准备

教师准备：

关于介绍太阳能的有意义的、针对性比较强的资料；制作太阳能热水器的材料。

学生准备： 搜集人类利用太阳能的有关资料并做成资料卡片（最好是图文并茂的）。

一．教学导入

1．讲述：前面，我们研究了热能、电能等，现在一起来研究太阳能。

2．出示图片，让学生观察图中都有些什么，说说这些对象和太阳能之间有什么联系。

3．学生发表看法。

4．过渡：太阳与我们、与万事万物密切相关，让我们来学习——太阳能的利用。

二．活动 怎样利用太阳能

1．提出问题：从能量转换的角度，太阳能为我们做了什么？ 2．出示以搜集的资料，小组内进行整理。3．交流讨论。

活动规则：每两个小组互相交流，一个小组先当“考官”，给出地球上的有关物质变化现象（如刮风和下雨、水温上升）之后，另一个小组则按照先说“能量形式的转化”（太阳能转化为热能再转化为风能、水能、热能）再说“怎样利用”（风力发电、水力发电、太阳能热水器）的顺序进行回答，答完之后再互换位置。

4．教师评价资料搜集情况和小组交流情况。

5．补充介绍：目前情况下，人们还不能将太阳能直接转化为机械能，教材中所示的太阳能汽车，是先将太阳能转化为电能，然后再转化为机械能的。太阳能热水器，如果学生当中有的人家里使用了太阳能热水器，教师让他向同学们介绍它的特点。

三．活动 制作太阳能热水器

1．根据现有太阳能热水器的构造特点提出与太阳能利用有关的问题。2．思考这样设计和制造的原因并提出自己的假设。3．制定研究计划并准备对比实验的材料。4．制作太阳能热水器。5．按计划实施研究。

第二课时

调查、制作的研究成果交流会

教学目标

1． 锻炼学生表达能力。

2．培养学生解决问题的能力、综合运用学习工具的能力及节能意识。3．训练学生的判断推理的逻辑思维能力。教学过程： 一．教学导入 讲述：前面我们完成了“家庭用电情况调查”和“制作并研究太阳能热水器”两项任务，在这两个活动中，能量的利用是否科学合理？这节课让我们进行交流交流。

二．交流 家庭用电情况调查 1．学生出示“家庭用电情况调查”。2．组内交流各自调查到的情况。

3．以小组为单位汇报：家庭用电的合理性。4．集体商讨：根据调查结果提出相应的对策。5．思想教育：节约用电。．

三．交流 制作并研究太阳能热水器

1．出示有关太阳能热水器的研究资料。2．评价研究活动开展得好的小组和个人。

3．小组汇报：探讨太阳能热水器的科学性有哪些？ 4．集体商讨：能否提出更新更好的设想？

5．根据大家的研究成果，修改各自的制作方案，制作更好的太阳能热水器。

第五篇：2016_2017学年高中化学专题2化学反应与能量转化第4单元太阳能生物质能和氢能的利用学业分层测评苏教版

太阳能、生物质能和氢能的利用

(建议用时：45分钟)

[学业达标] 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 D．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】 煤、石油和天然气都属于含碳元素的燃料，属于碳素燃料；太阳能经济，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。

【答案】 D 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】 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。

【答案】 D 3．“可燃冰”又称“天然气水合物”，它是在海底的高压、低温条件下形成的，外观像冰。1体积“可燃冰”可贮藏100～200体积的天然气。下面关于“可燃冰”的叙述不正确的是()A．“可燃冰”有可能成为人类未来的重要能源 B．“可燃冰”是一种比较洁净的能源 C．“可燃冰”提供了水可能变成油的例证 D．“可燃冰”的主要可燃成分是甲烷

【解析】 由“可燃冰”又称“天然气水合物”可知，“可燃冰”的可燃成分为天然气

即CH4；由于CH4中不含N、S等可产生大气污染物的元素，故“可燃冰”可作为清洁能源；又由“1体积‘可燃冰’可贮藏100～200体积的天然气”可知，它有可能成为人类未来的重要能源；从以上分析可知，“可燃冰”并不是由H2O变化得来的，C不正确。

【答案】 C 4．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()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．①②

C．③④ 【答案】 A 5．(2016·嘉兴高一质检)“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秆的处理方法中，不符合“绿色化学”要求的是()A．就地焚烧 C．加工成精饲料

B．发酵后作农家肥 D．制造沼气 B．①③ D．②④

【解析】 农作物的茎秆就地焚烧会产生污染物，A项不符合“绿色化学”要求。【答案】 A 6．“能源分类相关图”如图所示，下列四组能源选项中，全部符合图中阴影部分的能源是()

【导学号：39700041】

A．煤炭、石油、潮汐能 B．水能、生物质能、天然气 C．太阳能、风能、沼气 D．地热能、海洋能、核能

【解析】 所列能源中属于新能源的是潮汐能、生物质能、太阳能、风能、沼气、地热能、海洋能、核能；来自太阳辐射的能源是煤炭、石油、水能、生物质能、天然气、太阳能、风能、沼气、海洋能(如海水温差能)；属于可再生能源的是水能、生物质能、太阳能、风能、沼气、海洋能。

【答案】 C

7．(双选)氢气虽然是一种理想的绿色能源，但目前仍处在研究、试验阶段，还未得到广泛应用，其原因可能是()A．氢气虽可由水制备获得，但水资源严重匮乏 B．氢气制备耗能巨大，廉价制氢技术尚未成熟 C．氢气贮存、运输等安全技术尚未很好地解决 D．氢气燃烧产物虽无污染，但其放出热量较少

【解析】 氢气是一种放出热量多、无污染的、理想的绿色能源，但目前仍处在研究、试验阶段，不是由于水资源的原因，我国淡水资源虽不是太多，但是海水资源比较丰富，A项错；氢气可以由水制备，但是需要消耗大量的能源，且不好贮存，这是根本原因。

【答案】 BC 8．为消除目前燃料燃烧时产生的环境污染，同时缓解能源危机，有关专家提出了利用太阳能制取氢能的构想。下列说法正确的是()

A.H2O的分解反应是放热反应 B．氢能源已被普遍使用

C．2 mol H2O具有的总能量低于2 mol H2和1 mol O2的能量 D．氢气不易贮存和运输，无开发利用价值

【解析】 2H2O===2H2↑＋O2↑是吸热反应，说明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不易贮存和运输，所以氢能源利用并未普及，但发展前景广阔。

【答案】 C 9．美国现任总统奥巴马就环境问题公开表示，到2020年，美国将会把温室气体排放量削减到1990年水平的80%，此外美国将把新能源比重提高到30%。奥巴马还计划每年拿出150亿美元大举投资太阳能、风能和生物质能源等，并且举全国之力构建美国的低碳经济领袖地位。下列说法不正确的是()A．CO2、甲烷都属于温室气体

B．用甘蔗生产的燃料乙醇属可再生能源，利用乙醇燃料不会产生温室气体 C．太阳能、风能和生物质能属于新能源 D．太阳能电池可将太阳能直接转化为电能 【解析】 乙醇燃烧生成CO2，CO2为温室气体。【答案】 B 10．阅读下面的叙述，回答有关问题。

“生物质”是指由植物或动物生命体衍生得到的物质的总称。作为人类解决能源危机重要途径之一的“生物质能”，主要指用树木、庄稼、草类等植物直接或间接提供的能量。古老的刀耕火种、烧柴做饭、烧炭取暖等粗放用能方式正在被现代科学技术所改变。

(1)下面有关“生物质能”的说法，不正确的是()A．利用生物质能就是间接利用太阳能 B．生物质能源是可再生的能源

C．生物质能源是解决农村能源的主要途径 D．生物质能的缺点是严重污染环境

(2)沼气是有机废弃物(树叶、秸秆、草类及垃圾、粪便等)在隔绝空气的条件下发酵分解而成的气体，主要成分是甲烷。农村沼气池中发酵后的池底剩余物是很好的沤肥。下面有关结论中，错误的是()A．沼气是一种清洁的能源 B．使用沼气作能源可以保护森林 C．使用沼气给农民的生活带来了不便 D．使用沼气是对化学能的充分利用

【解析】(1)生物质燃烧的生成物主要是CO2，对环境的污染程度较低，D错误。(2)使用沼气能源可以减少其他能源的使用，进而保护森林。【答案】(1)D(2)C 11．沼气是一种廉价的能源。农村有大量的秸秆、杂草等农业废弃物，它们经微生物发酵以后，便可产生沼气，可以用来点火做饭。

(1)直接燃烧植物的枝叶是原始的取热方式，燃烧的化学反应为 _____________________。

(2)煤的主要成分是碳，写出煤和沼气中的主要成分燃烧过程的化学方程式： ____________________________________________________________； ____________________________________________________________。其中对环境污染小的一种燃料是________________________________。(3)我国农村大约有700万个沼气池，试说明使用沼气池有哪些优点？ 答：_______________。

若建立沼气发电站，可以实现把________能转化为电能。

【解析】 将植物的秸秆、叶、根等转化为沼气，既扩大肥源，又改善农村的卫生条件，而且燃料的利用率得以提高，还可以将生物质能转化为电能。

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

(3)使用沼气池可使粪肥熟化、提高肥效、降低农业生产成本；可解决农村能源问题，改善卫生条件；可替代煤，减少大气中的粉尘和酸雨的形成，减少环境污染(合理答案即可)生物质12．阅读材料，回答问题：

(1)某无色液体A，在通电条件下能生成无色气体B和C，B能使带火星的木条复燃，C能在空气中燃烧，发出淡蓝色火焰且只生成A。A中所含的化学键是________。

(2)能源可分为一次能源和二次能源。自然界以现存形式提供的能源称为一次能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二次能源。你认为C作为能源应称________次能源。有人认为气体C是一种优质能源，你认为C作为能源最突出的优点是________。

(3)若已知1 g气体C燃烧生成液体A时放出142.9 kJ热量，试写出其燃烧的热化学方程式_________________。

【解析】(1)根据题中条件可以判断：无色液体A是水，1个水分子中含有2个H—O共价键；B是氧气，C是氢气。(2)自然界中没有氢气，需要用其他物质为原料进行制备，所以氢气属于二次能源；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，最突出的优点是氢气燃烧的唯一产物是水，燃烧后不产生污染。(3)2 mol氢气(4 g)完全燃烧生成液体水时放出的热量为4×142.9 kJ＝571.6 kJ，其ΔH＝－571.6 kJ·mol。

【答案】(1)共价键(2)二 无污染(3)2H2(g)＋O2(g)===2H2O(l)ΔH＝－571.6 kJ·mol

[能力提升] 13．可再生能源是我国重要的能源资源，在满足能源需求、改变能源结构、减少环境污染、促进经济发展等方面具有重要作用。应用太阳能光伏发电技术，是实现节能减排的一项重要措施。

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下列有关分析不正确的是()A．风能、太阳能、生物质能等属于可再生能源 B．推广可再生能源有利于经济可持续发展 C．上图是太阳能光伏电池原理图，图中A极为正极 D．光伏电池能量转化方式是太阳能直接转化变为电能

【解析】 A、B说法正确；由图中的电流方向可知，A极应为负极，C不正确；光伏电

池发电是将光能直接转化为电能，D正确。

【答案】 C

吸热14．(双选)已知反应Na2SO4·10H2O

放热硝(Na2SO4·10H2O)的密闭聚乙烯管安装在房屋的外墙内就能达到白天蓄热使室内保持低温度；晚上把白天所蓄热量放出，使室内保持温暖。以下说法正确的是()A．白天将太阳能转化为化学能 B．白天将化学能转化为太阳能 C．晚上将化学能转化为热能 D．晚上将热能转化为化学能

【解析】 白天Na2SO4·10H2O吸收太阳能失去水生成Na2SO4·nH2O，转化为化学能蓄存起来，A项正确；晚上Na2SO4·nH2O结合H2O重新生成Na2SO4·10H2O放出热量，化学能转化为热能，C项正确。

【答案】 AC 15．某人设想利用下述反应的联合与循环来生产能解决目前环境和能源问题的某种物质：

高温3FeCl2＋4H2O(g)=====Fe3O4＋6HCl＋H2；

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

试回答下列问题：(1)该人欲生产的这种物质是________。(2)从化学原理来看这种生产的实质是________。

(3)若生产条件和设备均很理想，在生产过程中只需添加的原料是________。【解析】 从三个反应的产物来看，能够解决目前环境和能源问题的物质是氢气，所以该反应是用来制备氢气的。又因为这三个反应是“联合与循环”生产氢气的，所以可以将三个方程式叠加，可得总的化学方程式为2H2O===2H2↑＋O2↑，故产物为H2和O2，其中H2能解决目前环境和能源问题；FeCl2和Cl2作催化剂，HCl、Fe3O4和FeCl3是中间产物。

【答案】(1)H2(2)使水分解为氢气和氧气(3)水

Na2SO4·nH2O＋(10－n)H2O。有人将装有芒