2019-2020年高中化學《太陽能 生物質(zhì)能和氫能》教案1 蘇教版選修2.doc

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2019-2020年高中化學《太陽能 生物質(zhì)能和氫能》教案1 蘇教版選修2 一、學習目標 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難題。 2．聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際學習太陽能、生物質(zhì)能的利用。 3．認識開發(fā)、利用高能清潔能源的重要性和緊迫性。 4．通過活動與收集資料，增強節(jié)約能源、保護環(huán)境的意識，增強社會責任感。 二、教學重點及難點 教學重點：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難題。 教學難點：太陽能、生物質(zhì)能利用的原理。 三、設計思路 本單元是專題2“化學反應與能量轉(zhuǎn)化”中的最后一部分內(nèi)容。在前三單元介紹了化學反應速率和反應限度、化學反應中的能量變化、化學能與電能的相互轉(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。更進一步讓學生體會到能源與人類生存和發(fā)展的息息相關及能源在社會發(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)利用需要新的科學技術，強調(diào)科學技術的應用價值。突出新能源的開發(fā)利用將為解決能源危機、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。強調(diào)開發(fā)利用新能源要綜合應用物理、化學、生物、材料科學等多學科的知識和技術，激發(fā)學生的求知欲。 在教學中可緊密聯(lián)系生產(chǎn)、生活中的實際問題，從學生已有的知識出發(fā)，使學生領悟到開發(fā)新能源與自己的日常生活密切相關，進一步認識到學習化學知識的重要性。引導學生利用所學的化學知識，分析太陽能、生物質(zhì)能、氫能利用的化學原理，設想解決開發(fā)利用新能源中尚存問題的方法，提高應用知識的能力。 四、教學過程 [展示圖片]xx年世界能源消耗比例（PPT2） [創(chuàng)設問題情景]從20世紀末統(tǒng)計的非洲、美洲、歐洲和中東地區(qū)已經(jīng)探明的石油儲藏量，估計世界各地區(qū)蘊藏的石油可以供各地區(qū)使用多少年。從估計結果你想到什么？ [學生討論][教師講解] 化石燃料是不可再生能源?？茖W家對全球化石燃料何時會被耗盡作了估計，其預測結果是——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。 [學生討論、教師補充]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認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，進而生成淀粉、纖維素。 光 6H2O＋6CO2C6H12O6＋6O2 （2）化學能轉(zhuǎn)化為熱能。動物體內(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、生物等已學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例，體會這些實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] 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，進而生成淀粉、纖維素，將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)榛瘜W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．生物化學轉(zhuǎn)換 （1）沼氣： （2）乙醇：(C6H10O5)n＋nH2OnC6H12O6 C6H12O62C2H5OH＋2CO2↑ 3．熱化學轉(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：（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：如何廉價的制取氫氣？如何儲存和運輸氫氣？（PPT13） [閱讀]儲氫材料 [介紹]為進一步開發(fā)氫能，推動氫能利用的發(fā)展，“氫能技術”已被列入《科技發(fā)展“十五”計劃和xx年遠景規(guī)劃（能源領域）》。