资源描述
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
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