《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教学案 苏教版必修》由会员分享，可在线阅读，更多相关《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教学案 苏教版必修（14页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、我带领班子成员及全体职工，积极参加县委、政府和农牧局组织的政治理论学习，同时认真学习业务知识，全面提高了自身素质，增强职工工作积极性，杜绝了纪律松散第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用学习目标定位1.知道能源的分类。2.认识开发利用清洁高效新能源的重要意义。一、太阳能的利用1下图是太阳能的转化关系图观察分析上图，回答下列问题：(1)地球上最根本的能源是太阳能，太阳能可以转化为各种不同的能量，如热能、风能、生物质能等。自然界中利用太阳能最重要也是最成功的途径是植物的光合作用。(2)目前，世界所需的能源大多来自于石油、煤、天然气，它们是由远古生物掩埋在地下深处历经几百万年演变所形成的。(3)在太阳
2、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，把光能转化为化学能，动物摄入体内的淀粉、纤维素能水解转化为葡萄糖，葡萄糖氧化生成水和二氧化碳，释放出热量，供给生命活动的需要。2阅读教材内容，回答下列问题：(1)直接利用太阳能的方式有哪些？答案直接利用太阳辐射能，基本方式有：光热转换，如太阳能热水器等；光电转换，如太阳能电池等；光化学能转换；光生物质能转换。(2)举例说明太阳能可间接转化为机械能、电能或化学能。答案太阳能间接转化为机械能和电能。如太阳辐射能使地表水分蒸发形成云雨，汇成江、河，上游的水位提高，形成落差，推动水轮机发电。太阳能间接转化为化学能。如矿物燃料由
3、远古时代的生物质能转化而来，归根到底是由太阳能转化而来。1.人类生命活动使用的能量主要来源于太阳能2被广泛开发利用的理想能源太阳能(1)数量巨大；(2)时间长久；(3)普照大地；(4)清洁安全。1下列有关太阳能的说法不正确的是()A太阳能以光波形式传送到地面B化石燃料蕴藏的能源来自太阳能C太阳能是洁净能源，不污染环境D食用植物体内的淀粉、蛋白质等属直接利用太阳能答案D2下列能源物质中不是源于太阳能的是()A煤炭 B水能 C地热能 D沼气答案C解析煤炭是远古植物吸收太阳能固定下来的能量，是储存在地壳中的“太阳能”；水能是地球上的水经过植物的光合作用、新陈代谢等生命活动推动了地球上水的循环，所以水
4、能是间接的来自于太阳能；沼气是植物吸收太阳能转化成化学能，储存在植物体内，经过细菌的腐化而产生的，也是太阳能的转换。二、生物质能的利用1阅读教材回答：生物质能的来源是什么？你所熟悉的生物质有哪些？答案生物质能来源于植物及其加工产品所储存的能量。生物质包括农业废弃物(如植物的秸秆、枝叶)、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等。2举例说明生物质能利用的方式主要有哪几种？答案生物质能利用的方式主要有三种：(1)直接燃烧燃烧植物枝叶获得热量：(C6H10O5)n6nO26nCO25nH2O(2)生物化学转换用淀粉制取燃料乙醇(C6H10O5)nnH2OnC6H12O6C6H12O62C
5、H3CH2OH2CO2(3)热化学转换生物质隔绝空气加强热产生可燃气体3现代垃圾处理厂是把大量生活垃圾中的生物质能转化为热能、电能。生物质能的优点及利用方式(1)生物质能具有可再生、储量大、污染低等优点。(2)生物质能利用的方式有直接燃烧；生物化学转换；热化学转换。3植物及其废弃物可制成乙醇燃料，下列关于乙醇燃料的说法错误的是()A它是一种可再生能源B乙醇易燃烧，污染小C乙醇只能在实验室内作燃料D粮食作物是制乙醇的重要原料答案C解析粮食作物经过发酵可制得乙醇，所以A、D正确；乙醇燃烧生成二氧化碳和水，污染小，所以B正确；乙醇也可用作汽车的燃料，所以C错误。4能源与人类的生活和社会发展密切相关。
6、下列关于能源开发和利用的说法正确的是()A用粮食发酵得到酒精代替汽油作汽车燃料B随着科技的发展，氢气将会成为主要能源C在农村不提倡利用沼气作生活燃料D人类利用的能源都是通过化学反应获得的答案B解析用粮食发酵得到酒精会大量消耗粮食，不符合我国粮食安全的国情，A错；在农村提倡利用沼气作生活燃料，C错；人类利用的能源有的是通过化学反应获得的，有的是自然界提供的，如水能、风能等，D错。三、氢能的开发和利用1通过初中化学的学习，氢能为什么是最好的新型能源？答案氢能的三大优点：(1)热值高；(2)来源广；(3)无污染。2氢能是一种理想的、极有前途的二次能源，它被人们视为理想的“绿色能源”。现在有多少种氢能
7、的开发方式？这些方式有哪些优点和缺点？答案目前人类制取氢气的方法有：(1)以天然气、石油和煤为原料，在高温下与水蒸气反应或用部分氧化法制氢气。此法消耗大量不可再生的能源。(2)电解水制氢气。该方法制备氢气的条件比较简单，对环境也不会造成污染，但用该方法来制备氢气需要消耗大量的电能，生产成本太高。(3)在光分解催化剂存在下，在特定的装置中，利用太阳能分解水制氢气。3举例说明氢能的利用有哪些途径？答案(1)氢气燃烧放热(如以液态氢作为火箭的燃料)；(2)用高压氢气、氧气制作氢氧燃料电池；(3)利用氢的热核反应释放的核能(如氢弹)。氢能的开发利用及其优点(1)氢能具有热值高、无污染、来源广等优点。(
8、2)氢能开发利用的关键问题是低成本制备H2(关键是寻找有效的催化剂)；H2的贮存运输(贮氢材料的研制应用)。5绿色能源是指使用过程中不排放或排放极少污染物的能源，如一级能源中的水能、地热能、天然气等；二级能源中的电能、氢能等。下列能源属于绿色能源的是()太阳能风能石油煤潮汐能木材A BC D答案D6冰岛火山爆发再一次向人类敲响了警钟，必须发展“低碳经济”。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。下列不是氢能优点的是()A原料来源广B易燃烧，放出热量多C生成物无污染D制取H2简单易行答案D解析工业上制取H2的原料是H2O，来源广，A正确；H2易燃烧且等质量
9、物质中放出的热量较多，产物为H2O，无污染，B、C正确；工业上利用水制取H2需消耗大量能量且效率低，D错。1能量的转化2能源的分类1“能源分类相关图”如下图所示，四组能源选项中全部符合图中阴影部分的能源是()A煤炭、石油、潮汐能 B水能、生物能、天然气C太阳能、风能、沼气 D地热能、海洋能、核能答案C解析A项，煤炭、石油不是新能源，也不是可再生能源；B项，天然气不是新能源，也不是可再生能源；D项，地热能是来自地球内部的能源，核能不是可再生能源，也不是来自太阳的能源。2下列给出的能源中，不能作为新能源的是()A太阳能 B无烟煤 C燃料电池 D氢能答案B解析煤属于矿物燃料，会严重污染空气。太阳能、
10、燃料电池、氢能均为有发展前景的新能源。3据报道，某国一集团拟在太空建造巨大的集光装置，把太阳光变成激光用于分解海水制氢：2H2O2H2O2。下列说法正确的是()水的分解反应是放热反应氢气是一次能源使用氢气作燃料有助于控制温室效应若用生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇储存起来，可以改善生存环境A B C D答案C解析中水的分解反应是吸热反应；中在自然界中氢气无法直接取得，是二次能源；中氢气的燃烧产物是水，化石燃料燃烧会产生二氧化碳，所以氢气作燃料有助于控制温室效应；中生成的氢气与空气中多余的二氧化碳反应生成甲醇，则可以对二氧化碳进行循环利用。4下列关于能源和作为能源使用的物质的叙述中错
11、误的是()A化石能源物质内部蕴含着大量的能量B绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能储存起来C物质的化学能可以在一定条件下转化为热能、电能，为人类所利用D吸热反应没有利用价值答案D解析任何反应都有有利和不利的一面，如CCO22CO是吸热反应，在钢铁冶炼中可以利用该反应获得更多的还原剂CO，故D项错误。5能源是现代文明的原动力，通过化学方法可以使能量按人们所期望的形式转化，从而开辟新能源和提高能源的利用率。(1)氢气在燃烧时，放出大量热量，说明该反应是_热反应，这是由于反应物的总能量_(填“大于”“小于”或“等于”，下同)生成物的总能量；从化学反应的本质角度来看，是由于断裂反应物中的化学键
12、吸收的总能量_形成生成物中的化学键放出的总能量。(2)氢气被公认为是21世纪代替矿物燃料的理想能源，2 g 氢气燃烧时放出286 kJ热量，而每千克汽油燃烧放出的热量为46 000 kJ。试据此分析氢气作为能源代替汽油的优势：_。答案(1)放大于小于(2)清洁能源，燃烧后无污染环境的物质生成；单位质量放出的热量多解析(1)燃烧反应都是放热反应，所以氢气的燃烧反应是放热反应，根据能量守恒定律，放热反应是反应物的总能量大于生成物的总能量；化学反应的本质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，放热反应的本质是断裂反应物中的化学键吸收的总能量小于形成生成物中的化学键放出的总能量。(2)2 g氢气燃烧时放出2
13、86 kJ热量，所以1 000 g氢气燃烧放出143 000 kJ的热量，约是每千克汽油燃烧放出热量的3倍，且氢气燃烧的产物是水，对环境无污染。基础过关题组一太阳能的利用1下列有关太阳能的利用方式以及列举的实例错误的是()A太阳能电池是一种光电转换形式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风能是空气流动形成的，与太阳能无关答案D解析光电转换、光热转换、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。风能形成的本质原因是太阳辐射使空气受热不均造成的，D项错误。2人工光合作用能够借助太阳
14、能，用CO2和H2O制备化学原料。下图是通过人工光合作用制备HCOOH的原理示意图，下列说法不正确的是()A该过程是将太阳能转化为化学能的过程B催化剂a表面发生氧化反应，有O2产生C催化剂a附近酸性减弱，催化剂b附近酸性增强D催化剂b表面的反应是CO22H2e=HCOOH答案C解析由CO2和HCOOH中碳元素的化合价变化可知，CO2应该在正极放电形成HCOOH，由图示装置电子移动的方向可确定b为正极，a为负极。催化剂a表面：2H2O4e=4HO2，所以答案选C。题组二生物质能的利用3下列有关生物质能的说法不正确的是()A生物质能是可再生能源B生物质能来源于太阳能C焚烧生活垃圾发电是将生物质能直接转化为电能D玉米、高粱发酵制乙醇是生物质能转化为化学能答案C解析生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量，生物质能最终利用的结果：除释放能量外，产生无污染的CO2和H2O，通过植物的光合作用，重新将太阳能转化为生物质能，因此生物质能是可再生的新能源，A正确；光生物
