《太阳能、生物质能和氢能的利用》导学案3.doc

《太阳能、生物质能和氢能的利用》导学案
【学习目标】
1、简单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；
2、认识开发、利用高能、清洁能源的重要性和紧迫性。
【重点难点】
生物质能和氢能的利用
【学习内容】
一、太阳能的利用
1、地球上最基本的能源是______________。
2、_____________是大自然利用太阳能最成功的途径。
具体过程：
能量转化
原 理
_____能转化

在太阳光的作用下，植物体内的叶绿素把水和二氧化碳转化为葡萄糖，进而生成淀粉、纤维素。
反应式

_____能转化
为______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，同时释放出热量。
反应式

3、太阳能的利用方式
方 式
原 理
生产生活实例
光-_____转换
利用太阳辐射加热物体而获得热能

光-___转换
光-___-___转换
利用太阳辐射热发电

光-___直接转换
利用光电效应，将太阳能辐射直接转化为电能

光-_______转换
利用太阳辐射和催化剂可以使水分解

光-_______转换
光合作用

4、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阴晴的影响。
(3)大部分太阳能都是在夏天期间收集，如何把夏天收集的太阳能储存起来，留待冬天使用，仍然是个有待解决的问题。
二、生物质能的利用
1、含义：生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量。
2、生物质能的利用方式
利用方式
原 理
直接燃烧

生物
化学
转化
制沼气
(不填)
制乙醇

热化学转化
煤变煤气
3、生活垃圾中的生物质能利用
三、氢能的开发与利用
1、氢气是理想的“绿色”能源
2、氢能产生的途径
途径
原理
特点
目前
使用途径
水煤气法

电解法

未来
理想途径

3、在生活和生产中大量应用氢能源面临的难题_____________________________________________________
4、氢能的利用途径
H2O
H2、O2

【课堂小结与反思】
【课后作业与练习】
1．石油是一种重要能源，人类正面临着石油短缺、油价上涨的困惑，以下能源解决的方法不当的是( )
A．用木材作燃料 B．用液氢替代汽油
C．开发风能 D．开发地热能
2．下列有关能量转化的说法正确的是( )
A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程
B．化石燃料和植物燃料燃烧放出的热量均来源于太阳能
C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转化为化学能过程
D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变为热能的过程
3．制造太阳能电池需要高纯度的硅，工业上制高纯度硅常用以下反应：
①Si(s)+3HCl(g)SiHCl3(g)+H2(g)
②SiHCl3(g)+H2(g)Si(s)+3HCl(g)
对上述两个反应的下列叙述中，错误的是( )
A．两个反应都是置换反应
B．反应②不是置换反应
C．由于反应②放热，则反应①一定吸热
D．两个反应都是氧化还原反应
4．在生活和生产实际中大量应用氢能源。若想利用水制取氢气，下列方法可行的是( )
A．通过电解水的方法制取
B．将水进行高温加热使之分解来制取
C．在光分解催化剂的存在下，在特定的装置中，利用太阳能分解水制取氢气
D．用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下释放出氢气
5．空气是人类生存所必需的重要资源。为改善空气质量而启动的“蓝天工程”得到了全民的支持。下列措施不利于“蓝天工程”建设的是( )
A．推广使用燃煤脱硫技术，防治SO2污染
B．实施绿化工程，防治扬尘污染
C．研制开发燃料电池汽车，消除机动车尾气污染
D．加大石油、煤炭的开采速度，增加化石燃料的供应量
6．天然气、石油、煤等在地球上的蕴藏量是有限的，则下列说法正确的是( )
①可砍伐树木、野草作能源　②可用酒精作能源　③可利用电解水的方法制得氢气作能源　④应开发太阳能、核能等新能源　⑤大量应用风能、水能等可再生能源
A．① B．①⑤ C．②③ D．④⑤
能源可分为一级能源和二级能源，自然界以现存形式提供的能源称为一级能源；需要依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。氢气是一种高效而没有污染的能源，它可以由自然界中大量存在的水来制取：2H2O(g)=2H2(g)+O2(g) △H=+517.6kJ·mol-1
根据以上叙述回答以下7、8、9三小题
7．下列叙述中正确的是 ( )
A．电能是一级能源 B．水力是二级能源
C．氢气是一级能源 D．天然气是一级能源
8．关于用水制取能源氢气，以下研究方向不可行的是( )
A．构成水的氢和氧都是可以燃烧的物质，因此可研究在水不分解的情况下，使氢气成为二级能源
B．设法将太阳能聚焦，产生高温，使水分解产生氢气
C．寻找高效催化剂，利用太阳能使水分解产生氢气
D．寻找特殊催化剂，用于开发廉价能源，以分解水制取氢气
9．已知CH4(g)+2O2(g)=2H2O(l)+CO2(g) △H=-890.3kJ·mol-1，1g氢气和1g甲烷分别燃烧后，放出的热量之比约是( )
A．1:3.4 B．1:1.7 C．2.3:1 D．4.6:1
10．2g氢气充分燃烧后约放热286 kJ，而1000g汽油充分燃烧后约放热46000 kJ，氢气被公认是21世纪替代矿物燃料的理想能源。试简述氢气作为理想能源的三个主要优点：
____________________________________________________11．氢气是未来的最理想的能源，科学家最近研制出利用太阳能产生激光，并在二氧化钛(TiO2)表面作用使海水分解得到氢气的新技术2H2O 2H2↑＋O2↑。制得的氢气可用于燃料电池。试回答下列问题：
(1)分解海水时，实现了从_________能转变为________能，二氧化钛作___生成的氢气，用于燃料电池时，实现________能转变为_______能。分解海水的反应属于_________反应(填：放热或吸热)
(2)某种氢燃料电池是用固体金属氧化物陶瓷作电解质，两极上发生的电极反应分别为：A极：H2 + O2- == H2O + 2e- ； B极：O2 +4e- ==2O2-，则A极是电池的 极；
12．(1)如下左图所示，铁处于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种不同的环境中，铁被腐蚀的速率由大到小的顺序是(填序号) 。

(2)如上右图，烧杯中放清水，将一段铁丝固定在试管内，然后将试管倒置在水中，经3～4天后，可观察到的现象( )
A．试管中铁丝生锈，水面上升 B．无现象
C．试管中铁丝生锈，水面不上升 D．无法判断