高一化学教案：第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精单元规划本单元的主要内容是太阳能的利用、生物质能的利用和氢能的开发、利用。本单元内容具有以下3个特点：1。强调一个“新”字。开发新能源，需要新技术、新办法。既体现出开发新能源的美好前景，又体现出开发新能源的科学探究历程中所遇到的新的技术难关.2。强调一个“用”字.开发和利用新能源是一个崭新的问题，要运用许多科技前沿知识，但是，开发和利用新能源又是与人们的生活息息相关的，有其紧迫性和重要性。3.体现一个“联”字。开发和利用新能源，要综合化学、物理、生物、材料等诸多学科的优势，所以，本单元内容体现了各学科之间的横向联系和相互渗透。根据本单元内容的3个特点，在教学上应努力做到：1.立足于现代生活和未来发展的需要,联系实际去组织教学.2.从学生已有的经验出发，了解新能源的利用与日常生活的密切关系。3。多采用查阅资料、收集数据、实地参观调查、阅读、讨论、辩论等多种生动活泼的学习形式，调动学生的学习积极性和主动性。课时安排：太阳能的利用1课时生物质能的利用1课时氢能的开发与利用1课时太阳能的利用从容说课本课时的主要内容是太阳能的利用。对于目前所用的化石燃料，学生很熟悉，知道化石燃料燃烧时的一些缺点，比如，燃烧的热效率低、产物污染大气、储量有限、不可再生等等，在教学时，可以启发学生去进行思考：有无更好的高能清洁能源呢？就此引入新课——太阳能的利用。2008年奥运会将在北京举行,学生对此都很了解，也很向往,但是学生不了解的是：为了举办2008年的奥运会，我国在各个奥运场馆、运动员的住宿地、奥运村以及各条道路的照明设施建设方面，是运用一种新的理念来实施的，即充分利用绿色能源——太阳能.针对这一重大的举措，教师在教学中就可以有意识地向学生介绍这方面的资料，通过色彩鲜明的图片、幻灯片向学生展示太阳能利用的实例。这样的方式，既吸引了学生的注意力，又能开拓学生的视野，使学生了解更多的周围的大事。对于太阳能的光-热转换、光—生物质能转换方式,学生已有这方面的经验：太阳能热水器已经商品化、植物的光合作用在小学自然课中就已学习.但是，其他的转换方式，学生还不够了解。在教学时,为了增加学生的兴趣、调动学生的学习积极性，可以进行一个探究活动,即“能否利用化学物质自制一个暖袋，以达到白天吸收太阳能降温、夜晚释放能量取暖的效果呢？"通过讨论、交流，更进一步地了解光—化学能的转化方式.太阳能的充分利用,有广阔的前景，但是，目前，太阳能的利用率还很低，对这些问题，学生有相应的知识基础。因而,完全可以在课前将任务布置给学生,让学生去图书馆或是通过网络查阅资料，了解大自然利用太阳能的方式、人类直接利用太阳辐射能的4种利用方式、太阳能利用的广阔前景以及存在的技术难题等等。教学设计教学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难题。教学难点太阳能的利用原理教具准备幻灯片若干、电脑图片若干、投影片若干三维目标知识与技能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.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.教学过程导入新课对于目前所用的化石燃料，大家都很熟悉，也知道化石燃料燃烧时的一些缺点，比如，燃烧的热效率低、产物污染大气等等。而且，化石燃料是不可再生的能源。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洁净、高效的新能源,比如，太阳能、生物质能、氢能等，那么，在所有的新能源中,最诱人的是哪一种能源呢?生（回答）是太阳能。板书：太阳能的利用推进新课师对,太阳能是最诱人的新能源！因为太阳能的开发利用具有很多的优点，当然,它也有小小的缺憾存在。投影：太阳能资源特点：●总量最大—-取之不尽，用之不竭（应对能源危机)●分布最广--遍布世界各地（应对传统能源的区域差异和贸易壁垒）●最清洁——利用过程中不会产生任何污染，也不会产生废弃物（应对环境恶化）●能源品位低-—需要一定的面积保证（通常认为在不考虑地球大气吸收的情况下,太阳能的功率是1。39千瓦每平米）●有不稳定因素——多数利用方式受天气状况影响师大家都知道，2008年奥运会将在北京举行,但是，你们有可能不知道，此次奥运组委会在比赛场馆、运动员的住房、道路的照明、灯塔等建设方面，都充分考虑到了绿色能源——太阳能的利用。请看一组幻灯片： 师边播放边讲解.太阳能的利用--住房◆奥运村650座永久性住宅和500座组合活动房665栋，安装有1kW的PV系统,装有太阳能热水器◆奥运村宴会厅和自助餐厅屋面分别装了太阳电池组件70.5kW和11。2kW◆奥林匹克运动村的每个家庭装有太阳能热水器◆太阳能直接给家庭电气系统供电，超过的电进入电网太阳能的利用——体育场馆重要的奥林匹克场馆都装有光伏系统—-奥林匹克主馆--SuperDome——悉尼娱乐中心—-奥林匹克码头—-Regatta中心新型太阳能电子设备—-太阳能灯、太阳能安全门—-环境控制器和水路导航设备太阳能电站—-拥有2000个坐位篮球、网球和其他运动的赛场，SuperDome中建有太阳能电站太阳能的利用-—太阳能灯塔◆19座灯塔◆灯塔高30米，安装5列×16片太阳电池组件,收集太阳光供晚间照明,白天遮阳。◆每座灯塔一天发电约23kWh，配备6套逆变器和当地电网连接，预期年发电16万kWh。◆每个灯塔都设有电话和3个显示屏告知游人，124kWh的系统正在发多少电。师(启发）奥运场馆建设中充分利用太阳能，这是人类对太阳辐射能的直接利用，请思考并小结一下，在刚才的幻灯片中，具体来说，提到了太阳能的怎样的4种利用方式呢？在利用太阳能时能量是如何转换的呢？(生思考后回答）生1“奥林匹克运动村的每个家庭都装有太阳能热水器”,这是一种“光—热转换”形式。师（讲解）这是目前技术最成熟、成本最低廉、应用最广泛的形式。其基本原理是利用太阳辐射能加热物体而获得热能。除了太阳能热水器以外，还有反射式太阳灶,高温太阳炉，农村种植瓜果蔬菜时所用的地膜、大棚、温室等。板书：1。光—热转换生2“太阳能直接给运动员住宿区提供的电气系统供电”“太阳能灯塔”“太阳能电子安全门"“太阳能电站”等说明这是一种“光—电转换”形式。光伏发电的应用原理：光伏发电是根据光生伏打效应，利用太阳电池将太阳光能直接转化为电能。光伏发电产品主要用于三大方面：一是为无电场合提供电池，还包括一些移动电源和备用电源；二是太阳能日用电子产品，如各类太阳能充电器、太阳能路灯和太阳能草地厂各种灯具等；三是并网发电，这在发达国家已经大面积推广实施。师太阳能的大规模利用主要是用于发电，发电方式有两种：一种是光—热—电转换方式,另一种是光—电转换方式.［介绍］两种转换方式的原理。板书：2。光-电转换投影：太阳能利用的实例能量转化方式太阳能热水器，反射式太阳灶,高温太阳炉,农村种植瓜果蔬菜时所用的地膜、大棚、温室等光—热转换给电气系统供电、太阳能灯塔、太阳能电子安全门、太阳能电站光—电转换师太阳能的另外一种利用方式是“光-化学能转换”.板书:3。光—化学能转换师现在,随着生活水平的提高，假期里外出旅游的人也特别多，去西藏、云南等高原地区旅游也变得十分红火,但是，高原地区日照强、白天和夜晚的温差很大，那么，你们能否利用化学物质自制一个暖袋，以达到白天吸收太阳能降温、夜晚释放能量取暖的效果呢？生兴趣很浓厚，热烈地讨论起来.生1必须选择这样一种化学物质：白天，日照强烈时，吸收热量发生反应;夜晚，发生变化时，放出热量才行啊。生2而且,还要求吸收和放出的热量比较多才行。生3结晶水合物就具有这样的性质啊.生4选择什么结晶水合物呢?师可以选择芒硝晶体即十水合硫酸钠晶体.加热装在密封袋里的芒硝晶体即十水合硫酸钠晶体,会有什么变化发生？生（回答）十水合硫酸钠晶体会失去结晶水，硫酸钠粉末溶解在水中，会吸收热量而使环境降温。师给装在密封袋里的硫酸钠溶液降温，会有什么变化发生?生降温时,硫酸钠溶液发生结晶，析出硫酸钠晶体,会放出热量而使环境升温。师根据硫酸钠的这种特征，可以利用它来做夜晚时的暖袋.师利用太阳能从水制氢气也是一种光—化学能的转换。太阳能的另外一种利用方式是“光—生物质能转换"。板书：4。光-生物质能转换师光—生物质能转换主要是通过地球上众多植物的光合作用,将太阳辐射能转换为生物质能。光—生物质能转换的本质也是光—化学能的转换。在太阳光的作用下，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。6H2O+6CO2C6H12O6+6O2动物体内的淀粉、纤维素在酶的作用下,与水反应分解为葡萄糖，葡萄糖氧化生成水和二氧化碳，又释放出热量，提供人体生存、活动的需要。板书：（C6H10O5）n+nH2OnC6H12O6C6H12O6(s)+6O2（g）6H2O(l）+6CO2（g）；ΔH=-2804kJ·mol-1光—生物质能转化的本质：光—化学能的转化投影：太阳能利用的实例能量转化方式备注自制暖袋、从水制氢气光—化学能转换光—生物质能转换的本质也是光—化学能的转换植物的光合作用光—生物质能转换“生物质能的利用”这一内容我们将在下一课时继续学习。投影:太阳能利用方式及其产品太阳光化学转换光合作用、光电化学作用、光敏化学作用及光分解反应.太阳光热转换热水器、干燥器、采暖和制冷、太阳房、太阳灶和高温炉、海水淡化装置、水汞、热力发电装置及太阳能医疗器具。太阳光电转换各种规格类型的太阳电池板和供电系统.课堂小结本节课主要学习了太阳能利用的现状、开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的一些技术难题。布置作业1。查阅资料，了解生物质能的利用。2.书写小报告“太阳能的利用”。板书设计太阳能的利用1。光—热转换2.光-电转换3.光—化学能转换4。光—生物质能转换(C6