高一化學教案：第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精單元規(guī)劃本單元的主要內(nèi)容是太陽能的利用、生物質(zhì)能的利用和氫能的開發(fā)、利用。本單元內(nèi)容具有以下3個特點：1。強調(diào)一個“新”字。開發(fā)新能源，需要新技術、新辦法。既體現(xiàn)出開發(fā)新能源的美好前景，又體現(xiàn)出開發(fā)新能源的科學探究歷程中所遇到的新的技術難關.2。強調(diào)一個“用”字.開發(fā)和利用新能源是一個嶄新的問題，要運用許多科技前沿知識，但是，開發(fā)和利用新能源又是與人們的生活息息相關的，有其緊迫性和重要性。3.體現(xiàn)一個“聯(lián)”字。開發(fā)和利用新能源，要綜合化學、物理、生物、材料等諸多學科的優(yōu)勢，所以，本單元內(nèi)容體現(xiàn)了各學科之間的橫向聯(lián)系和相互滲透。根據(jù)本單元內(nèi)容的3個特點，在教學上應努力做到：1.立足于現(xiàn)代生活和未來發(fā)展的需要,聯(lián)系實際去組織教學.2.從學生已有的經(jīng)驗出發(fā)，了解新能源的利用與日常生活的密切關系。3。多采用查閱資料、收集數(shù)據(jù)、實地參觀調(diào)查、閱讀、討論、辯論等多種生動活潑的學習形式，調(diào)動學生的學習積極性和主動性。課時安排：太陽能的利用1課時生物質(zhì)能的利用1課時氫能的開發(fā)與利用1課時太陽能的利用從容說課本課時的主要內(nèi)容是太陽能的利用。對于目前所用的化石燃料，學生很熟悉，知道化石燃料燃燒時的一些缺點，比如，燃燒的熱效率低、產(chǎn)物污染大氣、儲量有限、不可再生等等，在教學時，可以啟發(fā)學生去進行思考：有無更好的高能清潔能源呢？就此引入新課——太陽能的利用。2008年奧運會將在北京舉行,學生對此都很了解，也很向往,但是學生不了解的是：為了舉辦2008年的奧運會，我國在各個奧運場館、運動員的住宿地、奧運村以及各條道路的照明設施建設方面，是運用一種新的理念來實施的，即充分利用綠色能源——太陽能.針對這一重大的舉措，教師在教學中就可以有意識地向?qū)W生介紹這方面的資料，通過色彩鮮明的圖片、幻燈片向?qū)W生展示太陽能利用的實例。這樣的方式，既吸引了學生的注意力，又能開拓學生的視野，使學生了解更多的周圍的大事。對于太陽能的光-熱轉(zhuǎn)換、光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換方式,學生已有這方面的經(jīng)驗：太陽能熱水器已經(jīng)商品化、植物的光合作用在小學自然課中就已學習.但是，其他的轉(zhuǎn)換方式，學生還不夠了解。在教學時,為了增加學生的興趣、調(diào)動學生的學習積極性，可以進行一個探究活動,即“能否利用化學物質(zhì)自制一個暖袋，以達到白天吸收太陽能降溫、夜晚釋放能量取暖的效果呢？"通過討論、交流，更進一步地了解光—化學能的轉(zhuǎn)化方式.太陽能的充分利用,有廣闊的前景，但是，目前，太陽能的利用率還很低，對這些問題，學生有相應的知識基礎。因而,完全可以在課前將任務布置給學生,讓學生去圖書館或是通過網(wǎng)絡查閱資料，了解大自然利用太陽能的方式、人類直接利用太陽輻射能的4種利用方式、太陽能利用的廣闊前景以及存在的技術難題等等。教學設計教學重點太陽能利用的現(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。教學難點太陽能的利用原理教具準備幻燈片若干、電腦圖片若干、投影片若干三維目標知識與技能簡單了解太陽能利用的現(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.過程與方法1。采用查閱資料、收集數(shù)據(jù)等生動活潑的學習形式，調(diào)動學生的學習積極性和主動性。2.聯(lián)系生產(chǎn)、生活實際學習太陽能的利用。情感、態(tài)度與價值觀認識開發(fā)、利用高能清潔能源的重要性和緊迫性.教學過程導入新課對于目前所用的化石燃料，大家都很熟悉，也知道化石燃料燃燒時的一些缺點，比如，燃燒的熱效率低、產(chǎn)物污染大氣等等。而且，化石燃料是不可再生的能源?？茖W家對全球化石燃料何時會被耗盡作了估計:其預測結(jié)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)和利用潔凈、高效的新能源,比如，太陽能、生物質(zhì)能、氫能等，那么，在所有的新能源中,最誘人的是哪一種能源呢?生（回答）是太陽能。板書：太陽能的利用推進新課師對,太陽能是最誘人的新能源！因為太陽能的開發(fā)利用具有很多的優(yōu)點，當然,它也有小小的缺憾存在。投影：太陽能資源特點：●總量最大—-取之不盡，用之不竭（應對能源危機)●分布最廣--遍布世界各地（應對傳統(tǒng)能源的區(qū)域差異和貿(mào)易壁壘）●最清潔——利用過程中不會產(chǎn)生任何污染，也不會產(chǎn)生廢棄物（應對環(huán)境惡化）●能源品位低-—需要一定的面積保證（通常認為在不考慮地球大氣吸收的情況下,太陽能的功率是1。39千瓦每平米）●有不穩(wěn)定因素——多數(shù)利用方式受天氣狀況影響師大家都知道，2008年奧運會將在北京舉行,但是，你們有可能不知道，此次奧運組委會在比賽場館、運動員的住房、道路的照明、燈塔等建設方面，都充分考慮到了綠色能源——太陽能的利用。請看一組幻燈片： 師邊播放邊講解.太陽能的利用--住房◆奧運村650座永久性住宅和500座組合活動房665棟，安裝有1kW的PV系統(tǒng),裝有太陽能熱水器◆奧運村宴會廳和自助餐廳屋面分別裝了太陽電池組件70.5kW和11。2kW◆奧林匹克運動村的每個家庭裝有太陽能熱水器◆太陽能直接給家庭電氣系統(tǒng)供電，超過的電進入電網(wǎng)太陽能的利用——體育場館重要的奧林匹克場館都裝有光伏系統(tǒng)—-奧林匹克主館--SuperDome——悉尼娛樂中心—-奧林匹克碼頭—-Regatta中心新型太陽能電子設備—-太陽能燈、太陽能安全門—-環(huán)境控制器和水路導航設備太陽能電站—-擁有2000個坐位籃球、網(wǎng)球和其他運動的賽場，SuperDome中建有太陽能電站太陽能的利用-—太陽能燈塔◆19座燈塔◆燈塔高30米，安裝5列×16片太陽電池組件,收集太陽光供晚間照明,白天遮陽?！裘孔鶡羲惶彀l(fā)電約23kWh，配備6套逆變器和當?shù)仉娋W(wǎng)連接，預期年發(fā)電16萬kWh?！裘總€燈塔都設有電話和3個顯示屏告知游人，124kWh的系統(tǒng)正在發(fā)多少電。師(啟發(fā)）奧運場館建設中充分利用太陽能，這是人類對太陽輻射能的直接利用，請思考并小結(jié)一下，在剛才的幻燈片中，具體來說，提到了太陽能的怎樣的4種利用方式呢？在利用太陽能時能量是如何轉(zhuǎn)換的呢？(生思考后回答）生1“奧林匹克運動村的每個家庭都裝有太陽能熱水器”,這是一種“光—熱轉(zhuǎn)換”形式。師（講解）這是目前技術最成熟、成本最低廉、應用最廣泛的形式。其基本原理是利用太陽輻射能加熱物體而獲得熱能。除了太陽能熱水器以外，還有反射式太陽灶,高溫太陽爐，農(nóng)村種植瓜果蔬菜時所用的地膜、大棚、溫室等。板書：1。光—熱轉(zhuǎn)換生2“太陽能直接給運動員住宿區(qū)提供的電氣系統(tǒng)供電”“太陽能燈塔”“太陽能電子安全門"“太陽能電站”等說明這是一種“光—電轉(zhuǎn)換”形式。光伏發(fā)電的應用原理：光伏發(fā)電是根據(jù)光生伏打效應，利用太陽電池將太陽光能直接轉(zhuǎn)化為電能。光伏發(fā)電產(chǎn)品主要用于三大方面：一是為無電場合提供電池，還包括一些移動電源和備用電源；二是太陽能日用電子產(chǎn)品，如各類太陽能充電器、太陽能路燈和太陽能草地廠各種燈具等；三是并網(wǎng)發(fā)電，這在發(fā)達國家已經(jīng)大面積推廣實施。師太陽能的大規(guī)模利用主要是用于發(fā)電，發(fā)電方式有兩種：一種是光—熱—電轉(zhuǎn)換方式,另一種是光—電轉(zhuǎn)換方式.［介紹］兩種轉(zhuǎn)換方式的原理。板書：2。光-電轉(zhuǎn)換投影：太陽能利用的實例能量轉(zhuǎn)化方式太陽能熱水器，反射式太陽灶,高溫太陽爐,農(nóng)村種植瓜果蔬菜時所用的地膜、大棚、溫室等光—熱轉(zhuǎn)換給電氣系統(tǒng)供電、太陽能燈塔、太陽能電子安全門、太陽能電站光—電轉(zhuǎn)換師太陽能的另外一種利用方式是“光-化學能轉(zhuǎn)換”.板書:3。光—化學能轉(zhuǎn)換師現(xiàn)在,隨著生活水平的提高，假期里外出旅游的人也特別多，去西藏、云南等高原地區(qū)旅游也變得十分紅火,但是，高原地區(qū)日照強、白天和夜晚的溫差很大，那么，你們能否利用化學物質(zhì)自制一個暖袋，以達到白天吸收太陽能降溫、夜晚釋放能量取暖的效果呢？生興趣很濃厚，熱烈地討論起來.生1必須選擇這樣一種化學物質(zhì)：白天，日照強烈時，吸收熱量發(fā)生反應;夜晚，發(fā)生變化時，放出熱量才行啊。生2而且,還要求吸收和放出的熱量比較多才行。生3結(jié)晶水合物就具有這樣的性質(zhì)啊.生4選擇什么結(jié)晶水合物呢?師可以選擇芒硝晶體即十水合硫酸鈉晶體.加熱裝在密封袋里的芒硝晶體即十水合硫酸鈉晶體,會有什么變化發(fā)生？生（回答）十水合硫酸鈉晶體會失去結(jié)晶水，硫酸鈉粉末溶解在水中，會吸收熱量而使環(huán)境降溫。師給裝在密封袋里的硫酸鈉溶液降溫，會有什么變化發(fā)生?生降溫時,硫酸鈉溶液發(fā)生結(jié)晶，析出硫酸鈉晶體,會放出熱量而使環(huán)境升溫。師根據(jù)硫酸鈉的這種特征，可以利用它來做夜晚時的暖袋.師利用太陽能從水制氫氣也是一種光—化學能的轉(zhuǎn)換。太陽能的另外一種利用方式是“光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換"。板書：4。光-生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換師光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換主要是通過地球上眾多植物的光合作用,將太陽輻射能轉(zhuǎn)換為生物質(zhì)能。光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換的本質(zhì)也是光—化學能的轉(zhuǎn)換。在太陽光的作用下，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,把光能轉(zhuǎn)化為化學能。6H2O+6CO2C6H12O6+6O2動物體內(nèi)的淀粉、纖維素在酶的作用下,與水反應分解為葡萄糖，葡萄糖氧化生成水和二氧化碳，又釋放出熱量，提供人體生存、活動的需要。板書：（C6H10O5）n+nH2OnC6H12O6C6H12O6(s)+6O2（g）6H2O(l）+6CO2（g）；ΔH=-2804kJ·mol-1光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)：光—化學能的轉(zhuǎn)化投影：太陽能利用的實例能量轉(zhuǎn)化方式備注自制暖袋、從水制氫氣光—化學能轉(zhuǎn)換光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換的本質(zhì)也是光—化學能的轉(zhuǎn)換植物的光合作用光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換“生物質(zhì)能的利用”這一內(nèi)容我們將在下一課時繼續(xù)學習。投影:太陽能利用方式及其產(chǎn)品太陽光化學轉(zhuǎn)換光合作用、光電化學作用、光敏化學作用及光分解反應.太陽光熱轉(zhuǎn)換熱水器、干燥器、采暖和制冷、太陽房、太陽灶和高溫爐、海水淡化裝置、水汞、熱力發(fā)電裝置及太陽能醫(yī)療器具。太陽光電轉(zhuǎn)換各種規(guī)格類型的太陽電池板和供電系統(tǒng).課堂小結(jié)本節(jié)課主要學習了太陽能利用的現(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。布置作業(yè)1。查閱資料，了解生物質(zhì)能的利用。2.書寫小報告“太陽能的利用”。板書設計太陽能的利用1。光—熱轉(zhuǎn)換2.光-電轉(zhuǎn)換3.光—化學能轉(zhuǎn)換4。光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換(C6