苏教版第四单元 太阳能、生物质能和氢能的利用学案
展开太阳能、生物质能和氢能的利用
班级_______学号_______姓名______________
[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、采用查阅资料、收集数据等生动活泼的学习方式,调动学生的学习积极性和主动性。联系生产、生活实际学习太阳能的利用;
3、认识开发、利用高能、清洁能源的重要性和紧迫性。
[课前准备]
目前人类主要使用的能源是什么?
根据化石燃料的形成和组成特点,在使用过程中有何弊端?
[学海导航]
一、太阳能的利用
1、地球上最基本的能源是______________。
你知道目前利用太阳能有哪些方法吗?
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 为______能xk.Com] | 文 字 | 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。x+k.Com] |
反应式 |
| |
_____能转化 为______能 | 文 字 | 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。
一、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、范围:生物质能包括:__________________________________________等。
3、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 |
|
制乙醇 |
| |
热化学转化 |
|
4、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
(1)_________高,(2)原料_________,(3)产物__________。
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
[学业测试]
一、选择题
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书法正确的是 ( )
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的过程
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,下列措施中,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.利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.在同温同压下,下列各组热化学方程式中ΔH1>ΔH2的是 ( )
A.2H2(g)+O2(g)==2H2O(l);ΔH1 2H2(g)+O2(g)==2H2O(g);ΔH2
B.S(g)+O2(g)==2SO2(g); ΔH1 S(s)+O2(g)==2SO2(g);ΔH2
C.C(s)+ O2(g)==CO(g);ΔH1 C(s)+O2(g)==CO2(g);ΔH2
D.H2(g)+Cl2(g)==2HCl(g);ΔH1 H2(g)+ Cl2(g)==HCl(g);ΔH2
二、填空题
11.2g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:
(1)_________________________________________________________;
(2)_________________________________________________________;
(3)_________________________________________________________。
12.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。水分解时,断裂的化学键有____________________________,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;电子从该极 (填:流入或流出)
13.(1)如下图所示,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,可观察到的现象是 ( )
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
参考答案:
11.(1)热值高
(2)来源广
(3)无污染
12.(1)光,化学,催化剂。化学,电能。H—O,吸热。
(2)负极,流出
13.(1)Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ
(2)A
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