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学案 苏教版必修2-苏教版高一必修2化学学案VIP免费

第四单元太阳能、生物质能和氢能的利用学习目标：1.了解太阳能、生物质能和氢能利用的现状。(重点)2.了解开发利用太阳能的广阔前景和尚未攻克的技术难题。3.认识开发、利用高能、清洁能源的重要性和迫切性。[自主预习·探新知]一、太阳能的利用实例能量转化方式直接利用光合作用光能转化为化学能太阳能热水器光能转化为热能太阳能电池光能转化为电能光解水制氢气光能转化为化学能间接利用化石燃料太阳能间接转化为化学能水力发电太阳能间接转化为机械能和电能绿色植物体内的叶绿素葡萄糖――→淀粉或纤维素，把光能转化为化学能，化学方程式为6H2O＋6CO2――→C6H12O6＋6O2；淀粉、纤维素在动物体内水解为葡萄糖，继而被氧化生成CO2和H2O，释放出热量，供给生命活动的需要。该过程的反应为(C6H10O5)n＋nH2O――→nC6H12O6，C6H12O6(s)＋6O2(g)―→6H2O(l)＋6CO2(g)ΔH＝－2804kJ·mol－1。二、生物质能的利用1．来源生物质能来源于植物及其加工产品所贮存的能量。生物质包括农业废弃物、水生植物、油料植物、城市与工业有机废弃物、动物粪便等。2．利用方式(1)直接燃烧若用纤维素代表植物枝叶的主要成分，则其燃烧的化学方程式为(C6H10O5)n＋6nO2――→6nCO2＋5nH2O。(2)生物化学转换①制沼气a．沼气的成分：主要是甲烷，还含有CO2及少量H2S、NH3、PH3等。b．应用：制气体燃料和优质肥料。②制乙醇含糖类、淀粉较多的农作物为原料，在催化剂存在下，经水解和细菌发酵，可以制得乙醇，反应方程式为(C6H10O5)n＋nH2O――→nC6H12O6，C6H12O6――→2C2H5OH＋2CO2↑。(3)热化学转换使生物质在一定条件下发生化学反应，产生热值较高的可燃气体。三、氢能的开发与利用1．氢能的优点(1)完全燃烧放出的热量多。(2)原料是水，来源广。(3)燃烧产物是水，无污染。2．氢能产生与利用的途径3．氢能的开发与利用(1)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。(2)利用蓝绿藻等低等植物和微生物在阳光作用下使水分解产生氢气。(3)发现和应用贮氢合金，解决氢气的贮存和运输问题。[基础自测]1．判断正误(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)用淀粉为原料制备乙醇属于太阳能的直接利用。()(2)氢能、太阳能均为无污染的绿色能源。()(3)开发新能源，减少化石燃料的使用对解决环境问题有益。()【答案】(1)×(2)√(3)√2．下列有关能量转换的说法不正确的是()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时放出的能量均来源于太阳能C．动物体内葡萄糖被氧化成CO2是热能转变成化学能的过程D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成化学能的过程C[葡萄糖在体内被氧化成CO2是把化学能转化成热能的过程，故错误，选项C不正确。]3．生物质能是绿色植物通过叶绿素将太阳能转化为化学能而贮存在生物质内部的能量。生物质能一直是人类赖以生存的重要能源。下列有关说法不正确的是()A．农村通过杂草和动物的粪便发酵制沼气，沼气的主要成分是甲烷B．全国推广使用的乙醇汽油中的乙醇可由富含淀粉的谷物发酵产生C．为减小对化石燃料的依赖，可在农村大量燃烧秸秆D．开发生物质能有利于环境保护和经济可持续发展C[大量燃烧秸秆，会产生严重污染，浪费生物质能。][合作探究·攻重难]新能源的开发利用[背景材料]下图归纳了氢能的产生和利用途径，分析下图，回答有关问题。[思考交流](1)氢能是最好的新型能源之一，氢能有哪些优点呢？【提示】热值高，来源广，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”。现在有几种生产氢能的方式，这些方式有哪些优点和缺点？【提示】目前人类制取氢气的方法及优缺点：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)常见的绿色能源有哪些？【提示】水能、风能、海洋能、地热能、氢能、太阳能等。1．能量之间的转化2．新能源的开发(...