太陽(yáng)能的利用

第四單元太陽(yáng)能、生物質(zhì)能和氫能的利用第1課時(shí)太陽(yáng)能的利用課標(biāo)定位：①簡(jiǎn)單了解太陽(yáng)能利用的現(xiàn)狀。②了解開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能的廣闊前景和尚未攻克的一些技術(shù)難題。填一填·知識(shí)清單———————————————一、現(xiàn)有能源結(jié)構(gòu)目前世界上所需能源絕大多數(shù)來(lái)自______________，當(dāng)今社會(huì)在能源上面臨的兩大突出問(wèn)題：(1)由于________，很可能在幾百年內(nèi)就被人類耗盡。(2)利用化石燃料帶來(lái)的______問(wèn)題越來(lái)越嚴(yán)重。(3)解決的方法：開(kāi)發(fā)和利用__________的新能源。二、太陽(yáng)能的利用地球上最基本的能源是________，它的利用途徑是以___________傳送到地面，綠色植物經(jīng)過(guò)______作用吸收________，化石燃料蘊(yùn)藏的能量也來(lái)自________________所吸收利用的________。1．光合作用(1)化學(xué)方程式：________________________。(2)能量轉(zhuǎn)化：____能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_____能。(3)葡萄糖在動(dòng)物體內(nèi)氧化：______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)___能。2．太陽(yáng)能熱水器能轉(zhuǎn)化為_(kāi)___能。3．太陽(yáng)能電池能轉(zhuǎn)化為_(kāi)___能。答案：B2．下列能量的轉(zhuǎn)換關(guān)系不正確的是(

)A．太陽(yáng)能集熱器發(fā)電，光—熱—電轉(zhuǎn)換B．利用Na2SO4·10H2O取暖，化學(xué)能—光轉(zhuǎn)換C．太陽(yáng)能熱水器，光—熱轉(zhuǎn)換D．植物的光合作用，光—化學(xué)能轉(zhuǎn)換解析：利用Na2SO4·10H2O取暖，是光—化學(xué)能轉(zhuǎn)換。答案：B核心解讀———————————————————太陽(yáng)能的利用太陽(yáng)每天都在源源不斷地向地球輻射能量，每年送到地球上的能量相當(dāng)于1.9×1014噸標(biāo)準(zhǔn)煤，比當(dāng)前世界能源年消耗量高出四個(gè)數(shù)量級(jí)。地球迄今為止所有的能源形式絕大部分都來(lái)自太陽(yáng)能，除了直接的太陽(yáng)輻射能外，煤、石油、天然氣等礦物燃料其實(shí)都是遠(yuǎn)古以來(lái)轉(zhuǎn)換儲(chǔ)存下來(lái)的太陽(yáng)能。水能、風(fēng)能、海洋熱能、生物質(zhì)能等也都間接地來(lái)自太陽(yáng)能。太陽(yáng)能是一種無(wú)污染、經(jīng)濟(jì)、取之不盡的理想能源，但又存在密度低、不連續(xù)、不穩(wěn)定等缺點(diǎn)，所以太陽(yáng)能大規(guī)模利用的關(guān)鍵在于解決太陽(yáng)能的聚集和儲(chǔ)存以及提高太陽(yáng)能向其他能量形式的轉(zhuǎn)換效率問(wèn)題。太陽(yáng)能利用的實(shí)例能量轉(zhuǎn)化方式直接利用太陽(yáng)能地球上眾多植物的光合作用光能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能，其本質(zhì)是光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能地膜、大棚、溫室、太陽(yáng)能熱水器、反射式太陽(yáng)灶等光能轉(zhuǎn)化為熱能，其原理是將太陽(yáng)輻射能收集起來(lái)太陽(yáng)能電池光能轉(zhuǎn)化為電能，基本原理是利用光電效應(yīng)，將太陽(yáng)輻射能轉(zhuǎn)換成電能光解制得氫氣光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，這是一種很有前途的化學(xué)轉(zhuǎn)換方式太陽(yáng)能利用的實(shí)例能量轉(zhuǎn)化方式間接利用太陽(yáng)能水力發(fā)電。太陽(yáng)輻射能使地表上的水分蒸發(fā)形成云雨，下雨后江河上游的水位提高，形成落差，推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電太陽(yáng)能間接轉(zhuǎn)化成機(jī)械能和電能化石燃料。由遠(yuǎn)古時(shí)代生物質(zhì)能轉(zhuǎn)化而來(lái)，歸根到底還是太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化而來(lái)太陽(yáng)能間接轉(zhuǎn)化成化學(xué)能題型研析———————————————————知識(shí)點(diǎn)一理解太陽(yáng)能的利用方式【例1】下列有關(guān)太陽(yáng)能利用的敘述不正確的是(

)A．太陽(yáng)能熱水器是將光能轉(zhuǎn)化為熱能B．太陽(yáng)能電池是將光能轉(zhuǎn)化為電能C．光解水制氫氣是將光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能D．水力發(fā)電是將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能解析：太陽(yáng)能的利用方式為直接利用和間接利用。直接利用太陽(yáng)輻射能有四種基本方式：①光—熱轉(zhuǎn)換(如太陽(yáng)能熱水器、溫室、地膜等)；②光—電轉(zhuǎn)換(如太陽(yáng)能電池等)；③光—化學(xué)能轉(zhuǎn)換(如Na2SO4·10H2O晶體的溶解吸熱和結(jié)晶放熱、光解水等)；④光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換(如綠色植物的光合作用)，其本質(zhì)也是光—化學(xué)能轉(zhuǎn)換。水力發(fā)電、礦物燃料則是間接利用太陽(yáng)能。答案：D點(diǎn)撥：地球上最基本的能源是太陽(yáng)能，水力發(fā)電的原理是：太陽(yáng)輻射能使地表上水分蒸發(fā)形成云雨，下雨之后江、河上游的水位提高，形成落差，推動(dòng)水輪機(jī)發(fā)電，是太陽(yáng)能間接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和電能。知識(shí)點(diǎn)二理解潛熱材料的原理【例2】一些鹽的結(jié)晶水合物在溫度不太高時(shí)就有熔化現(xiàn)象，既熔融于自身的結(jié)晶水中，又同時(shí)吸收熱量。它們?cè)谒芰洗薪?jīng)日曬能熔化，在日落后又可緩慢凝結(jié)而釋放熱量，用以調(diào)節(jié)室溫，稱為潛熱材料?，F(xiàn)有幾種鹽的水合晶體，有關(guān)數(shù)據(jù)如下：Na2S2O3·5H2OCaCl2·6H2ONa2SO4·10H2ONa2HPO4·12H2O熔點(diǎn)(℃)40～5029.9232.3835.1熔化熱(kJ·mol－1)49.137.377100.1上述最適宜用作潛熱材料的兩種鹽是__________、__________.實(shí)際應(yīng)用時(shí)最常采用的(根據(jù)來(lái)源和成本考慮)應(yīng)該是__________。解析：鹽的水合晶體的熔點(diǎn)越低，越有利于吸收太陽(yáng)能而熔化，故排除Na2S2O3·5H2O。進(jìn)一步比較單位質(zhì)量晶體的吸熱效率：很明顯，Na2SO4·10H2O、Na2HPO4·12H2O吸熱效率高。又因前者比后者價(jià)廉且易獲得，故實(shí)際應(yīng)選用Na2SO4·10H2O。答案：Na2SO4·10H2O

Na2HPO4·10H2O

Na2SO4·10H2O點(diǎn)撥：本題著重培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的能力。潛熱材料的使用過(guò)程是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為熱能。CaCl2·6H2ONa2SO4·10H2ONa2HPO4·12H2O0.17kJ·g－10.24kJ·g－10.28kJ·g－1隨堂反饋———————————————————1．下列關(guān)于能源和作為能源使用的物質(zhì)的敘述中，錯(cuò)誤的是(

)A．化石燃料物質(zhì)內(nèi)部“貯存”著能量B．太陽(yáng)能不能直接轉(zhuǎn)化為電能C．物質(zhì)的化學(xué)能可以在不同條件下轉(zhuǎn)化為熱能、電能等為人類所用D．綠色植物發(fā)生光合作用時(shí)，將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能“貯存”起來(lái)解析：太陽(yáng)能電池可以將太陽(yáng)輻射能直接轉(zhuǎn)化為電能。答案：B要實(shí)現(xiàn)上列構(gòu)思及其方案的關(guān)鍵是(

)A．如何使物質(zhì)吸收光能轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌镔|(zhì)B．尋找催化劑C．利用光能D．利用綠色植物答案：A3．下列屬于直接利用太陽(yáng)輻射能的方式是(

)①光—熱轉(zhuǎn)換②光—電轉(zhuǎn)換③光—化學(xué)能轉(zhuǎn)換④光—生物質(zhì)能轉(zhuǎn)換A．①②③ B．②③④C．①③④ D．①②③④解析：直接利用太陽(yáng)輻射能，有①②③④四種方法。答案：D4．下列有關(guān)太陽(yáng)能的敘述不正確的是(

)A．地球上最基本的能源是太陽(yáng)能B．太陽(yáng)能以光波形式傳送到地面C．太陽(yáng)能是潔凈能源，不污染環(huán)境D．食用植物體內(nèi)的淀粉、蛋白質(zhì)等屬直接利用能源解析：食用植物體內(nèi)的淀粉、蛋白質(zhì)等物質(zhì)中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，再被利用。答案：D5．人類對(duì)能源的利用大致可以分為三個(gè)時(shí)代。即柴草能源時(shí)代、化石能源時(shí)代、多能源時(shí)代。(1)“化石能源”是指________、________、________等燃料。這些能源按人類目前的消耗速度，很可能在幾百年內(nèi)被耗盡。(2