《太陽能生物質(zhì)能和氫能的利用》導(dǎo)學(xué)案全市一等獎(jiǎng)

《太陽能，生物質(zhì)能和氫能的利用》導(dǎo)學(xué)案第二課時(shí)生物質(zhì)能和氫能的利用導(dǎo)學(xué)園地1.生物質(zhì)能的利用（1）熱化學(xué)轉(zhuǎn)換法，獲得木炭、焦油和可燃?xì)怏w等品位高的能源產(chǎn)品，該方法又按其熱加工的方法不同，分為高溫干餾、熱解、生物質(zhì)液化等方法；（2）生物化學(xué)轉(zhuǎn)換法，主要指生物質(zhì)在微生物的發(fā)酵作用下，生成沼氣、酒精等能源產(chǎn)品；（3）利用油料植物所產(chǎn)生的生物油；（4）把生物質(zhì)壓制成成型燃料（如塊型、棒型燃料），以便集中利用和提高熱效率。2.氫能的利用（1）作為能源，氫有以下特點(diǎn)①所有元素中，同物質(zhì)的量，氫質(zhì)量最輕。②所有氣體中，氫氣的導(dǎo)熱性最好，比大多數(shù)氣體的導(dǎo)熱系數(shù)高出10倍，因此在能源工業(yè)中氫是極好的傳熱載體。③氫是自然界存在最普遍的元素，據(jù)估計(jì)它構(gòu)成了宇宙質(zhì)量的75%，除空氣中含有氫氣外，它主要以化合物的形式貯存于水中，而水是地球上最廣泛的物質(zhì)。④除核燃料外氫的發(fā)熱值是所有化石燃料、化工燃料和生物燃料中最高的，為142341kJ/kg，是汽油發(fā)熱值的3倍。⑤氫燃燒性能好、點(diǎn)燃快，與空氣混合時(shí)有廣泛的可燃范圍，而且溫度高，燃燒速度快。⑥氫本身無毒，與其他燃料相比氫燃燒時(shí)最清潔，而且燃燒生成的水還可繼續(xù)制氫，反復(fù)循環(huán)使用。⑦氫能利用形式多，既可以通過燃燒產(chǎn)生熱能，在熱力發(fā)動(dòng)機(jī)中產(chǎn)生機(jī)械功，又可以作為能源材料用于燃料電池，或轉(zhuǎn)換成固態(tài)氫用作結(jié)構(gòu)材料。⑧氫可以以氣態(tài)、液態(tài)或固態(tài)的金屬氫化物出現(xiàn)，能適應(yīng)貯運(yùn)及各種應(yīng)用環(huán)境的不同要求。（2）大規(guī)模應(yīng)用氫能需解決的問題①廉價(jià)的制氫技術(shù)。氫是一種二次能源，它的制取不但需要消耗大量的能量，而且目前制氫效率很低，因此尋求大規(guī)模的廉價(jià)的制氫技術(shù)是各國科學(xué)家共同關(guān)心的問題。②安全可靠的貯氫和輸氫方法，由于氫不易液化、易著火、爆炸，因此如何妥善解決氫的貯存和運(yùn)輸問題也就成為開發(fā)氫能的關(guān)鍵。鞏固練習(xí)一、選擇題1.厄爾尼諾現(xiàn)象產(chǎn)生的原因之一是大氣中二氧化碳的含量劇增，要想減緩這一現(xiàn)象發(fā)生，最理想的燃料是（）A.天然氣 B.氫氣 C.無煙煤 D.汽油2.為減少汽車對(duì)城市大氣的污染，1998年6月，我國成功地開發(fā)出以新燃料作能源的"綠色汽車"，這種汽車可避免有毒的有機(jī)鉛、苯和苯的同系物以及多環(huán)芳烴的排放，保護(hù)環(huán)境。這種"綠色汽車"的燃料是（）A.甲醇 B.汽油 C.柴油 D.重油年3月5日，溫家寶在十屆全國人大四次會(huì)議上所作的"政府工作報(bào)告"中指出："抓好資源節(jié)約，建設(shè)環(huán)境友好型社會(huì)"，這是我國社會(huì)及經(jīng)濟(jì)長(zhǎng)期發(fā)展的重要保證。你認(rèn)為下列行為中有悖于這一保證的是（）A.開發(fā)太陽能、水能、風(fēng)能、可燃冰等新能源、減少使用煤、石油等化石燃料B.將煤進(jìn)行氣化處理，提高煤的綜合利用效率C.研究采煤、采油新技術(shù)，提高產(chǎn)量以滿足工業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展D.實(shí)現(xiàn)資源的"3R"利用觀，即：減少資源消耗（Reduce）、增加資源的重復(fù)使用（Reuse）、循環(huán)再生（Recycle）4.旨在限制發(fā)達(dá)國家溫室氣體排放量、抑制全球范圍內(nèi)氣候持續(xù)變暖的《京都議定書》隨著俄羅斯的加入，于2022年2月16日正式生效。我國二氧化碳的排放量居世界第二，為減少二氧化碳這種溫室氣體的排放，下列措施不切實(shí)際的是（）A.大力開發(fā)氫能源B.充分利用太陽能C.不使用含碳能源D.提高能源利用率5.生物質(zhì)能是綠色植物通過葉綠素將太陽能固化為化學(xué)能而貯存在生物質(zhì)內(nèi)部的能量。一直是人類賴以生存的重要能源，江蘇是全國以試驗(yàn)性利用生物質(zhì)能最多的省份。下列有關(guān)說法不正確的是（）A.農(nóng)村通過雜草和動(dòng)物的糞便發(fā)酵制沼氣，沼氣的主要成分是甲烷B.蘇北五市推廣使用乙醇汽油，乙醇可由富含淀粉的谷物發(fā)酵產(chǎn)生C.用油料作物生產(chǎn)的生物柴油成分與從石油中提取的柴油成分相同D.開發(fā)生物質(zhì)能有利于環(huán)境保護(hù)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展6.氫氣是一種高效而沒有污染的能源，它可以由自然界中大量存在的水來制取：2H2O(l)==2H2(g)+O2(g)ΔH=+kJ?mol-1。（1）下列敘述中正確的是（）A.電能是二級(jí)能源 B.水力是二級(jí)能源C.氫氣是一級(jí)能源 D.焦?fàn)t煤氣是一級(jí)能源（2）已知CH4（g）+2O2(g)==2H2O(l)+CO2(g)ΔH=kJ?mol-1,1g氫氣和1g甲烷分別燃燒后，放出熱量之比約是（）∶∶ 我國贏得了2022年第29屆夏季奧運(yùn)會(huì)的舉辦權(quán)，為向世界展現(xiàn)中國的新形象，某校學(xué)生提出下列建議，你認(rèn)為不可以采納的是（）A.分類回收垃圾B.開發(fā)新能源，減少化石燃料的燃燒C.大型慶典活動(dòng)時(shí)，用數(shù)萬只氫氣氣球騰空而起，以增添活動(dòng)氣氛D.開發(fā)、生產(chǎn)無汞電池8.能源與人類的生活和社會(huì)發(fā)展密切相關(guān)，下列關(guān)于能源開發(fā)和利用的說法中，你認(rèn)為說法不正確的是（）A.充分利用太陽能B.因地制宜開發(fā)利用風(fēng)能、水能、地?zé)崮?、潮汐能C.合理、安全開發(fā)利用氫能、核能D.能源都是通過化學(xué)反應(yīng)獲得的9.下列過程中的能量轉(zhuǎn)化，屬于太陽能轉(zhuǎn)化為生物質(zhì)能的是（）A.石油燃燒 B.植物的光合作用C.核電站發(fā)電 D.太陽能電池供電二、非選擇題10.科學(xué)家研究出一種從植物中提取氫氣的新技術(shù)，能把葡萄糖分解成氫氣、二氧化碳和甲烷。因?yàn)檗r(nóng)業(yè)和林業(yè)的下腳料如稻草、碎木中都含有大量纖維素，科學(xué)家用無機(jī)催化劑處理植物纖維素里的葡萄糖，這樣無疑將降低氫氣的成本。試寫出葡萄糖溶液在無機(jī)催化劑的作用下分解成氫氣的化學(xué)方程式。11.分析下圖，回答以下問題：氫、氧的產(chǎn)生與利用途徑（1）水電解生成H2，存在的問題是。（2）標(biāo)準(zhǔn)狀況下，LH2燃燒生成液態(tài)的水，放出QkJ的熱量，寫出該反應(yīng)的熱化學(xué)方程式。（3）氫氣作為理想的"綠色能源"的主要理由有。（4）氫氧燃料電池是氫能源利用的一個(gè)重要方向。氫氣在極上發(fā)生反應(yīng)，氧氣在極上發(fā)生反應(yīng)。若電解質(zhì)溶液為KOH溶液，寫出正負(fù)極上的電極反應(yīng)。12.讀如圖所示的生物在地理環(huán)境形成中的作用示意圖，回答問題：（1）綠色植物對(duì)地理環(huán)境的形成和發(fā)展起著非常重要的作用，最根本的原因是綠色植物能通過光合作用把太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，光合作用的總反應(yīng)式是。（2）運(yùn)用生物、化學(xué)知識(shí)從圖中分析自然界消耗CO2的三種主要途徑。13.閱讀材料，回答問題：（1）某無色液體A，在通電的條件下能生成無色氣體B和C，B能使帶火星的木條復(fù)燃，C能在空氣中燃燒，發(fā)出淡藍(lán)色火焰且只生成A。則B、C的化學(xué)式分別為、。（2）若已知1mol氣體C燃燒生成液體A時(shí)放出kJ熱量，試寫出其燃燒的熱化學(xué)方程式。（3）能源可分為一次能源和二次能源。自然界以現(xiàn)存形式提供的能源稱為一次能源；需要依靠其他能源的能量間接制取的能源稱為二次能源。你認(rèn)為C作為能源應(yīng)稱次能源。有人認(rèn)為氣體C是一種優(yōu)質(zhì)能源，你認(rèn)為C作為能源最突出的優(yōu)點(diǎn)：。（4）也有人認(rèn)為氣體C作為能源是不現(xiàn)實(shí)的，你的意見呢？你如果認(rèn)為現(xiàn)實(shí)，答出現(xiàn)實(shí)的理由。如果認(rèn)為不現(xiàn)實(shí)，則答出不現(xiàn)實(shí)的理由。參考答案第四單元太陽能、生物質(zhì)能和氫能的利用第二課時(shí)生物質(zhì)能和氫能的利用鞏固練習(xí)C+2H2O2CH4↑+4CO2↑+4H2↑11.（1）大量消耗電能（2）2H2（g）+O2（g）==2H2O（l）ΔH=-4QkJ?mol-1（3）來源豐富（H2O），燃燒放出的熱量多，產(chǎn)物無