高中安全第一課教案

第二節(jié)化學(xué)能與電能（第一課時(shí)）導(dǎo)學(xué)案。

第二節(jié)化學(xué)能與電能（第一課時(shí)）
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
（一）知識技能
1、了解化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一般途徑和優(yōu)缺點(diǎn)；
2、了解化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能意義；
3、理解原電池的工作原理和構(gòu)成條件；
（二）過程與方法
1、通過引導(dǎo)探究和自主探究的學(xué)習(xí)方法，學(xué)習(xí)原電池的工作原理；
2、通過利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)條件，探究原電池的工作過程；
3、學(xué)習(xí)從現(xiàn)象分析本質(zhì)的思維方法，分析原電池的構(gòu)成條件和工作原理；
（三）情感價(jià)值觀
1、感悟研制新型電池的重要性以及化學(xué)電源可能會引起的環(huán)境問題，形成較為客觀、正確的能源觀，提高開發(fā)高能清潔燃料的意識；
2、體驗(yàn)通過實(shí)驗(yàn)探究學(xué)習(xí)化學(xué)所帶來的樂趣，團(tuán)隊(duì)精神在學(xué)習(xí)過程中的作用；
【學(xué)習(xí)重難點(diǎn)】
1、認(rèn)識原電池概念、原理、組成及應(yīng)用，識別原電池；原電池反應(yīng)的本質(zhì)；通過對原電池實(shí)驗(yàn)的研究，2、從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，以及這種轉(zhuǎn)化的綜合利用價(jià)值。
【學(xué)習(xí)方法】引導(dǎo)探究，自主探究，提煉總結(jié)，應(yīng)用自檢，類比類推；
【學(xué)習(xí)過程】
一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化
途經(jīng)1、化學(xué)能間接轉(zhuǎn)化為電能的過程：
化學(xué)能機(jī)械能
【練習(xí)】1、電力在國民經(jīng)濟(jì)及日常生活中占有重要的地位，現(xiàn)階段我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生活上等的用電主要是火力發(fā)電產(chǎn)生的，關(guān)于火力發(fā)電的說法不正確的是（　）
A．技術(shù)成熟，目前成本較低B．污染大，可持續(xù)發(fā)展前景暗淡
C．耗能大，效率低D．方便，技術(shù)含量低，適于大量投資建設(shè)
2、由煤燃燒，經(jīng)過下面一系列的過程產(chǎn)生電能，最后制得氫氣，其中屬于物理變化的過程是（）
化學(xué)能熱能機(jī)械能電能
途經(jīng)2、化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的過程；
【實(shí)驗(yàn)探究一】

實(shí)驗(yàn)步驟現(xiàn)象原因
1、鋅片插入稀硫酸
2、銅片插入稀硫酸
3、鋅片和銅片上端用導(dǎo)線連接在一起插入稀硫酸
結(jié)論：Zn失去的電子經(jīng)過_________運(yùn)動到了__________片上；電子在導(dǎo)線內(nèi)的定向移動，就會產(chǎn)生_________.
【實(shí)驗(yàn)探究二】導(dǎo)線中電流的驗(yàn)證和電流方向的確定
利用以下儀器及器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證上述③中的電流存在和電流方向

【實(shí)驗(yàn)方案】1、驗(yàn)證有電流存在：_____________________________________；
2、證明電流的方向：________________________________________；
【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】③裝置產(chǎn)生了________；且電流由______流向________（Zn片或Cu片）；
【邏輯推理】1、應(yīng)用類比的思維方式，③裝置充當(dāng)了電池的作用，則此電池的正極是_________，負(fù)極是__________；電流由_______流出，_______流入；
2、電流的方向與正電荷移動的方向______（相同或相反）、與負(fù)電荷移動的方向_______；→電子帶一個(gè)單位負(fù)電荷，電子在金屬導(dǎo)體內(nèi)移動的方向與電流的方向_________,→③裝置中根據(jù)你所了解的電學(xué)知識，請?jiān)谙聢D中標(biāo)出電流的方向，電子流動的方向，并標(biāo)出此電極的正、負(fù)極。

3、在圖④的裝置中，你能標(biāo)出電流的方向嗎？
【結(jié)論與問題】1、圖④中，外電路中電流的方向是：______流出，______流入；
電池中電流的方向是：_______流向__________;
2、圖③中燒杯內(nèi)的電流方向是：_______流向__________;
通過________導(dǎo)電，H+帶一個(gè)單位正電荷，向________移動；SO42-帶2個(gè)單位負(fù)電荷，向_________移動；在燒杯內(nèi)標(biāo)出它們的移動方向。
【要點(diǎn)精煉】一、原電池
1、定義：將_________轉(zhuǎn)化為_______的裝置。
2、理解：①在上述裝置中發(fā)生了_____________反應(yīng)；反應(yīng)的離子方程式為：
______________________________,氧化劑為________,還原劑為__________；
②Zn是活潑金屬，被氧化，發(fā)生氧化反應(yīng)，作為電池的________；可表示為Zn-2e-→Zn2+
Cu是不活潑金屬，只導(dǎo)電，作為電池的_______，H+其上得到電子，被還原，可以表示為：2H++2e-→H2
【實(shí)驗(yàn)探究三】你能證明下列裝置能形成原電池嗎？若能，請標(biāo)明正、負(fù)極，并償試用離子反應(yīng)式表示電池中的反應(yīng)，若不能，說明原因。

裝置①②③④⑤⑥
能否
正極
負(fù)極
總反應(yīng)
原因
【歸納】3、組成原電池的條件：
①從反應(yīng)類型看：_______________________________；
②從電極材料看：_______________________________；
③從溶液看：____________________________________；
④從是否構(gòu)成完整的電路看：______________________；
【思考練習(xí)】1、下列裝置哪些可以形成原電池?形成原電池的寫出電極反應(yīng)式,并指出電子流動方向。
2、一個(gè)原電池的總反應(yīng)的離子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，畫出該原電池的裝置圖。
ABCD
正極ZnAgCuCu
負(fù)極CuCuZnZn
電解質(zhì)溶液CuCl2H2S04CuSO4~FeCl2

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化學(xué)能與電能（第二課時(shí)）

每個(gè)老師在上課前需要規(guī)劃好教案課件，是時(shí)候?qū)懡贪刚n件了。只有規(guī)劃好新的教案課件工作，才能更好的在接下來的工作輕裝上陣！你們會寫適合教案課件的范文嗎？為了讓您在使用時(shí)更加簡單方便，下面是小編整理的“化學(xué)能與電能（第二課時(shí)）”，僅供參考，大家一起來看看吧。

教師活動

學(xué)生活動

設(shè)計(jì)意圖

板書設(shè)計(jì)

【板書】第二節(jié)化學(xué)能與電能（第二課時(shí)）

二、發(fā)展中的化學(xué)電源

1.干電池

常見的化學(xué)電池是鋅錳電池

負(fù)極（鋅）：

Zn－2e—＝Zn2＋（氧化反應(yīng)）

正極（石墨）：

2NH4＋＋2e＝2NH3↑＋H2↑（還原）

2.充電電池

（1）鉛蓄電池

（2）鎳－鎘堿性蓄電池

（3）新一代可充電的綠色電池——鋰離子電池

特點(diǎn)：高能電池，電壓高，質(zhì)量輕，貯存時(shí)間長等。

用途：電腦、手表、心臟起搏器等。

（4）燃料電池

氫氧燃料電池：

負(fù)極：

2H2＋4OH－－4e＝4H2O（氧化反應(yīng)）

正極：

O2＋H2O＋4e＝4OH-（還原反應(yīng)）

總反應(yīng)：2H2＋O2＝2H2O

小結(jié)：

化學(xué)電池的反應(yīng)本質(zhì)是——氧化還原反應(yīng)

（十）教學(xué)反思

本案例通過創(chuàng)設(shè)問題情景，學(xué)生自主探究問題，通過分析綜合提出假設(shè)，通過做實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證假設(shè)，得出結(jié)論,從而形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。整個(gè)過程突出學(xué)生“創(chuàng)設(shè)問題情景，開展自主探究”的教學(xué)方法，而在學(xué)生自主探究的過程中體現(xiàn)學(xué)生相互交流合作、教師引導(dǎo)，師生互動的教學(xué)原則。

本案例通過學(xué)生作交流，分析討論、歸納綜合，提出假設(shè)，通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的出結(jié)論，形成原電池的概念。這樣使學(xué)生做到了眼到——提高觀察能力，手到——提高動手能力，心到——提高了學(xué)生的思維能力，并體現(xiàn)了學(xué)生合作的精神。

本案例通過科學(xué)探究實(shí)驗(yàn)，分別改變金屬的連接方式，更換電解質(zhì)溶液及電極等實(shí)驗(yàn),對原電池的構(gòu)成條件進(jìn)行深入探究，從反復(fù)的改變條進(jìn)行探索，不斷使學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)和不斷發(fā)展，從而提高學(xué)生的分析問題和解決問題的能力，同時(shí)通過學(xué)生努力得出的結(jié)果，滿足學(xué)生的成功欲望，從而提高學(xué)生在自主探究學(xué)習(xí)中的自信心，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的精神，能體驗(yàn)科學(xué)探究的過程。

本案例通過讓學(xué)生制作“水果電池”，進(jìn)一步驗(yàn)證、鞏固所學(xué)知識，開闊視野，培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新意識，把探究教學(xué)內(nèi)容遷移和拓展。

本案例是一節(jié)以學(xué)生為主體的實(shí)驗(yàn)探究式新課，通過創(chuàng)設(shè)情景，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)入探索的情境之中，讓他們自主體驗(yàn)新知識、新概念、新規(guī)律的探索與發(fā)現(xiàn),讓自主實(shí)驗(yàn)探究成為學(xué)生實(shí)踐體驗(yàn)的一部分，通過自主實(shí)驗(yàn)，啟發(fā)引導(dǎo)，小組合作，討論分析等方法，讓實(shí)驗(yàn)成為幫助學(xué)生開展探究活動的積極手段，并在其過程中培養(yǎng)他們基本技能，激發(fā)他們的探究熱情，激活學(xué)生的學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力。

從整節(jié)課的教學(xué)過程來看，它重在探究、重在實(shí)踐。在實(shí)驗(yàn)探究中，不僅激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣獲得知識，更能啟迪學(xué)生思維、培養(yǎng)科學(xué)精神和創(chuàng)新能力，為學(xué)生的進(jìn)一步發(fā)展創(chuàng)造一個(gè)新的局面。在實(shí)踐中學(xué)會交流，學(xué)會合作，并意識到合作是學(xué)習(xí)的有效途徑，培養(yǎng)集體意識，很好實(shí)現(xiàn)化學(xué)教學(xué)的情感目標(biāo)。

從整體教學(xué)效果來看，通過學(xué)生的大膽猜想和有目的的實(shí)驗(yàn)探索，學(xué)生對知識點(diǎn)的掌握是相當(dāng)不錯(cuò)的，原電池的原理及形成條件，學(xué)生都能輕松、愉快地掌握并應(yīng)用，充分發(fā)揮了學(xué)生的主體作用于教師的主導(dǎo)作用，達(dá)到了預(yù)期的教學(xué)效果，為后面的新內(nèi)容的學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。同時(shí)，通過實(shí)踐——認(rèn)識——再實(shí)踐的親身體驗(yàn)的學(xué)習(xí)過程，加深了對知識的理解。更重要的是，也讓學(xué)生充分展示自己的機(jī)會，使課堂圍繞學(xué)生為中心的教學(xué)活動，真正體現(xiàn)學(xué)生的主體地位,大大激發(fā)學(xué)習(xí)積極性。

《化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化》第一課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)

一名優(yōu)秀的教師就要對每一課堂負(fù)責(zé)，作為高中教師就要好好準(zhǔn)備好一份教案課件。教案可以讓學(xué)生能夠聽懂教師所講的內(nèi)容，幫助高中教師能夠更輕松的上課教學(xué)。您知道高中教案應(yīng)該要怎么下筆嗎？經(jīng)過搜索和整理，小編為大家呈現(xiàn)“《化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化》第一課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)”，供大家參考，希望能幫助到有需要的朋友。

《化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化》第一課時(shí)教學(xué)設(shè)計(jì)

【教材分析】

本節(jié)是人教版化學(xué)必修一第二章《化學(xué)反應(yīng)與能量》的第二節(jié)，在學(xué)習(xí)了《化學(xué)能與熱能》一節(jié)之后，學(xué)生已經(jīng)通過實(shí)驗(yàn)探究，了解了化學(xué)能與能量的變化的本質(zhì)原因和宏觀能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，并且知道了常見的放熱反應(yīng)和吸熱反應(yīng)。知道化學(xué)能可以通過化學(xué)反應(yīng)與其他形式的能量之間轉(zhuǎn)化。對于如何使化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能有著強(qiáng)烈的好奇心和探索意識，為本節(jié)《化學(xué)能與電能》的學(xué)習(xí)打下了基礎(chǔ)。

由于新課標(biāo)“螺旋式上升”教學(xué)思路，必修模塊和選修模塊均安排了“化學(xué)能與電能”的教學(xué)，但在必修部分，只要求掌握原電池的定義、工作原理和形成條件。本節(jié)利用《電池的起源》視頻引起學(xué)生對于原電池組成的興趣與質(zhì)疑，引導(dǎo)學(xué)生利用實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。并通過師生討論、小組討論以及實(shí)驗(yàn)探究，發(fā)現(xiàn)形成原電池的條件，激發(fā)學(xué)生興趣。

【教學(xué)目標(biāo)】

1、知識與技能：

理解原電池的概念，理解原電池原理及其形成條件

2、過程與方法：

通過實(shí)驗(yàn)探究和分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生獨(dú)立解決問題、發(fā)現(xiàn)問題的能力。

通過實(shí)驗(yàn)探究培養(yǎng)學(xué)生主動探索科學(xué)規(guī)律的精神

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

通過《電池起源》的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神和廣泛學(xué)習(xí)的科學(xué)習(xí)慣。

經(jīng)歷探究過程，提高學(xué)生的創(chuàng)新思維能力，勇于探索問題的本質(zhì)特征，體驗(yàn)科學(xué)過程。

【教學(xué)重點(diǎn)】

原電池概念、工作原理、形成條件和電極方程式的書寫。

【教學(xué)難點(diǎn)】

原電池的工作原理和電極方程式的書寫。

【教學(xué)方法】

啟發(fā)探究，實(shí)驗(yàn)探究，小組討論，練習(xí)歸納，實(shí)踐應(yīng)用

【教學(xué)過程】

【視頻導(dǎo)入】《電池的起源》

1780年，意大利科學(xué)家加伐尼發(fā)現(xiàn)，用兩種金屬線連接死青蛙，蛙腿仍會抽搐。受到電鰻等放電生物的影響，他認(rèn)為這是“生物電”。但同是意大利的科學(xué)家伏打質(zhì)疑，電流時(shí)試驗(yàn)中的金屬線產(chǎn)生的，于是，他用蘸了鹽水的濕布替換了青蛙，也產(chǎn)生了電流。根據(jù)這個(gè)實(shí)驗(yàn)原理，伏打設(shè)計(jì)了第一個(gè)電池——伏打電堆。

【提出問題】

1、伏打發(fā)現(xiàn)電池，說明科學(xué)家應(yīng)當(dāng)具有什么樣的科學(xué)素養(yǎng)和研究習(xí)慣？

2、電流產(chǎn)生的條件是什么？

3、聯(lián)想到肌肉、神經(jīng)類似于能導(dǎo)電的電解質(zhì)的溶液，那么，電解質(zhì)溶液與活潑性不同的金屬作用會不會產(chǎn)生電流呢？請先做以下嘗試：

【探究實(shí)驗(yàn)一】

實(shí)驗(yàn)順序

金屬

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

結(jié)論或解釋(有關(guān)化學(xué)方程式)

1.Zn、Cu分別插入稀H2SO4溶液

Zn片

表面有氣泡生成

Zn＋2H＋＝Zn2+＋H2

銅不能與稀硫酸反應(yīng)

Cu片

面有無泡生成

2.Zn、Cu導(dǎo)線連接后插入稀H2SO4

Zn片

表面有氣泡生成

Cu片

表面有氣泡生成

【提出問題】鋅片和稀硫酸反應(yīng)中，鋅失電子，轉(zhuǎn)移給了氫離子，在第二個(gè)實(shí)驗(yàn)中，氫離子得到的電子從何而來，誰有能力給氫離子電子？是銅嗎？

【學(xué)生假設(shè)】假設(shè)：電子從鋅片跑到銅片上。

【追問】如何證明電路中有電子通過？

【學(xué)生回答】用電流表檢驗(yàn)。將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接起來，在導(dǎo)線之間接入電流表。平行插入稀硫酸溶液中觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

【探究實(shí)驗(yàn)二】

實(shí)驗(yàn)順序

金屬

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

結(jié)論或解釋(有關(guān)化學(xué)方程式)

3.Zn、Cu導(dǎo)線連接后，再接電流表，插入稀H2SO4

Zn片、

Cu片

電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)，銅片表面有氣泡產(chǎn)生

【教師】分析該裝置中能量的變化?

【學(xué)生】化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。

【教師】還有其他能夠?qū)崿F(xiàn)化學(xué)能和電能之間轉(zhuǎn)化的裝置嗎？如何實(shí)現(xiàn)？與上述裝置有何區(qū)別？

【學(xué)生】火力發(fā)電廠，通過燃燒反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為熱能，機(jī)械能和電能。多步驟轉(zhuǎn)化才能實(shí)現(xiàn)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能。而上裝置可以將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能。

【板書】原電池定義：化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。

【教師】燒杯內(nèi)是內(nèi)電路，外面是外電路。

【小組討論】1．原電池中，誰失電子？誰得電子？

2．電子從哪里來，到哪里去？

3．電流從哪里來，到哪里去？

4.電池的正極和負(fù)極分別是什么？判斷依據(jù)是什么？誰更活潑？

5.哪一極發(fā)生氧化反應(yīng)？哪一極發(fā)生還原反應(yīng)？

6.導(dǎo)線中承擔(dān)導(dǎo)電的微粒是？電解質(zhì)溶液中？

7.溶液中的陰離子向哪一極移動？陽離子？為什么？

8.溶液中的電流移動方向？

【展示圖片】

【小組匯報(bào)】負(fù)極Zn：Zn－2e－＝Zn2+正極Cu：2H＋＋2e－＝H2，由于Zn失去的電子經(jīng)導(dǎo)線轉(zhuǎn)移到Cu片上，故導(dǎo)線上有電流通過，因此電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)。電子由鋅片流向銅片，根據(jù)物理學(xué)知識，電子移動方向與電流方向相反，電流由銅片流向鋅片，銅片為正極，鋅片為負(fù)極。負(fù)極發(fā)生氧化反應(yīng)，正極發(fā)生還原反應(yīng)。導(dǎo)線中是自由移動的電子導(dǎo)電，溶液中是自由移動的離子在導(dǎo)電。Zn失去的電子成Zn2+進(jìn)入溶液，溶液中的陰離子移向負(fù)極Zn，由于正極的氫離子被消耗，正電荷下降，陽離子移向正極Cu。內(nèi)電路中，電流從正極流向負(fù)極。

【模擬動畫】

【教師總結(jié)板書】電子電流

負(fù)極Zn：Zn－2e－＝Zn2+流出流入氧化活潑

正極Cu：2H＋＋2e－＝H2流入流出還原

【教師】內(nèi)電路，電流從負(fù)極流向正極，外電路，電流從正極流向負(fù)極。構(gòu)成了一個(gè)閉合回路。斷開導(dǎo)線，還有電流嗎？

【學(xué)生】沒有電流

【教師】原電池形成條件一：閉合回路。負(fù)極反應(yīng)和正極反應(yīng)，是兩個(gè)半反應(yīng)，稱為電極反應(yīng)。加起來才是原電池的總反應(yīng)。是什么？

【學(xué)生】Zn＋2H＋＝Zn2+＋H2

【教師】為什么要將還原劑和氧化劑的反應(yīng)拆成兩個(gè)半反應(yīng)？目的是什么？

【學(xué)生】氧化劑和還原劑直接接觸，會產(chǎn)生電子的轉(zhuǎn)移，但并未向外界供電。所以要拆開。

【教師】什么類型的反應(yīng)可以設(shè)計(jì)成原電池？氫氣還原氧化銅可以嗎？

【學(xué)生】自發(fā)進(jìn)行的氧化還原反應(yīng)。

【教師】還需要哪些條件？

【學(xué)生】電解質(zhì)溶液，才能導(dǎo)電。不同的電極材料。

【小組討論】下列裝置能否構(gòu)成原電池。如果你還有疑問，你可用下列藥品：Zn片、Cu片、石墨棒、稀硫酸、導(dǎo)線、電流表、燒杯等設(shè)計(jì)對比實(shí)驗(yàn)證明你的想法。

對比實(shí)驗(yàn)：

電流計(jì)是否偏轉(zhuǎn)

是

否

能否構(gòu)成原電池

是

否

【教師總結(jié)】閉合回路,自發(fā)氧化還原反應(yīng),電解質(zhì)溶液,活潑性不同的兩個(gè)電極。

【板書】構(gòu)成原電池條件：

閉合回路

自發(fā)氧化還原反應(yīng)

電解質(zhì)溶液

活潑性不同的兩個(gè)電極

【練習(xí)】1、裝置中哪些能構(gòu)成原電池？請判斷出正負(fù)極。

ABCD

EFG

2、請寫出B、D、F、G的電極反應(yīng)方程式和總反應(yīng)方程式。

【過渡】根據(jù)構(gòu)成原電池的條件，你是不是已經(jīng)摩拳擦掌，想動手設(shè)計(jì)一個(gè)原電池呢？

【實(shí)踐活動】有下列材料：電極（Zn片、Cu片、石墨棒等任選）、導(dǎo)線、水果（圣女果）、電流計(jì)，請?jiān)O(shè)計(jì)一個(gè)能使電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的裝置。方式：最好先獨(dú)立設(shè)計(jì)，并動手試驗(yàn)，邊做邊改進(jìn)，也可與鄰座同學(xué)相互討論和觀摩，或請老師指導(dǎo)。

我設(shè)計(jì)的原電池

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

電流表是否偏轉(zhuǎn)

能否構(gòu)成原電池

結(jié)論

【講述】通過這個(gè)實(shí)驗(yàn)，大家知道了用西紅柿作電解液也可以組成原電池。我們回家也可以用其它金屬、水果、液體再試一試。

【生活實(shí)踐】請你當(dāng)醫(yī)生：格林太太是位漂亮、開朗、樂觀的婦女,當(dāng)在開懷大笑的時(shí)候，人們才可以發(fā)現(xiàn)她一口整齊而潔白的牙齒中鑲有兩顆假牙：其中一顆是黃金的—這是格林太太富有的標(biāo)志；另一顆是不銹鋼做的—這是一次車禍后留下的痕跡。令人百思不解的是，打從車禍以后，格林太太經(jīng)常頭痛，夜間失眠，心情煩躁……醫(yī)生絞盡了腦汁，格林太太的病情仍然末見好轉(zhuǎn)。你能為格林太太開一個(gè)藥方嗎？

【總結(jié)】

【課后作業(yè)】同步訓(xùn)練

六、板書設(shè)計(jì)

2.2化學(xué)能與電能

一、原電池

1、定義：化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置叫做原電池。

2、工作原理：

電子電流

負(fù)極Zn：Zn－2e－＝Zn2+流出流入氧化活潑

正極Cu：2H＋＋2e－＝H2流入流出還原

3、形成條件：

閉合回路

自發(fā)氧化還原反應(yīng)

電解質(zhì)溶液

活潑性不同的兩個(gè)電極

七、教學(xué)反思

本節(jié)課為學(xué)生生活中比較熟悉的電池，學(xué)生學(xué)習(xí)熱情高，可以很好的引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識化學(xué)對促進(jìn)人類社會的進(jìn)步和人類生活質(zhì)量的提升做出的貢獻(xiàn)；通過對電池原理和實(shí)驗(yàn)條件的探究以及師生討論和小組討論，完成了教學(xué)目標(biāo),，保證了課堂學(xué)習(xí)效率。由于學(xué)生的學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)，但實(shí)驗(yàn)動手能力比較薄弱，所以在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)探究形成條件時(shí)，只設(shè)計(jì)了“不同電極材料的影響”這一較難理解的內(nèi)容，其他都可以通過師生分析交流得出結(jié)論，從而提高課堂效率。在最后的生活實(shí)踐環(huán)節(jié)，利用“格林太太的假牙”這一案例，鍛煉學(xué)生分析問題和解決問題的能力，效果良好。為選修4《化學(xué)反應(yīng)原理》中的相關(guān)提升內(nèi)容的學(xué)習(xí)，打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

化學(xué)能與電能

必修2第二章化學(xué)反應(yīng)與能量
第二節(jié)化學(xué)能與電能
一．教材分析
原電池原理是中學(xué)化學(xué)重要基本理論之一，從能量轉(zhuǎn)換角度看，本節(jié)課程內(nèi)容是對前一節(jié)課中“一種形式的能量可以轉(zhuǎn)化為另一種形式的能量……能量也是守恒的；化學(xué)能是能量的一種形式，可以轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，如熱能和電能等”論述的豐富和完善。
從反應(yīng)物之間電子轉(zhuǎn)移的角度看，原電池概念的形成是氧化還原反應(yīng)本質(zhì)的拓展和應(yīng)用；從思維角度看，“將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能”的思想，是對火力發(fā)電的原理“化學(xué)能→熱能→機(jī)械能→電能”思維方式的反思和突破。
二．教學(xué)目標(biāo)
1．知識與技能目標(biāo)：
（1）知道原電池是一種化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，知道原電池的本質(zhì)是氧化還原反應(yīng)。
（2）掌握原電池的組成條件，會判斷正負(fù)極，會判斷電流、電子、溶液中離子流動的方向。會書寫銅鋅原電池的電極反應(yīng)式。
（3）能用日常生活中的材料制作簡易水果電池。
（4）能舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用。初步認(rèn)識傳統(tǒng)干電池、二次電池及常見的新型電池。
2．過程與方法目標(biāo)：
（1）通過分析火力發(fā)電的原理及利弊，建立“將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能”的新思路，通過對氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)的分析，提出實(shí)現(xiàn)新思路的各種推測和猜想等，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力。
（2）通過實(shí)驗(yàn)2-4（改進(jìn)）的層層推進(jìn)，培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中觀察現(xiàn)象、分析現(xiàn)象解決問題的能力，從而自己歸納、概括形成“原電池”的概念，并根據(jù)已有電學(xué)知識生成跟原電池相關(guān)的概念（正負(fù)極、離子移動方向判斷等）。
（3）通過科學(xué)探究，讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)2-4的已有知識設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并初步學(xué)會控制實(shí)驗(yàn)條件的方法。
（4）通過思考與交流，讓學(xué)生學(xué)會聯(lián)系實(shí)驗(yàn)和已有知識，學(xué)會用比較歸納的方法認(rèn)識事物的本質(zhì)特征。
（5）利用氧化還原反應(yīng)的知識分析常見化學(xué)電源，學(xué)會用基本理論指導(dǎo)實(shí)際應(yīng)用。
3．情感態(tài)度與價(jià)值觀目標(biāo)
（1）通過科學(xué)探究和實(shí)踐活動——水果電池的制作，體驗(yàn)科學(xué)探索的樂趣。
（2）通過化學(xué)電源的發(fā)展和新型化學(xué)電源開發(fā)利用的介紹，讓學(xué)生體會化學(xué)的實(shí)用性和創(chuàng)造性，通過認(rèn)識化學(xué)電源可能會引起的環(huán)境問題，初步形成較為客觀、正確的能源觀。
三．教學(xué)重點(diǎn)：
初步認(rèn)識原電池概念、原理、構(gòu)成及應(yīng)用。認(rèn)識化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能對現(xiàn)代化的重要意義。
四．教學(xué)難點(diǎn)：
通過對原電池實(shí)驗(yàn)的探究、引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。
五．教學(xué)主線：（第一課時(shí)）

六．教學(xué)流程：
【引導(dǎo)】經(jīng)過上節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們知道了化學(xué)反應(yīng)的能量變化通常表現(xiàn)為熱量的變化，同時(shí)了解了化學(xué)能與熱能的相互轉(zhuǎn)化。而電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛、使用最方便、污染最小的二次能源，化學(xué)能在什么條件下能轉(zhuǎn)化為電能，又是如何轉(zhuǎn)化，這是我們今天要學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容。
【過渡】通過圖2-7，我們可以了解到我國目前發(fā)電總量構(gòu)成中，火電仍居榜首。結(jié)合圖2-8燃煤發(fā)電過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？
【學(xué)生回答】化學(xué)能熱能機(jī)械能電能
【提問】上述能量轉(zhuǎn)化過程有何弊端？
【小結(jié)】環(huán)境污染，轉(zhuǎn)化步驟多、損失大。
【提問】要將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能，必須要選擇合適類型的化學(xué)反應(yīng)。電流是電子的定向移動引起的，在前面學(xué)過的哪種反應(yīng)類型有電子的轉(zhuǎn)移？
【學(xué)生回答】氧化還原反應(yīng)。
【過渡】要想使氧化還原反應(yīng)釋放的能量不通過熱能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽鸵O(shè)計(jì)一種裝置，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個(gè)不同的區(qū)域進(jìn)行，并使其間的電子轉(zhuǎn)移，在一定條件下形成電流。
【學(xué)生活動】分組實(shí)驗(yàn)（實(shí)驗(yàn)2-4改進(jìn)）
實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象教師引導(dǎo)
①將銅片插入稀硫酸中，觀察銅片表面有何變化。Cu和稀硫酸能反應(yīng)嗎？
②將鋅片與銅片并排插入稀硫酸中，觀察銅片、鋅片表面有何變化。寫出相應(yīng)離子方程式
③將銅片和鋅片用導(dǎo)線連接起來，再次觀察銅片、鋅片表面有何變化。以下問題依次展開：
①銅片表面的氣泡可能是什么？
②該氣體是如何產(chǎn)生的？
③電子從何而來，如何流動？
④該過程有電流產(chǎn)生嗎？如何證明？
④在銅片和鋅片之間連接電流表（或小燈泡）以下問題依次展開：
①這個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了哪些能量之間的轉(zhuǎn)化？（引出原電池的概念）
②如何判斷該原電池的正負(fù)極？
③如何用式子表示正負(fù)極表面的變化過程？
④在內(nèi)電路中，溶液離子的流動方向如何？
實(shí)驗(yàn)改進(jìn)：學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)可以改成“小試管+鋅粒+銅棒+稀硫酸”原電池，現(xiàn)象更明顯，而且能明顯觀察到銅片表面產(chǎn)生氣泡速率的變快。
【過渡】原電池的發(fā)明實(shí)現(xiàn)了化學(xué)能和電能的直接轉(zhuǎn)化，怎么判斷一個(gè)類似的裝置能否組成原電池？（能否有電流產(chǎn)生或使用電器能夠運(yùn)行）
【學(xué)生活動】P41“科學(xué)探究”，學(xué)生自行從給定的用品中選擇組成原電池，畫出電池裝置示意圖。根據(jù)小組畫出的示意圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，討論哪些裝置可以形成原電池。（使學(xué)生學(xué)會控制實(shí)驗(yàn)條件的方法，探究原電池的組成條件）
實(shí)驗(yàn)用品：鋅片、銅片、鐵片、石墨電極各兩套，導(dǎo)線、金屬夾、靈敏電流表、果汁、酒精、250mL燒杯。
【講解】根據(jù)學(xué)生實(shí)驗(yàn)結(jié)果Cu-Zn、Cu-Fe、Cu-C、Cu-Cu、Zn-Fe、Zn-C、Zn-Zn、Fe-C、Fe-Fe、C-C等可能組合進(jìn)行分析，得出可形成原電池的裝置。
【思考與交流】通過以上實(shí)驗(yàn)，原電池應(yīng)由哪幾部分構(gòu)成，各起什么作用？構(gòu)成一個(gè)原電池需要哪些條件？
【小結(jié)】原電池應(yīng)由有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極；電解質(zhì)溶液作反應(yīng)介質(zhì)，提供離子移動；導(dǎo)線，使兩極相連形成閉合電路。
【課外作業(yè)】
1．制作水果電池，并畫出水果電池的構(gòu)造示意圖，下節(jié)課作交流展示。
2．從課本、商場、網(wǎng)上等了解化學(xué)電源的發(fā)展，了解干電池、充電電池、燃料電池的組成、工作原理，使用中應(yīng)注意的問題。下載相關(guān)圖片、錄像、制作簡單的演示文稿。以備下節(jié)課交流。

第二課時(shí)：
教學(xué)流程：
【引導(dǎo)】將上節(jié)課介紹的原電池真正應(yīng)用到生活中是很不方便的，但是真正要改造成化學(xué)電源給予應(yīng)用也經(jīng)歷了漫長的時(shí)間。今天我們一起來了解一下幾種有代表性的化學(xué)電源。
【展示】一粒鋅錳電池
【投影】圖2-11（省去電子轉(zhuǎn)移方向）
【提問】①圖片中幾種物質(zhì)的作用；②電子移動方向；③負(fù)極電極方程式
【學(xué)生回答】
【思考與交流】P42“思考與交流”，分析鋅錳電池為何失效，如何改進(jìn)？
【過渡】鋅錳電池、堿性鋅錳電池的最大弊端是什么？（一次電池，電池垃圾，引出二次電池）
【投影】圖2-12（略去正負(fù)極的標(biāo)注）
【提問】①圖片中幾種物質(zhì)的作用；②電子移動方向
【學(xué)生回答】
【過渡】現(xiàn)代社會對耗電量高的便攜式電器需求量越來越大，因此對封閉式體積小的充電電池更加青睞。
【投影】展示一系列新型充電電池，包括鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池
【講解】每種電池優(yōu)勢
【過渡】燃料燃燒的本質(zhì)也是氧化還原反應(yīng)，但是直接燃燒轉(zhuǎn)化成的熱能再轉(zhuǎn)化成電能時(shí)轉(zhuǎn)化率不高，燃料電池的面世正是解決了這個(gè)問題。
【投影】圖2-15（略去電子移動方向、正負(fù)極標(biāo)注和H+移動方向）
【提問】①判斷正負(fù)極；②電子移動方向；③負(fù)極電極方程式；④H+移動方向；⑤該電池總反應(yīng)；⑥與干電池或蓄電池的不同之處
【小結(jié)】化學(xué)電源的發(fā)展歷程和發(fā)展趨勢。

第二課時(shí)：發(fā)展中的化學(xué)電源
【教師】請同學(xué)們展示你們制作的水果電池，并分組討論，推出最優(yōu)秀的作品。
【學(xué)生】交流與展示自己作品，并講解制作過程。
【教師】原電池轉(zhuǎn)化成技術(shù)產(chǎn)品就是化學(xué)電源，最早使用的化學(xué)電池是干電池。下面請我們的同學(xué)展示有關(guān)三種化學(xué)電源工作原理的演示文稿。并講解。
【學(xué)生】交流與展示。（①干電池：鋅錳電池的組成、工作原理，使用過程中應(yīng)注意的問題。②充電電池：鉛蓄電池、鎳鎘電池、鋰電池的組成、工作原理，使用過程中應(yīng)注意的問題。③燃料電池：氫氧燃料電池的組成、工作原理，使用過程中應(yīng)注意的問題。）
【教師】組織學(xué)生討論：
1．為什么要回收廢電池？廢電池如何處理？
2．為什么說燃料電池是綠色能源？

化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化第二課時(shí)電解規(guī)律

教學(xué)時(shí)間第三周3月5日本模塊第8課時(shí)
教學(xué)
課題專題專題1化學(xué)反應(yīng)與能量變化
單元第二單元化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化
節(jié)題第二課時(shí)電解規(guī)律
教學(xué)目標(biāo)知識與技能通過電能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿奶骄炕顒?，了解電解池的工作原理，能正確書寫電解池的陰、陽極的電極反應(yīng)式及電解反應(yīng)方程式。
過程與方法通過實(shí)驗(yàn)探究電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的裝置，培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)探究能力。
情感態(tài)度
與價(jià)值觀通過分析電解飽和氯化鈉溶液，原理體會化學(xué)反應(yīng)對人類生活生產(chǎn)的作用，化學(xué)在解決人們生產(chǎn)、生活中的重要作用。
教學(xué)重點(diǎn)離子放電順序
教學(xué)難點(diǎn)電極反應(yīng)式的正確書寫。
教學(xué)準(zhǔn)備氯化鈉溶液、U形管、穩(wěn)壓電源。
教

學(xué)

過

程

教師主導(dǎo)活動學(xué)生主體活動
[回顧]如何寫電解池中兩極的電極反應(yīng)式。

[交流與討論]P19電解氯化鈉溶液原理。
1．在氯化鈉溶液存在離子，接通直流電源后，溶液中離子向陽極移動，由于離子比離子容易失去電子，在陽極被氧化；溶液中離子向陰極移動，由于離子比離子容易得到電子，在陰極被還原；在極區(qū)得到NaOH。
2．請寫出電解食鹽水過程中的電極反應(yīng)為：
總反應(yīng)的電解方程式

3、分析氯堿工業(yè)在電解飽和食鹽水時(shí)為什么要阻止陰極區(qū)的OH-進(jìn)入陽極區(qū)：[討論]
1、判斷陰極、陽極，電子得失。
2、離子反應(yīng)。

NaCl==Na++Cl—
H2OH++OH—
自由移動Na+、Cl—H+、OH—能電后作定向移動，Na+、H+、移向陰極氫離子得電子變成氫氣，OH—Cl—向陽極移動失電子，氯離子失電子而變成氯氣

陽極：2Cl——2e-=Cl2
陰極：2H++2e-=H2
或2H2O+2e-=H2+2OH—
2Cl—+2H2O=Cl2+H2+2OH

Cl2+2OH==Cl—+ClO—

教
學(xué)
過
程教師主導(dǎo)活動學(xué)生主體活動
1．電極產(chǎn)物的判斷依據(jù)——離子放電順序和電極材料
陰離子失去電子而陽離子得到電子的過程叫放電．放電順序取決于離子本身性質(zhì)，也與電極材料有關(guān)．電解時(shí)所使用的電極分為兩類：一類為惰性電極，只起導(dǎo)體的作用（如鉑、石墨等）．另一類為活性電極（除鉑、金以外的金屬），活性電極作陰極，只起導(dǎo)體的作用；若為陽極，電極本身．發(fā)生氧化反應(yīng)。
（1）在電極的陰極上，陽離子的放電順序?yàn)椋?br> （2）在惰性電極的陽極上，陰離子放電的順序?yàn)椋?br> 注：若非惰性電極作陽極，失電子的是電極本身．
2．電解規(guī)律及溶液PH分析：
（1）電解規(guī)律：用惰性電極電解酸、堿、鹽各種電解質(zhì)溶液，依據(jù)放電順序有四種類型：
①含氧強(qiáng)酸、強(qiáng)堿和活潑金屬含氧酸鹽溶液電解，實(shí)際上是電解。
陰：4H++4e-=2H2↑
陽：4OH—-4e-=O2↑+H2O
②無氧酸、不活潑金屬無氧酸鹽溶液電解，實(shí)際上

是電解。
③活潑金屬無氧酸鹽溶液電解，同時(shí)發(fā)生電解。
不活潑金屬含氧酸鹽溶液電解，同時(shí)發(fā)生電解。
(2)電極附近溶液PH值變化：
電解時(shí)，如果溶液中H+或OH-在電極上放電，使得電極附近溶液中的H+或OH-濃度發(fā)生改變，而引起電極附近PH值變化。
電解時(shí)，如在陽極上生成O2，這時(shí)由_____在陽極上放電，使得陽極附近[OH-]___[H+]，陽極區(qū)PH值_____；如在陰極上生成H2，這時(shí)由于___在陰極上放電，使得陰極附近[H+]___[OH-]，陰極區(qū)PH值___。
（3）電解質(zhì)溶液PH值變化：
若電解時(shí)，只生成H2，而不生成O2，溶液的PH值___；
若只生成O2，而不生成H2，溶液的PH值_________；
若既生成H2，又生成O2，實(shí)際上就是電解_____;此時(shí)若原溶液為酸性，其PH值______，若為堿性，其PH值______，若為中性，其PH值不變；
若既不生成H2，也不生成O2，溶液的PH值變化不大。
[思考]電解質(zhì)原溶液如何恢復(fù)？

[討論]
按金屬活動順序表：
Fe3+Cu2+H+Fe2+Na+
陰離子放電順序：
X—OH—含氧酸根離子

硫酸、硝酸、
氫氧化鈉、氫氧化鈣
硫酸鈉、硝酸鉀
電解水，
HCl、CuCl2
溶質(zhì)電解，
水和溶質(zhì)，
如NaCl“放氫成堿”
如CuSO4“放氧成酸”

溶液的PH視電解情況分析

NaCl溶液電解后，需加入鹽酸，
CuSO4溶液需加氧化銅。

教
學(xué)
過
程教師主導(dǎo)活動學(xué)生主體活動
1．（06江蘇）某同學(xué)按右圖所示的裝置進(jìn)行電解實(shí)驗(yàn)。下列說法正確的是
A．電解過程中，銅電極上有H2產(chǎn)生
B．電解初期，主反應(yīng)方程式為：Cu+H2SO4
CuSO4+H2↑
C．電解一定時(shí)間后，石墨電極上有銅析出
D．整個(gè)電解過程中，H＋的濃度不斷增大
2．（06北京）鋁和氫氧化鉀都是重要的工業(yè)產(chǎn)品。請回答：
(1)工業(yè)冶煉鋁的化學(xué)方程式是____________________________________。
(2)鋁與氫氧化鉀溶液反應(yīng)的離子方程式是___________________________。
(3)工業(yè)品氫氧化鉀的溶液中含有某些含氧酸雜質(zhì)，可用離子交換膜法電解提純。
電解槽內(nèi)裝有陽離子交換膜(只允許陽離子通過)，其工作原理如圖所示。

①該電解槽的陽極反應(yīng)式是____________________。
②通電開始后，陰極附近溶液pH會增大，
請簡述原因___________________________
③除去雜質(zhì)后的氫氧化鉀溶液從溶液出口___________
______(填寫“A”或“B”)導(dǎo)出。
[答]（1）2Al2O34Al+3O2↑
（2）2Al+2OH—+2H2O=2AlO2—+3H2↑
（3）①4OH——4e—=2H2O+O2↑
②H+放電，促進(jìn)水的電離，OH—濃度增大
③B
3．從H+、Na+、Ba2+、Cu2+、Cl－、中選出兩種離子組成電解質(zhì)，按下列要求進(jìn)行電解，將電解質(zhì)的化學(xué)式填空：(使用惰性電極)
(1)電解過程中溶液顏色變淺且水量不變_______________________；
(2)電解過程中電解質(zhì)含量不變，水量減少_______________________；
(3)電解過程中溶液的pH值增大______________；
(4)電解過程中，兩極析出氣體的體積比為1∶1________。
[作業(yè)]
板書計(jì)劃1、離子放電順序、電極材料
2、電解規(guī)律、溶液PH
反饋離子放電順序是電解知識的難點(diǎn)，探究實(shí)驗(yàn)效果很好，學(xué)生掌握情況較好。