高中化学-化学反应为人类提供能量教学设计学情分析教材分析课后反思

PAGE1教学设计一、教学目标（化学学科核心素养发展点）1.“宏观辨识与微观探析”素养发展点：能从宏观和微观角度理解原电池的工作原理。2.“变化观念与平衡思想”素养发展点：认识到化学反应中的能量变化，初步尝试利用化学反应中的能量变化。3.“证据推理与模型认知”素养发展点：以实验为基础构建原电池工作原理的认知模型。4.“科学精神与社会责任”素养发展点：提升学生对化学反应价值的认识，培养学生的探索精神和实事求是的科学态度，了解化学科学对个人生活和社会发展的贡献。二、教学重点：原电池的工作原理三、教学难点：原电池的工作原理和构成条件四、教学过程【引入】通过前面的学习，我们知道化学反应中会伴随能量的变化，哪位同学可以举例说明一下？【学生】举例常见的吸收能量和放出能量的反应【投影】教材中“交流·研讨”的例子，从能量转化的角度分析其中的原因。【学生】即热饭盒中金属镁和水反应放出大量的热，放出的热量传递给饭菜，从而加热饭菜；利用铝热反应中放出的大量的热可以将铁熔化成铁水，从而将断裂的钢轨修补好。这两个例子中的能量变化都是化学能转化为热能。【讲述】即热饭盒能加热食物，铝热剂能焊接钢轨，都是化学反应过程中产生的能量以热能的形式释放出来，像这样的反应叫做放热反应；还有一部分反应需要源源不断地从外界吸收热量才能维持反应的进行，这样的反应叫做吸热反应。由此可见，化学能和热能可以相互转化。【板书】一、化学能与热能的转化【过渡】化学能不仅可以与热能相互转化，也能与电能相互转化。首先看一下化学能是如何转化为电能的。【投影】探究实验一：将Zn片，Cu片平行插入稀H2SO4溶液中；探究实验二：若将Zn片、Cu片用导线连接再插入稀H2SO4溶液中实验注意事项【学生活动】探究实验一：现象：锌片：有气泡产生；铜片：无明显现象；溶液颜色：无变化探究实验二：现象：铜片：无明显现象；溶液颜色：无变化【问题探究】1.探究实验一中为什么锌片上有气体，而铜片上没有？2．探究实验二中，铜片上的气体是什么？该气体是如何产生的？电子从何而来？（提示：溶液的颜色没有变化）【学生活动】谈论回答问题探究实验一：原因：锌片的金属活动性在氢之前，而铜的金属活动性顺序在氢之后探究实验二：气体是氢气；氢气是离子的电子生成的；电子是锌片而不是铜片失去的。电子通过导线从锌片传到铜片。【问题探究】如果电子通过导线从锌片传到铜片，那么在锌片和铜片之间接上电流表会有什么现象？【学生】猜测电流表指针会发生偏转。【投影】为了验证学生们的对电子来源的猜测，完成探究实验三：若将Zn片、Cu片用导线连接再插入稀H2SO4溶液中，并接入电流表。【学生活动】探究实验三：现象：电流表指针发生偏转【讲述】如同学们猜测，电子是从锌片通过导线传到铜片上的。【问题探究】电流表指针发生偏转说明能量是如何转化的？【学生】化学能转化为电能【讲述】像这样能够将化学能转化为电能的装置称为原电池。【板书】二、化学能与电能的转化原电池定义【问题探究】原电池的工作原理是怎样的呢？多媒体放映铜锌硫酸原电池的动画模拟，指导学生进行小组讨论，完成问题探究：①从氧化还原的角度分析铜片和锌片上发生的反应。②导线中（外电路）电子的流动方向。③溶液中（内电路）阴阳离子的移动方向。【学生】铜片上氢离子得电子，生成氢气。锌片上锌失电子，生成锌离子。电子从锌片通过导线传到铜片上。溶液中，氢离子向铜极移动，硫酸根向锌极移动。【总结】在实验中，当把铜片和锌片同时浸入稀硫酸时，由于锌比铜活泼，锌失去电子被氧化成Zn2+进入溶液中，锌片上的电子通过导线流向铜片，溶液中的H+从铜片上获得电子而被还原成氢气从铜片上逸出。可见，原电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。【学生练习】判断下列装置能否构成原电池。【学生活动】完成判断，并总结出构成原电池的条件：①两种活泼性不同的电极②用导线相连③插入电解质溶液里【引导】引导学生写出后两个装置的电极反应及总反应，总结构成原电池的前提是自发的氧化还原反应【设问】对即热饭盒的构造有没有新认识？【学生活动】小组讨论后回答，撤掉纸板后，氯化钠溶解在水里，形成电解质溶液，镁和铁活泼性不同的金属，构成原电池。【学以致用】提出格林太太的问题，请同学们帮忙解决？【学生活动】小组讨论，找到病因：格林太太的两个假牙的材质的活泼性不同，和唾液构成原电池，产生电流，长时间刺激神经，使得格林太太有不舒服的感觉。解决办法：镶成两颗金牙；或者拔掉不锈钢牙；或者镶成两个烤瓷牙。【投影】投影各种各样的电池【讲述】举例说明化学能和电能可以相互转化，也可以与其他形式的能相互转化【板书】三、化学能与其他形式能的转化【学生练习】下图是Zn和Cu组成的原电池示意图，某小组做完该实验后，在读书卡片上记录如下图，卡片上描述合理的是 ()卡片No.1Date:2018－3－30实验记录：①导线中电流方向：锌→铜。②铜极上有气泡产生。实验结论：③Zn为正极，Cu为负极。④铜比锌活泼。⑤H＋向铜片移动。五、课后作业：根据提供的材料，设计西红柿电池。学情分析知识储备：（1）学生已经学习了化学键与化学反应中的能量变化，并且对化学能与热能、电能之间的转化实例以及常见的电池有一定的认识。（2）学生已经学习了氧化还原反应，对氧化还原反应的特征有较好的认识。并掌握了氧化反应、还原反应与电子得失（化合价升降）的联系。这将有助于学习者理解并掌握原电池的工作原理。学生特点：高一学生求知欲强、兴趣广泛但不稳定，思维活跃但不深刻，分析问题和解决问题的能力也有待提高。因此，教学中要充分利用实验、多媒体技术等手段激发学生的学习兴趣，使抽象内容形象化，增加内容的可理解性。效果分析本节以“化学反应为人类提供能量”为主题，以原电池的工作原理为例，让学生体会了化学反应如何为人类提供能量。通过本节课学习不仅仅让学生理解了原电池的基本原理，还让学生明白了构成原电池的条件及前提，能够根据电池反应原理，解决实际中的问题并能设计简单的原电池。在进行实验探究过程中，提高了学生的动手实验的能力、学生的思维能力、分析能力以及解决实际问题的能力，提升了学生对化学反应价值的认识，培养学生的探索精神和实事求是的科学态度，了解化学科学对个人生活和社会发展的贡献。有些学生的动手能力较差，实验时畏畏缩缩，实验的速度太慢，今后还要锻炼学生掌握基本的操作技能。教材分析本节课的内容是鲁科版高中化学必修二第二章第三节的第二课时《化学反应为人类提供能量》，内容主要包括化学反应为人类提供热能和电能两个部分，属于化学反应原理的范围，是学生在学习了化学键和化学反应中的能量变化内容的基础上的知识，又为在选修模块中继续探讨这一问题奠定基础。本节课作为必修内容中的一部分，在知识的深度上偏低，要符合所有学习者的学习情况；在广度上要有一定的拓展，使得学习者能够有一个较为开阔的学习视野；而在学习知识上要把握好基础知识的框架，为部分学习者的后续学习奠定基础。评测练习1．下列关于能源和作为能源的物质的叙述中错误的是()A．化石能源物质内部蕴储着大量的能量B．绿色植物进行光合作用时，将太阳能转化为化学能“贮存”起来C．物质的化学能可以在不同条件下转化为热能、电能为人类所利用D．吸热反应没有利用价值2．(双选)下列关于原电池的叙述正确的是()A．构成原电池的正极和负极的材料必须是两种不同的金属B．原电池是将化学能转化为电能的装置C．在原电池中，电子流出的一极是负极D．原电池放电时，电路中的电流是从负极到正极3．下列烧杯中盛放的都是稀硫酸，在铜电极上能产生气泡的是()4．对于锌、铜和稀硫酸构成的原电池，下列有关说法正确的是()①Zn是负极②Cu是正极③负极反应：Zn—2e－===Zn2＋④正极反应：Cu2＋＋2e－===CuA．仅①②B．仅①②③C．仅②③④D．①②③④5.根据下列事实：①X＋Y2＋===X2＋＋Y；②Z＋2H2O(冷)===Z(OH)2＋H2↑；③Z2＋氧化性比X2＋弱；④由Y、W电极组成的电池，电极反应为W2＋＋2e－===W、Y－2e－===Y2＋，可知X、Y、Z、W的还原性由强到弱的顺序为()A．X＞Z＞Y＞WB．Z＞W＞X＞YC．Z＞Y＞X＞WD．Z＞X＞Y＞W6．(双选)某原电池的总反应为2Fe3＋＋Fe===3Fe2＋，不能实现该反应的原电池是()A．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为FeCl3溶液B．正极为Cu，负极为Fe，电解质溶液为Fe(NO3)3溶液C．正极为Fe，负极为Zn，电解质溶液为Fe2(SO4)3溶液D．正极为Ag，负极为Cu，电解质溶液为FeCl3溶液7．如图在银锌原电池中，以硫酸铜为电解质溶液，锌为______极，电极上发生的是______(填“氧化”或“还原”)反应。电极反应式为______________，锌片上观察到的现象为______________，银为______极，电极上发生的是__________(填“氧化”或“还原”)反应，电极反应式是______________________，银片上观察到的现象是____________。8．由A、B、C、D四种金属按下表中装置进行实验。装置现象二价金属A不断溶解C的质量增加A上有气体产生根据实验现象回答下列问题：(1)装置甲中发生反应的离子方程式为__________________________________。(2)装置丙中溶液的H＋的浓度________(选填“变大”“变小”或“不变”)。(3)四种金属活泼性由强到弱的顺序是______________________________。9．某学习小组对原电池的构成及形成条件做如下探究性实验，请你推测可能的现象，并给出合理的解释。编号装置图示实验内容现象解惑或说明1Cu、Zn同时插入，但不接触①②2将Cu、Zn用导线连接起来并接电流计③④3Zn、Zn与稀硫酸进行实验⑤⑥4Cu、石墨与稀硫酸进行实验⑦⑧5Zn、石墨与稀硫酸进行实验⑨⑩①_______________________________________________________________②_______________________________________________________________③_______________________________________________________________④_______________________________________________________________⑤_______________________________________________________________⑥_______________________________________________________________⑦_______________________________________________________________⑧_______________________________________________________________⑨_______________________________________________________________⑩_______________________________________________________________课后反思本节课是以学生为主体的实验探究课。在教学中,实验是学生实践体验的一部分,通过自主实验,启发引导,小组合作,讨论分析等方法,让实验成为帮助学生获取新知识的重要手段,在其过程中培养他们的合作意识,并激发他们的探究热情。从整体教学效果来看,学生对知识点的掌握是相当不错的,学生都能轻松,愉快地掌握并应用,为后面的新内容的学习打下坚实的基础,也给了学生充分展示自己的机会,使课堂成为以学生为中心的教学活动,真正体现学生的主体地位,大大激发学生的学习积极性。通过本节课的教学还发现有些学生的动手能力较差，实验时畏畏缩缩，实验的速度太慢，今后还要锻炼学生掌握基本的操作技能。另外，探究实验过程中，如何设计简单易操作、现象明显且能说明问题的实验，如何在教学过程中设计层层深入、循序渐进的问题启发学生，都是需要继续思考和创新的地方。课标分析“化学反应为人类提供能量”承接“化学反应中的能量变化”，本节将引领学生更进一步理解化学反应中的能量变化及如何利用化学反应中的能量变化。从教学考试来看，化学能与电能的转化是高考的必考知识点。本节课需要在学生已有的氧化还原知识的基础上帮助他们建立化学能与电能的转化关系。从社会方面来说，能源是一切生物生活的基本条件，现代社会活动都离不开能源，所以培养学生能源意识非常重要。另外，本节通过探究活动使学生在获得化学知