化学能与电能教案.doc

化学能与电能 罗田一中 张辉宇 一 课题化学能转化为电能二 教学目标和要求 1 知识目标 了解电能在日常生活中的重要地位 认识到氧化还原反应是化学能转化为电能的关键 理解掌握原电池的工作原理 了解原电池的构成条件 能正确判断电极 会书写电极反应的离子方程式和电池总的反应方程式 初步学会依据原电池原理和构成条件设计原电池。2能力目标使学生在老师的指导下能够设计并完成简单实验，培养学生的动手能力指导学生观察实验现象并分析归纳得出相关结论，培养学生分析问题和归纳问题的能力老师主导，学生主体，培养学生自主学习探究创新的能力3.情感态度通过大量实验，培养学生严谨求实的科学态度和勇于思考勇于探索的科学品性三 教学重点和难点 重点：化学能如何转化为电能 难点：原电池的工作原理及构成条件四 教学方法 实验探究法 多媒体辅助五 教学设计说明 本节教材涉及到二部分内容，本课时只介绍第一部分即化学能转化为电能。从电能在日常生活中的地位，燃料的燃烧（氧化还原反应）是化学能转化为电能的关键，到化学能转化为电能的效率不高，到如何使化学能直接转化为电能，用桔子铜片和锌片导线电流计构成一个化学电池这个实验为引子，引入原电池这一概念，围绕铜锌原电池展开原电池的工作原理，电极反应和组成结构。这部分理论性较强，对于线路中是否有电子通过，电子流动的方向如何，怎样才能构成原电池，仅凭教师说教难以达到教学目的，故教学中让学生充分动手进行大量实验，通过实验现象分析总结得出结论。最后又提出本节课所涉及的原电池将化学能转化为电能的效率问题，为高二选修埋下伏笔。全课以能量转化为线索，层层推进。在教学中尊重学生的主体地位，组织学生分组实验，指导学生自己动手，自主探讨，设置恰当问题，引导学生思考讨论，培养学生的分析思维能力。六 教学用品 锌片 铜片 铁棒 塑料棒 石墨棒 桔子 硫酸 硫酸铜 酒精 导线 烧杯 电流计 干电池七 教学过程【讲述】同学们，电在我们的生活中起着非常重要的作用，你们知道电能是怎么来的吗？【幻灯片】2001年我国发电总量构成图【幻灯片】火电站工作原理【板书】一 化学能转化为电能【幻灯片】我爱思考。从火力发电的过程来看，经过的流程设备多，能量损失大，转化率低。那么，我们可不可以设计一种装置，直接将化学能转化为电能呢？【实验】指导学生动手设计水果电池，发现电流计的指针发生偏转【讲述】指针发生偏转，说明线路中有电子通过，形成了电流。我们刚才就组成了一个电池，这种电池叫原电池，它直接将化学能转化为电能。我们使用的干电池，还有手机里用的电池，都是这种原电池。 【板书】二 原电池的定义 原电池是一种将化学能直接转化为电能的装置【讲述】那么它又是怎样将化学能转化为电能的呢？也就是说它的工作原理是怎样的？【板书】三 原电池的工作原理【幻灯片】原电池为什么会发电【实验】学生在老师的指导下进行实验观察到锌片上还是有大量气泡产生，但提醒学生看铜片上也有气泡冒出。【幻灯片】我爱思考n 铜片上的气泡（氢气）是怎么产生的？ 是铜和稀硫酸反应了吗？ 为什么？你怎样证明你的结论？n 导线中电子流动的方向如何？如何确定该原电池的正负极？n 正负两极发生的反应（电极反应）该怎么写？ 【推测】铜是不可以和稀硫酸反应的，即便是在这样的一个条件下，因为如果反应了，那么反应后的容易将会显蓝色。在这里，可能是较活泼的锌失去电子，流向铜，溶液中的H+在铜片上得到电子放出氢气。【实验论证】将铜片锌片连接导线和电流计后一起插入硫酸中，指针发生偏转，线路中有电流通过，电子的流向是不是从锌到铜呢？请学生注意观察指针的偏转方向。又用干电池连接电流计，请注意观察指针偏转方向，比较。【讲述】锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，构成了原电池，电流计的指针偏向铜片，而干电池连接好电流计后，电流计的指针偏向干电池的正极。这就说明在铜锌原电池中，铜片为正极，而锌片为负极。我们已经知道，电流的方向是从正极到负极，而电子的流向则相反，也就是说，锌失去电子，电子经导线流向铜片，溶液中的H+在铜片上得到电子，产生H2，我们的推测是正确的。请写出两极的电极反应的离子方程式。【板书】画出原电池装置 （负极） 锌片 Zn2e-=Zn2+ (氧化反应) （正极） 铜片 2H+2e-=H2 （还原反应） 总式 Zn+2H+=Zn2+H2 （氧化还原反应）【讲述】前面我们看过了铜锌原电池，下面我们一起再来组装一个原电池。【实验】用石墨棒、 铁棒、 硫酸铜溶液、 导线 、 电流计组成原电池【讲述】电流计的指针发生偏转，说明有电流通过，我们又组成了一个新的原电池，请确定正负极并写出两极的电极反应。【学生板书】 负极（铁棒）：Fe2e-=Fe2+ （氧化反应） 正极（石墨）：Cu2+2e-=Cu （还原反应） 总式 ： Fe+ Cu2+= Fe2+ Cu （氧化还原反应）【讲述】我们已经看过了三个原电池了，那么原电池是怎么工作的？【板书】 负极 正极 （一般是较活泼金属） （一般是较不活泼金属或非金属导体） 失去电子 溶液中具有氧化性的离子得到电子 （氧化反应） （还原反应）【讲述】原电池就是利用氧化还原反应实现了从化学能到电能的直接转换。但仅知道原理是不够的，我们还须知道构成原电池的条件。【板书】四 构成原电池的条件【实验】指导学生进行实验 ，探究原电池的构成条件【幻灯片】构成原电池的四个条件有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）作电极电极材料均插入电解质溶液中两极相连形成闭合回路自发发生的氧化还原反应是构成原电池的前提条件【幻灯片】我会判断 下列哪些装置可以形成原电池？【幻灯片】我会设计 请利用所给物品设计出符合反应Zn+Cu2+=Zn2+Cu的原电池 【幻灯片】我爱思考。从能量转化效率的角度考虑，以Cu-Zn-稀硫酸原电池为例，请分析我们今天学到的原电池将化学能转化为电能的效率【讲述】从能量转化效率的角度我们来分析一下今天学到的原电池。如铜锌稀硫酸