山东省枣庄三中高二化学《化学能转化为电能》教案.doc

化学反应原理第1章 第3节 化学能转化为电能 第一课时教材分析：化学反应原理第一章主要研究化学反应与能量转化，第1节着重研究了化学反应与热能的关系，而第2、3节电化学基础着重研究化学反应与电能的关系。电化学知识是在必修1“氧化还原”、必修2“化学反应的应用”等知识的进一步拓宽和加深，是“氧化还原”、“化学反应与能量”的学习的延续。原电池作为电化学的基础，应用十分广泛。利用其原理可制成多种电池，在工农业生产，以及日常生活等方面都有广泛的用途。另一个重要意义是从本质上认识金属的腐蚀，找到金属防护的方法，通过实验培养学生的动手能力、实验技能和应用所学知识解决实际问题的能力。设计思路：教师创设实验情景，学生通过思考质疑，沿着化学反应中能量变化的思路，设计、动手实验探讨原电池原理。具体过程：.让学生收集尽可能多的、易得的材料和物品，并分组设计实验方案，分组尝试，探索怎样能产生电流，要产生电流，实现化学能转化为电能，需什么条件，对这些条件的归纳分析，形成了对原电池反应原理的认识。2.根据实验现象怎样确定正、负极？铜片和锌片表面发生哪些反应？3.构成原电池需要哪些条件？学生能强烈地体会到一种成就感，学习带给他们的喜悦油然而生，实现教学目的。一、教学目标：1知识与技能： 进一步了解原电池的工作原理，能够写出原电池的电极反应和原电池反应方程式。过程与方法： 2通过原电池原理的探究活动，培养学生的推理和分析问题的能力以及能用氧化还原反应原理解决问题的能力。3 情感、态度与价值观： 通过一些实验和科学探究活动，使学生增强探索化学反应原理的兴趣，树立学习和研究化学的志向。教学重点：电解的原理教学难点：阴极和阳极以及电板反应的概念，正确书写电极反应式。二、教学重点：原电池的工作原理。三、教学难点：原电池的形成条件及电极反应；电子流向和电流方向。四、教学过程：环节教师活动学生活动设计意图情景引入【展示】学生收集的各种电池纽扣电池、柱状电池、手机、电动自行车电池、汽车电池。【设问】电池在充电和使用时存在怎样的能量转变？（举例）。【观察】各种化学电源【学生回答】充电时电能转化为化学能，使用时化学能转化为电能从学生熟悉的电池，直接引入主题，使问题突出，调动学生积极性。交流研讨【提出问题】如何实现将化学能转化电能这一变化【指导实验探究活动，组织学生分小组进行讨论与交流】1 将锌粉加入cuso4 溶液中有什么物质生成？有没有能量变化？怎样判断有能量变化？引导学生设计探究方案】2.锌与cuso4 溶液的反应是放热的，能否设计实验将该反应所释放的能量转化为电能？3根据带电微粒的定向移动就会产生电流，我们可否设计一个实验，证明有电流产生？【分组实验】1. 向试管中倒入5mlcuso4 溶液，测量温度，加入少许锌粉后观察现象并测量温度。2. 【讨论与交流】分小组讨论并交流设计方案；并确定方案进行实验3. 在锌和铜板中间连接一个电流计，通过观察指针是否偏转来判断是否有电流产生探究活动的目的：研究化学能与热能的相互转化；通过有组织的实验探究活动“温故而知新”-进一步感受化学反应中的物质变化和能量变化联系原有知识，继续探求新知识讲解交流研讨【引导分析】锌失电子，锌离子、电子移动方向如何？，溶液中离子移动方向？锌板、铜板上各发生什么反应？正负极如何确定？【探究活动延伸】形成原电池都需要哪些条件？（学生按下图装置完成实验）【演示实验】在烧杯中盛有稀h2so4溶液，放入cu丝，ag丝用导线联结后，观察电流计指针位置有无变化【变换实验】改变两极材料【学生回答】锌板失电子而溶解，电子由锌板流向铜板，锌离子进入溶液，铜离子在铜板上得电子，电子流出的锌板为负极，铜为正极；阳离子向正极移动，阴离子向负极移动。【观察并思考】通过讨论得出初步结论：实现将化学能转化为电能所需的条件为氧化还原反应、容器、导线、用电器等【学生分组实验】用以下三种组合方式：a fecub znfec znc用导线分别夹住每一组合中的两种材料，同时插入稀硫酸中，观察电流计的指针偏转变化引导学生探究出化学能转化为电能原理通过实验探究出原电池的形成条件概括整合【组织讨论】原电池的形成条件1原电池的形成条件2原电池工作时在两极上发生的反应及正负电极的判断【思考总结】1.原电池的形成条件（1） 氧化还原反应（2） 两种活泼性不同的金属或导体（3） 电解质溶液形成闭合回路 2.电子流入的极、电流流出的极、发生还原反应的为正极；电子流出的极、电流流入的极、发生氧化反应的为正极；培养比较与归纳的思维能力明确原电池的工作原理，能判断电池的正负极材料及书写简单的电极反应式巩固提高【实验 观察 思考】学生按图1组装实验并思考：1 盐桥插入之前，检流计指针是否发生偏转？2 盐桥插入之后，是否有电流产生？3 写成两极反应式4 与图2的原电池相比该电池具有什么特点？图1图2学生分组协作进行实验，结合现象回答问题负极： zn2e-zn2+ 正极： cu2+ + 2e-cu总反应： zn + cu2+zn2+ + cu盐桥电池能避免锌与铜离子接触，减少化学能转化为热能，使化学能更多转化为电能盐桥的作用： 使整个装置构成闭合回路。 平衡电荷。巩固知识，培养学生思考，创新能力。总结板书【板书】一、概念【板书】原电池1原电池把化学能转变成电能的装置2铜锌原电池两极反应式3电子流与电流的运动方向电子流：负极（zn）上正极（cu）电流：正极（经导线）负极（经溶液）正极4原电池的形成条件课堂练习1、下列关于原电池的叙述正确的是（ ）a.原电池是将电能转化为化学能的装置b.原电池中发生的反应不一定是氧化还原反应c.构成原电池的两个电极必须是两种不同的金属d.在原电池中，由于电子定向移动或离子定向移动，形成闭合回路，从而产生电流2、下列有关原电池工作原理的说法中，不正确的是 ( ) a电池负极发生氧化反应 b. 电池正极发生还原反应 c. 电子流向是从负极流向正极(外电路) d电流方向是从负极流向正极(外电路)思考、回答引导学生掌握做题规范性，加深对知识的理解作用。作业 原电池工作原理同步练习题一、选择题1、下列各图所示装置属于原电池的是（ ）2、右图为番茄电池，下列说法正确的是( )a一段时间后，锌片质量会变小 b铜电极附近会出现蓝色c电子由铜通过导线流向锌 d锌电极是该电池的正极3、对于锌一铜一稀硫酸组成的原电池装置中，当导线中有1 mol电子通过时，理论上的两极变化是( ) 锌片溶解了32.5 g锌片增重32.5 g铜片上析出l g h2 铜片上析出1 mol h2 a和 b和 c和 d和4、x、y、z三种金属，x、y组成原电池，x是负极；把y放在z的硝酸银溶液中，y表面有z析出。其活泼顺序是（ ）a. xyz b. zyxc. xzy d. yxz7、一个原电池的总反应式为fe+cu2+=fe2+cu，该原电池的组成可能为（ ）。5、下列变化中属于原电池反应的是（） a白铁(镀zn铁)表面有划损时，不能阻止铁被氧化 b在空气中金属铝表面迅速被氧化形成保护膜 c红热的铁丝与水接触表面形成蓝色保护层 d在铁与稀h2so4反应时，加几滴cuso4溶液，可加快h2的产生二、填空题6、原电池反应通常是放热反应，在理论上可设计成原电池的化学反应是 理由是 。ac（s）+h2o（g）=co（g）+h2（g） ho bc（s）+ co2（g）= 2co（g） hoccac2（s）+2h2o （g）=ca（oh）2（l）+c2h2（g） hodch4（g）+2o2（g）=co2（g）+2h2o（l） ho10、依据氧化还原反应：2ag+(aq) + cu(s) = cu2+(aq) + 2ag(s)设计的原电池如下图所示。请回答下列问题：（1）电极x的材料是_；电解质溶液y是_；（2）银电极为电池的_极，发生的电极反应为_；x电极上发生的电极反应为_；（3）外电路中的电子是从_电极流向_电极。三、简答题7、某化学兴趣小组为了探索铝电极在原电池中的作用，设计并进行了以下一系列实验，实验结果记录如下。试根据下表中的实验现象回答下列问题： （1）实验1、2中al所做的电极是否相同？（2）写出实验3中的电极反应和电池反应。（3）实验4中al做正极还是负极？为什么？写出al电极的电极反应。（4）解释实验5中电流计指针偏向al的原因。（5）根据实验结果总结：在原电池中金属铝做正极还是做负极，受到哪些因素的影响？