化学必修2化学能转化为电能精品.doc

教学设计陆晓丹化学必修2 专题2 化学反应与能量转化 第三单元 化学能与电能的转化第一课时 化学能转化为电能江苏省锡山高级中学 陆晓丹【教材分析】1. 本节教材的地位和作用电池在现代已经进入各个领域，发挥着不同的作用。引导学生探究电池的工作原理和形成基本条件，对学生更合理的使用电池有帮助，同时可以通过一系列学生喜爱的实验，锻炼他们的实验能力、动手操作能力和观察分析能力。此外，学生对某些电池带来的环境污染也是比较关注的，这就涉及到社会问题的参与，引领学生养成社会主人翁精神。2. 本节教材的特点本节教材在电化学的邻域上，是一个基础的开端，以了解基本知识和相关概念为主，加上本教材与学生的生活实际有着极大的联系，应用性很强，教材与科技生产、生活应用的相关性，决定了学生学习兴趣的浓厚，有助于激起学生进一步探究和学习相关知识的兴趣，为今后的学习打下基础，有志于进入这一领域进行开发研究。本节教材也紧密联系了氧化还原反应的相关知识，在知识系统上形成了一个无缝链接，既让学生更好地应用氧化还原反应的知识，又使学生能更好地理解电化学的本质。电化学相当于是氧化还原反应的一个应用。【学况分析】在化学必修1中学生已经学习并具备了氧化还原反应的初步知识，从物理学科的有关学习上也对电流的产生有了了解，再加上前阶段刚学习了化学反应中能量的相互转化，已经知道了化学能可以转化为电能这个理论知识，本节课上的有关实验正好把这个理论知识转化为实际应用，学生的理解和接受就形成了更好的转化，对知识的认识也有了较好的巩固与发展。从学习化学开始到目前为止，学生已经具备了一定的实验能力，对本节课的有关实验可以顺利的完成，并观察和分析有关的实验现象。【教学目标】1 知识与技能（1）通过前阶段的学习，学生已经认识到化学能可以转化为电能，本节课通过实验实现这个转变，加深认识。（2）通过反应物之间电子转移的探究，初步认识原电池反应的本质是氧化还原反应。（3）探究原电池的构成条件，会判断给出装置能否构成原电池，并能说出原电池的正、负极，会写简单的电解反应。（4）能利用生活中的常见物品制作简易原电池。 2 过程与方法（1）经历对化学能与电能转化的实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高探究能力，培养实事求是的科学态度和合作精神。（2）通过对原电池形成条件进行探究的过程，进一步理解科学探究的意义，了解科学探究的一般过程，提高科学探究能力。3 情感态度与价值观联系生活实际，学生能感到化学就在身边，再结合实验的成功可以提高学生学习化学的兴趣；伏打电池发明的事例，可激发学生学习和发明创造的欲望，乐于探究事物之间的奥秘；体验科学探究的艰辛和喜悦，形成更合理的科学探究与科学思维方法。 【教学重点】初步认识原电池的概念、反应原理及形成条件【教学难点】通过电池实验的探究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以及原电池形成的条件【教学方法】实验探究法，引导观察法，练习巩固法【设计思路】原电池其实就是一种“电池”，生活中学生对电池还是比较熟悉的。在物理学习上，学生也获得了不少有关电池的基本知识，如电子流向，电池两极名称，等。这些，同样适用在原电池的学习上。因此，对原电池有关概念的引入，可以结合物理知识进行。我的设计流程如下：归纳小结原电池形成条件结合对比判断，个别实验论证能否形成原电池以能量转变实例引入对比典型原电池模型，讨论给出的几组模型图能否形成原电池实验论证：化学能转化为电能课堂总结，布置作业原电池概念的引入，归纳反应原理和本质结合物理和氧化还原反应基本知识，引导分析、讨论产生现象的原因和本质练习应用，知识巩固【教学过程】教师活动学生活动教学意图【投影】请大家说出下列化学变化中的能量转化形式：（1）绿色植物的光合作用 （2）白炽灯的使用（3）火力发电 （4）电解饱和食盐水思考，回答。联系学过的知识：化学变化中能量转化形式的多样性，为课题的引入做准备。【引入】有没有化学反应或手段，能实现化学能转化为电能呢？思考，回答。引入课题。【指导阅读】课本P38 第一段阅读。认识化学能和电能之间的相互转化。【引导】本节课的重点：化学能如何转化为电能？倾听。点明课堂任务，引起学生关注。【实验论证】实验序号实验内容（1）Zn片插入稀硫酸Cu片插入稀硫酸（2）Zn片Cu片同时插入稀硫酸（3）导线连接（2）中的Zn和Cu片（4）在（3）中导线中间连接灵敏电流计仔细观察现象，做好学案上相应表格的记录，推敲实验相关结论或质疑，写出相关离子方程式。以实验引起学生兴趣的同时，学生更加关注产生现象的原因，利于学生根据现象去分析和思考。【引导】可见，将锌片和铜片插入稀硫酸中并用导线连接两金属片，能实现化学能转化为电能。铜片表面的气体是什么气体？怎么检验？该气体在铜片上产生的反应如何写？倾听，思考，积极回答。知识联系：氢气的检验。【板书】铜片上：2H+2eH2 还原反应【引导】稀硫酸电离出的H+在铜片上得电子，被还原为H2 理解，学案记录。结合氧化还原反应，从元素价态变化，分析反应类型。初探原电池反应本质。【思考】Cu片表面的电子是怎么来的？由谁失去电子提供出来呢？（Zn？Cu？）思考，回答。（Zn）联系金属活泼性，比较、获得结论。【板书】锌片上：Zn2eZn2 氧化反应【引导】较活泼金属锌失去电子被氧化为锌离子进入溶液。理解，学案记录。结合氧化还原反应，从元素价态变化，分析反应类型。初探原电池反应本质。【思考】锌失去的电子如何跑到铜片表面？ 思考，回答。引导学生分析电子转移途径。【引导】的确是通过导线来转移电子。导线中存在电子的定向移动，形成电流，导致电流表指针偏转。倾听，回忆，理解。结合物理中学过的有关概念，体现知识的相关性。【联系】这样看来，“Zn-Cu-稀硫酸”就像一个干电池一样可以提供电能。电池有正、负极之分，怎样规定电池中的正、负极？思考，回答，学案记录。联系物理知识，获得结论。【引导】结合物理知识，给Zn和Cu确定正、负极。思考，回答。物理知识应用于化学。【板书汇总】 负极：电子流出，失电子，被氧化 Zn：Zn2eZn2化合价升高，是还原剂 氧化反应正极：电子流入，得电子，被还原 Cu：2H+2eH2 化合价降低，是氧化剂 还原反应理解，倾听，学案相关记录。原电池原理的总结，从现象到本质的分析。【引导】像这种将化学能转变为电能的装置，称为“原电池”。倾听，记录。通过与物理上电池的比较，引入概念。【板书】一. 原电池1. 概念：将化学能转化为电能的装置。理解，学案记录。【介绍】伏打电池。倾听。感受科学发展历史，激发学生立志于科研探究发明。【板书】2. 反应原理：（即为“板书汇总”）总反应：Zn2H+Zn2+H2 倾听，理解，学案记录。原电池原理讲述，以板书形式展现，利于理解和接受。【思考】通过上述分析，原电池的本质是什么？思考，分析，讨论，回答。从原理的详细分析引导学生找出本质。（现象本质）【板书】3. 原电池本质：电子的转移，即氧化还原反应。倾听，理解，学案记录。经过分析，揭示原电池反应本质。【引导】从现象上看，形成原电池后，总反应与原来的Zn和稀硫酸反应一样，但是反应速率加快了。【板书】注意：形成原电池，可以加速反应速率。倾听，学案记录。原电池的有关应用。【思考】比较“Zn-Cu-稀硫酸”原电池模型，请大家思考，以下给出模型能否形成原电池，产生电流？ 【学生实验】用桌上实验器材简单实验，论证你们的猜测。讨论，思考，交流；合作实验，观察现象，获得结论。调动学生兴趣，给出相关仪器和药品，学生自己动手，证实自己的结论正确与否；通过分析和交流，以及合作实验，学生的动手能力和合作能力以及分析解决问题的能力得到锻炼，体会合作精神。【引导】由此，你们得到“形成原电池的条件”有哪些呢？交流，讨论，分组回答。通过典型模型对比，根据实验和结论，交流得到结论。【板书小结】4. 形成原电池的条件：（1） 两种活动性不同的金属（或其中一种为石墨）作电极：一般较活泼金属做负极（“高、失、氧”），不活泼金属或石墨做正极（“低、得、还”）（2） 正负极均插入电解质溶液（3） 形成闭合回路（4） 自发氧化还原反应小结，倾听，学案相关记录，理解。结论交流、汇总。【练习巩固】（见学案相关练习。）思考，练习，回答，理解。及时巩固练习，及时反馈和分析，提高课堂效率。 【课堂总结】通过原电池的学习，我们更好地理解了化学能转化为电能的过程，从电子转移角度来分析，就是氧化还原反应的发生。负极发生氧化反应，失去电子；正极发生还原反应，得到电子。从典型模型去理解原电池的形成条件，判断电极，会写出简单的电极反应和总反应。倾听，理解，形成系统。课堂总结，强调重点，加强巩固。【作业布置】学案练习完成（余略）。课后练习，知识获得应用和巩固。【设计感想】在新课程的引导下，本节教材在必修阶段只是作为一个基础性知识，难度要求降低，只要求学生了解化学能与电能可以相互转化，知道这种转化的实际应用。认识原电池反应实质上是氧化还原反应，原电池反应实现了化学能向电能的转化。对构成原电池的条件并没有作过多的分析与探讨，这些留待选修知识中去解决和完善。课上应该要求学生重视实验，注重实践。关于钢铁的吸氧腐蚀，在练习中给出分析和解决，重在原理的认识，学生能知道钢铁电化学腐蚀的快速与危害，知道相关的防腐知识，与化学必修1中的有关知识钢铁的腐蚀联系起来。专题2 第三单元 化学能与电能的相互转换（学案） 31 化学能转化为电能 通过化学电源，可实现_能向_能的转化；通过电解、电镀，可实现_能向_能的转化。【实验探究】课本必修2 P38 “活动与探究”实验序号实验内容实验现象实验结论或质疑有关离子方程式（1）Zn片插入稀硫酸Cu片插入稀硫酸（2）Zn片Cu片同时插入稀硫酸（3）导线连接（2）中的Zn和Cu片（4）在（3）中导线中间连接灵敏电流计在（3）中导线间连接一小灯泡，估计现象_，实现了_能_能_能的转化 【知识引入】一. 原电池1. 概念：2. 反应原理：电子流_，即_电子， 化合价_，被_ 知识联系 电极反应_极 Zn：_， 发生_反应电子流_，即_电子， 化合价_，被_ _极 Cu：_， 发生_反应总反应离子方程式：_【知识联系】干电池是最常见的电池，有正、负极之分。规定：电子流出的一极为_极， 电子流入的一极为_极。电流方向与电子的运动方向_。因此，我们可以对比这种规定，给实验中的Zn和Cu来确定正负极。3. 原电池的本质：_4. 原电池的形成条件：【课堂练习】1. 一女士镶牙，先镶了一颗金牙，后来由于某种原因，又镶了一颗不锈钢的，结果经常牙疼。你估计是什么原因呢？2. 判断下列装置能否形成原电池，若能，判断正负极，写出对应的电极反应和总反应离子方程式。（1） （2） （3） （4） （5） （6） （7） 3. 下列装置能形成原电池吗？若能，请结合课本P39“交流与讨论”铁的电化学腐蚀，分析电极反应和有关溶液中的反应。4. 金属A不纯，混有金属C，发生锈蚀时，A先腐蚀；A与金属B组成原电池时，A为电池的正极。A、B、C三种金属的活动性顺序由大到小为_。5. 下列各变化属于原电池反应的是（ ）A. 在空气中金属铝表面迅速形成保护层 B. 白铁（镀锌）表面有破损时，也能阻止铁被氧化C. 红热铁丝与水接触表面形成黑色保护层 D. 铁与稀硫酸反应时，加入少量CuSO4溶液可使反应加速6. 电子计算器所用的纽扣式电池为银锌电池，电极分别为Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn+2OH2e=Zn(OH)2，Ag2O+H2O+2e=2Ag+2OH。下列叙述正确的是（ ）A. 电流由锌经导线流向Ag2O B. Z