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

《化学反应为人类提供能量》教学设计一、教学目标1、知识与技能：（1）让学生体验化学能与电能相互转化的探究过程；（2）使学生进一步了解掌握原电池的工作原理和构成原电池的条件；会判断原电池的电极，会判断电子的流向，电流的流向。（3）能够写出简单的电极反应式和电池反应方程式。（4）理解形成稳定、持续电流的条件，会设计简单的原电池。2、过程与方法：（1）通过分组实验培养学生观察能力与分析思维能力。（2）通过实验探究原电池的构成条件引导学生以问题为中心的学习方法。学会发现问题、解决问题的方法。加深理解实践→认识→再实践→再认识的辨证唯物主义的思维方法。培养学生设计实验、讨论与交流等技能及科学研究方法。3、情感态度与价值观（1）通过实例分析激发学生的学习兴趣与投身科学追求真理的积极情感。（2）通过合作学习，培养合作技巧与意识；让学生感到化学与我们生活生产的密切联系；让学生体验科学探究的艰辛与喜悦，感悟科学研究对人类文明的推动作用。二、教学重难点：教学重点：原电池的构成及工作原理教学难点：原电池的构成及工作原理，电极反应，原电池电极名称的判定。三、教学手段：创设情景，以疑激思，揭示新知。采用实验讨论法并辅助以多媒体教学手段。从实验出发，通过实验引导学生讨论、类比分析，从而归纳出原电池的概念和组成条件，并通过多媒体课件帮助学生理解两极的氧化还原反应原理。四、教学过程：【引入】你已知道，物质发生化学反应的实质是旧化学键断裂、新化学键生成；当生成新化学键所释放的能量大于破坏旧化学键所吸收的能量时，化学反应会释放能量。【投影】对教材50页“交流·研讨”的分析和整理。【评述】即热饭盒的原理：1molMg(24.30g)和水混合产生的热量足可以把1L水从室温加热到100℃。焊接钢轨是铝与铁的氧化物反应时释放出大量的热，使生成的铁熔化成铁水。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，被人们所利用。【板书】化学反应为人类提供能源一、化学能与热能的转化【讨论】①在你的周围有哪些化学能转化成热能的实例？②为提高能量转化效率和热能利用率提供建设性的意见。③预测将化学能转化为热能的应用前景。【点评】让学生充分发挥想象，鼓励合理的方案。【过渡】化学能不仅可以转变成热能，人们还可以通过氧化还原反应将化学能转化成电能。电池就是利用化学反应产生电能的装置。【展示】展示学生收集的废旧电池。【讲述】我们可以通过原电池的工作原理来认识化学能是如何转化成电能的。【活动探究】通过对实验现象的观察和分析初步了解原电池的工作原理。【演示实验】实验装置ZnCuZnCu稀硫酸Zn稀硫酸Cu稀硫酸GZnCu稀硫酸②③实验现象实验装置④实验现象【学生活动】观察实验现象【学生回答】实验现象【小结】教师根据实验四的现象和装置来引导总结，让学生理解原电池的概念和原电池的构造。【板书】二、化学能与电能间的转化1.原电池的概念：【过度】为什么实验四铜片上产生气泡，为什么实验四有电流产生，而其他实验没有产生电流？提示学生根据实验现象和实验装置的区别进行小组讨论并展示点评，抓住现象—解释现象—归纳总结这条思路。教师展示讨论、展示、点评的要求和目标。【学生讨论】学生激烈讨论，讨论的焦点问题有：1、根据上述实验4的现象，写出所发生的氧化还原反应的离子方程式，同时分析写出锌片和铜片上发生的离子方程式；并从氧化还原的角度思考分别发生了什么反应，分析电流、电子、阴阳离子流动的方向？2、分析上述实验①、②、③没有产生电流形成原电池的原因，从而归纳原电池的构成条件。【媒体演示】动画展示原电池的工作原理。【引导学生分析】在实验中，当把铜片和锌片同时浸入稀硫酸时，由于金属锌比金属铜活泼，锌原子容易失去电子被氧化成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+从铜片获得电子而被还原成氢原子，氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。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。根据锌、铜、稀硫酸原电池的现象和原理总结原电池正负极的判断方法：依据电极电极材料反应类型外电路的电流方向外电路的电子流向内电路的离子流向反应现象负极正极【讲述】在原电池中电子流出的一极是负极（如锌片），电极被氧化，发生氧化反应；电子流入的一极是正极（如铜片），H+在正极上被还原。在铜锌原电池中，负极自身被氧化，而正极作为载体，溶液中的离子在正极上发生还原反应。【小结】总结归纳原电池的工作原理和原电池的构成条件、原电池正负的判断。【板书】2.原电池的工作原理3.原电池的两极及反应式负极：锌片：Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)正极：铜片：2H++2e-=H2↑(还原反应)4.原电池的构成条件5.原电池的电极的判断【过度】在理解原电池工作原理，掌握了原电池的构成条件、电极的判断的基础上，那我们能否去设计原电池呢？【板书】6.原电池的设计【学生练习】学生先独立思考练习，再进行小组讨论【知识升华】设计原电池利用Cu＋2FeCl32FeCl2＋CuCl2的氧化还原反应设计原电池。画出装置图，指明正负极材料，电解质溶液，写出正负极反应。注明氧化反应还是还原反应？【教师点评并归纳】教师引导学生点评学生展示内容（用投影仪投影学生展示的知识升华），强调点拨学生的易错点、易混点，从而引出原电池设计思路。【讲述】原电池装置中气体未从锌片上直接放出，也说明了，原电池的反应比一般的化学反应速率快。【板书】7、原电池原理的常见应用：【学生讨论】原电池的原理有哪些常见应用【点拨、归纳】原电池原理的常见应用：形成原电池可以加快反应的速率，据实际生活中的现象如潮湿的铁生锈快；利用原电池可以判断金属活动顺序；保护金属。【引导】利用上述原理可制成多种电池，电池的种类有哪些？【观察、交流】观察所收集的电池的外观，初步分析电池的类型、用途，交流结果。【媒体投影】展示日常生活中常见的电池。【教师引导】让学生了解电池的分类，了解电池对人类的贡献，然后展示并讲述电池造成的危害—可称为“污染的小炸弹”。然后教育学生去查有关电池的资料具体了解电池的功与过，写一篇作文或报道，对学生进行环境教育，增强学生的环保意识。【课堂小结】【板书设计】化学反应为人类提供能源一、化学能与热能的转化二、化学能与电能间的转化1.原电池的概念：2.原电池的工作原理3.原电池的两极及反应式负极：锌片：Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)正极：铜片：2H++2e-=H2↑(还原反应)4.原电池的构成条件5.原电池的电极的判断6.原电池的设计7、原电池原理的常见应用【学生巩固练习】1、下列各组的电极材料和电解液，不能组成原电池的是()A．铜片、石墨棒，稀硫酸B．铜片、石墨棒，硝酸银溶液C．锌片、铜片，稀盐酸D．铜片、银片，FeCl3溶液2、下图是某同学做完Zn—Cu原电池实验后所做的读书卡片记录,其中描述合理的组合是（）实验后的记录:①Zn为正极,Cu为负极②H+向负极移动③电子流动方向Zn→Cu④Cu极上有H2产生⑤若有1mol电子流过导线,则产生H2为0.5mol⑥正极的电极反应式为:Zn—2e-→Zn2＋A.①②③B.②③④C.③④⑤D.④⑤⑥3、如图所示,两电极一为碳棒,一为铁片,若电流表的指针发生偏转,且a极上有大量气泡生成,则以下叙述正确的是（）A.a为负极,是铁片,烧杯中的溶液为稀硫酸B.b为负极,是铁片,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液C.a为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为稀硫酸D.b为正极,是碳棒,烧杯中的溶液为硫酸铜溶液4、下列关于实验现象的描述不正确的是()A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B．用导线连接锌片、铜片，一起浸在硫酸铜溶液中，铜片表面析出单质铜C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快5、有A、B、C、D四块金属片，进行如下实验：①A、B用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，A为负极；②C、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，电流由D―→导线―→C；③A、C相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，C极产生大量气泡；④B、D用导线相连后，同时浸入稀硫酸溶液中，D极发生氧化反应。据此，判断四种金属的活动性顺序是()A．A>B>C>DB．A>C>D>BC．C>A>B>DD．B>D>C>A【作业】《化学反应为人类提供能量》学情分析学生在必修一中学习了氧化还原反应、电解质的基础等知识，在初中物理中也学习了电学最基础的知识，在前面一节已经学习了《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，在知识层次上达到了可以学习电化学的基础，在知识的理解掌握上应该较容易掌握。高一学生正处在求知欲强、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，但是学生们已经具备了一定的实验探究能力以及合作交流的能力，因此，教学中要充分利用实验、媒体技术等手段激发学生的学习兴趣，通过实验活动对原电池原理形成完整认识，提高学生分析、解决问题的能力和创新思维能力，使抽象内容形象化，增加内容的可理解性。《化学反应为人类提供能量》教学效果分析本节课的教学取得了良好的效果。原电池的化学原理，属于化学理论课，采用“实验探究”的模式，充分调动学生积极性，让学生在活动探究中去体验获得知识的过程。以生活中常见的电池引入课题，让学生们了解化学就在我们身边，我能够用学到的知识解决问题，从而激发学生兴趣。大部分的学生对生活中经常接触的各种电池有较大的兴趣，从熟悉的事物入手使得学生们印象深刻，知道了化学能可以转化为电能，并能正确理解原电池的工作原理以及电极反应等重难点内容，除获取知识、提高技能外，学生还学会了科学的学习方法，形成实事求是、尊重科学的态度增强了自信心并学会处理与同伴的交流合作关系。探究学习与传统的教法相比，耗时较长，投入的各项精力比较多，教师可以让学生课下多去了解探究身边原电池原理的存在，再让学生自己动手探究更多的实验，观察现象再用老师所讲解的原理来解释实验现象，老师再从能量转换的角度引进了原电池的概念，最后用多媒体展示实验形成原电池的微观过程，让学生从本质上宏观的视角上理解了原电池的原理，这整个过程就是一个完整的知识的建构过程，让学生一步一步从低层次到高层次的理解掌握知识。通过本节课的教学还发现有些学生的自学能力不够，课前预习不是很充分，探究实验是往往造成盲目和无序，今后还要教会学生适当的课前预习和足够的基础知识储备以及掌握基本的操作技能。另外要进一步解决探究问题中展示与点评的关系并应及时对学生的展示、点评给予适当的评价、鼓励和知识上的补充。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。《化学反应为人类提供能量》教材分析本节是电化学的基础知识，也是本章的重点内容。融合了氧化还原反应、能量的转换、原电池原理的应用、电解质溶液、金属的活泼性以及物理中的电学等知识等，综合性较强。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。

本节教材设置了大量的探究教学素材，富有深刻的探究教学思想内涵。首先，新课引入的两个演示实验为探究教学创设了问题情景，当学生观察到“铜片上产生气泡”这一反常的实验现象，就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设；紧接着，通过演示实验为学生提供“实证性”材料，学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，得出相关结论；当学生理解原电池的原理后，教材又设置了一个讨论题，让学生自己归纳“组成原电池的条件”。同时，课本后面的“家庭小实验——水果电池”，习题中的“用铜、银和硝酸溶液设计一个原电池”都是本课时探究教学内容的应用和延伸。学好本节内容有助于学生形成一个将氧化还原反应、能量转换、元素化合物知识、电解质溶液，金属腐蚀和防护、电解原理和有关计算等知识联系起来的知识网络；对培养学生从实践到理论，又从理论到实践的认知规律的提高有很大的作用;原电池在实际生活、工农业生产、科学研究中应用十分广泛，具有比较重要的理论意义和现实意义。《化学反应为人类提供能量》评测练习1、下列关于能量转化的认识不正确的是（）A、绿色植物的光合作用是将光能转变为化学能B、煤燃烧时化学能转变成热能和光能C、原电池工作时，化学能转变为电能D、白炽灯工作时，电能全部转变成光能2、下列装置能构成原电池的是（）3.关于原电池的叙述中正确的是（）A．构成原电池的电极是两种不同的金属B．原电池是将化学能转化为电能的装置C．原电池负极发生的电极反应是还原反应D．原电池的正极是还原剂，总是溶液中的阳离子在此被还原4、下列叙述是某同学做完铜锌原电池实验后得出的结论和认识，正确的是（）A、构成原电池正极和负极的材料必须是两种金属B、由铜锌作为电极与硫酸铜溶液组成原电池，铜是负极C、电子通过硫酸溶液由锌流向铜，通过硫酸溶液时被氢离子得到生成氢气D、铜锌原电池工作时，若有13g锌被溶解，电路中就有0.4mol电子通过5、如图所示，如果电流计偏转，且a变粗，b变细。符合这一情况的是（）ababGB、a是铁，b是银，溶液是硝酸银C、a是银，b是铁，溶液是硝酸银D、a是铁，b是碳，溶液是氯化铜6．下列关于实验现象的描述不正确的是（）A.铜锌组成原电池中电子是从锌经过导线流向铜B.把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡C.把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片表面出现一层铁D.把锌片放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快7、下面是四个化学反应，你认为理论上不可用于设计原电池的是（）

A．2Al+2NaOH+2H2O=2NaAlO2+3H2↑

B．2H2+O2=2H2O

C．Mg3N2+6H2O=3Mg(OH)2+2NH3↑

D．CH4+2O2=CO2+2H2O8、某原电池总反应离子方程式为2Fe3++Fe=3Fe2+能实现该反应的原电池是（）A.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为FeCl3溶液B.正极为铜，负极为铁，电解质溶液为Fe(NO3)2溶液C.正极为铁，负极为锌，电解质溶液为Fe2(SO4)3D.正极为银，负极为铁，电解质溶液为CuSO49、实验室中用锌粒和1mol/L硫酸反应制取氢气，欲加快反应速率，不可以采取的措施是（）A、用锌粉和1mol/L硫酸反应B、含铜、铅等杂质的粗锌和1mol/L硫酸反应C、CuCl2溶液D、锌和3mol/L的稀硝酸反应10、把a、b、c、d四块金属放入稀硫酸中，用导线两两相连。a、b相连时，a为负极；c、d相连时，d极上产生大量的气泡；a、c相连时，c极上发生还原反应；b、d相连时，电子由d经导线流向b。则这四种金属的活泼性由强到弱的顺序为（）A、a>b>c>dB、a>c>d>bC、c>a>b>dD、b>d>c>a11、试根据反应Cu+2Ag+===2Ag+Cu2+设计一个原电池，请画出原电池的装置图，标出正负极、电极材料、电解质溶液，并写出电极反应式。正极：__________________________；负极：__________________________。《化学反应为人类提供能量》课后反思原电池是把电能转化为化学能的一种装置，本节课是在必修1中学习过的内容的拓展和延伸，也是化学与能源相联系的很关键的内容，在高考中占有重要位置。本节的整体学习过程主要都是以学生为主体的实验探究式新课。在教学中，让实验成为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开展探究活动的积极手段，并在其过程中培养他们基本技能，激发他们的探究热情，激活学生的学习内驱力。从教学过程来看，重在探究与实践。在实验探究中，激发学生学习兴趣获得知识，启迪学生思维、培养科学精神和创新能力，为学生的进一步发展创造一个新的局面。在实践中学会交流与合作，并意识到合作是学习的有效途径，培养集体意识，很好实现化学教学的情感目标。从教学效果来看，通过学生的大胆猜想和有目的的实验探索，学生对知识点的掌握是相当不错的，原电池的原理及形成条件，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。同时，通过“实践→认识→再实践→再认识”的亲身体验的学习过程，加深了对知识的理解。更重要的是，也让学生充分展示自己的机会，使课堂围绕学生为中心的教学活动，真正体现学生的主体地位，大大激发学习积极性。在利用课堂内学习探究与课堂外调查相互结合的方式，让学生在对原电池的技术产品——各种化学电源的原理、应用有较为理性的认识，能够真正地将所学的知识与实际应用紧密联系起来，实现三维目标的真正统一。《化学反应为人类提供能量》课标分析新课程标准从两个方面论述了化学课程学习的重要性：一是强调课程学习对学生适应未来社会发展的价值，有助于学生理解化学对社会发展的影响，使他们能从化学的视角去认识科学、技术、社会和生活方面的有关问题，了解化学化学