江苏省镇江丹阳市高中化学 第一章 化学反应与能量 第二节 燃烧热能源原电池的工作原理教学设计 苏教版选修4

江苏省镇江丹阳市高中化学第一章化学反应与能量第二节燃烧热能源原电池的工作原理教学设计苏教版选修4授课内容授课时数授课班级授课人数授课地点授课时间教材分析江苏省镇江丹阳市高中化学第一章化学反应与能量第二节燃烧热能源原电池的工作原理教学设计，苏教版选修4。本节课围绕燃烧热和原电池的工作原理展开，旨在帮助学生理解化学反应中的能量变化，掌握原电池的基本原理和构成，培养学生运用所学知识解决实际问题的能力。核心素养目标分析培养学生化学学科核心素养，包括科学探究、科学态度与责任、科学、技术与社会、科学、方法与思维等方面。通过本节课的学习，学生能够运用实验探究方法，理解燃烧热与能量转换的关系，培养严谨的科学态度；通过分析原电池工作原理，提升学生的科学思维能力和技术应用意识，增强社会责任感。教学难点与重点1.教学重点，

①掌握燃烧热的概念，理解燃烧过程中能量的变化和计算方法。

②理解原电池的构成原理，包括电极反应、电解质溶液的作用以及电池的电动势和电能的转换。

2.教学难点，

①分析燃烧热实验过程中，如何准确测量温度变化，理解温度对燃烧热的影响。

②理解原电池内部化学反应与外电路电流关系，建立电化学能转换为电能的模型。

③能够通过实验探究，解释原电池在工作过程中的电化学反应和能量变化，解决实际问题。教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：系统讲解燃烧热和原电池的基本概念和原理，帮助学生建立知识框架。

2.讨论法：引导学生围绕实验现象和结果进行讨论，培养分析和解决问题的能力。

3.实验法：通过燃烧热和原电池的实验操作，让学生亲身体验科学探究过程。

教学手段：

1.多媒体展示：利用PPT展示燃烧热和原电池的相关图片、动画，增强直观性。

2.实验演示：通过实验视频或现场演示，让学生直观了解实验步骤和现象。

3.互动软件：使用教学软件进行互动练习，巩固学生对知识的理解和应用。教学实施过程1.课前自主探索

教师活动：

发布预习任务：通过在线平台或班级微信群，发布预习资料（如PPT、视频、文档等），明确预习目标和要求。

设计预习问题：围绕“燃烧热与原电池原理”课题，设计一系列具有启发性和探究性的问题，如“如何通过实验测量燃烧热？”、“原电池中的化学反应是如何产生电能的？”等，引导学生自主思考。

监控预习进度：利用平台功能或学生反馈，监控学生的预习进度，确保预习效果。

学生活动：

自主阅读预习资料：按照预习要求，自主阅读预习资料，理解燃烧热和原电池的基本概念。

思考预习问题：针对预习问题，进行独立思考，记录自己的理解和疑问。

提交预习成果：将预习成果（如笔记、思维导图、问题等）提交至平台或老师处。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主思考，培养自主学习能力。

信息技术手段：利用在线平台、微信群等，实现预习资源的共享和监控。

作用与目的：

帮助学生提前了解燃烧热和原电池原理，为课堂学习做好准备。

培养学生的自主学习能力和独立思考能力。

2.课中强化技能

教师活动：

导入新课：通过展示真实的电池工作视频，引出“原电池的工作原理”课题，激发学生的学习兴趣。

讲解知识点：详细讲解原电池的构成、电极反应和电动势等知识点，结合实例帮助学生理解。

组织课堂活动：设计“原电池制作”实验，让学生动手组装原电池，观察实验现象。

解答疑问：针对学生在实验过程中产生的疑问，进行及时解答和指导。

学生活动：

听讲并思考：认真听讲，积极思考老师提出的问题。

参与课堂活动：积极参与“原电池制作”实验，体验原电池工作原理的应用。

提问与讨论：针对实验中的现象，勇敢提问并参与讨论。

教学方法/手段/资源：

讲授法：通过详细讲解，帮助学生理解原电池的原理。

实验活动法：通过实验操作，让学生在实践中掌握原电池的工作原理。

合作学习法：通过小组合作完成实验，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

作用与目的：

帮助学生深入理解原电池的工作原理，掌握实验操作技能。

通过实践活动，培养学生的动手能力和解决问题的能力。

通过合作学习，培养学生的团队合作意识和沟通能力。

3.课后拓展应用

教师活动：

布置作业：根据“燃烧热与原电池原理”课题，布置设计电池工作原理相关的问题解答，巩固学习效果。

提供拓展资源：提供与燃烧热和原电池原理相关的拓展资源（如科普文章、在线实验等），供学生进一步学习。

反馈作业情况：及时批改作业，给予学生反馈和指导。

学生活动：

完成作业：认真完成老师布置的作业，巩固学习效果。

拓展学习：利用老师提供的拓展资源，进行进一步的学习和思考。

反思总结：对自己的学习过程和成果进行反思和总结，提出改进建议。

教学方法/手段/资源：

自主学习法：引导学生自主完成作业和拓展学习。

反思总结法：引导学生对自己的学习过程和成果进行反思和总结。

作用与目的：

巩固学生在课堂上学到的燃烧热和原电池原理知识点和技能。

通过拓展学习，拓宽学生的知识视野和思维方式。

通过反思总结，帮助学生发现自己的不足并提出改进建议，促进自我提升。教学资源拓展1.拓展资源：

-燃烧热的历史背景和应用：介绍燃烧热的发现历程，以及燃烧热在工业、农业和日常生活中的应用，如锅炉效率的提高、火力发电等。

-原电池的类型和发展：介绍不同类型的原电池，如干电池、铅酸电池、燃料电池等，以及它们在现代社会中的应用，如电动汽车、可再生能源储存等。

-电化学与腐蚀：探讨电化学原理在金属腐蚀与防护中的应用，如阴极保护、电镀技术等。

-能源转换与可持续发展：分析化学能在能源转换中的作用，以及如何实现能源的可持续利用，如生物质能、氢能等。

-环境化学与污染控制：介绍化学在环境保护中的作用，如大气污染、水污染的治理技术。

2.拓展建议：

-阅读相关书籍：《化学与生活》、《化学原理与应用》、《能源与环境化学》等，了解化学在各个领域的应用。

-观看科普视频：通过观看科普频道或网络平台上的化学实验视频，如“化学反应的奇妙世界”、“能源的奥秘”等，增强对化学现象的理解。

-参与实践活动：参加学校的化学实验课程，亲自操作实验，感受化学实验的乐趣和科学探究的过程。

-参考在线课程：利用网络资源，如MOOC（大规模开放在线课程），学习化学相关的在线课程，拓宽知识面。

-参加学术讲座：参加学校或社区举办的化学讲座，聆听专家学者的讲解，了解化学领域的最新研究进展。

-参与科学竞赛：参加化学知识竞赛或实验技能竞赛，锻炼自己的科学思维和动手能力。

-实地考察：参观化工厂、发电厂等，了解化学在工业生产中的应用，以及能源转换和环境保护的实际措施。

-小组合作研究：与同学组成小组，选择一个与燃烧热或原电池相关的课题进行研究，如“新型电池的研发”、“可再生能源利用”等，提高团队协作能力和研究能力。

-撰写研究报告：将小组合作研究的成果整理成研究报告，提高自己的写作能力和科学表达能力。典型例题讲解例题1：计算1mol乙烷（C2H6）完全燃烧时放出的热量。

解答：乙烷燃烧的化学方程式为：

\[2C_2H_6(g)+7O_2(g)\rightarrow4CO_2(g)+6H_2O(l)\]

根据化学方程式，2mol乙烷燃烧放出的热量为1500kJ，因此1mol乙烷燃烧放出的热量为：

\[\frac{1500\text{kJ}}{2}=750\text{kJ}\]

例题2：已知某物质完全燃烧生成CO2和H2O，反应放热为-400kJ/mol。若该物质的摩尔质量为32g/mol，求该物质1g完全燃烧放出的热量。

解答：首先，计算1mol该物质完全燃烧放出的热量，已知为-400kJ/mol。然后，计算1g该物质的物质的量：

\[\text{物质的量}=\frac{\text{质量}}{\text{摩尔质量}}=\frac{1\text{g}}{32\text{g/mol}}=0.03125\text{mol}\]

因此，1g该物质完全燃烧放出的热量为：

\[0.03125\text{mol}\times(-400\text{kJ/mol})=-12.5\text{kJ}\]

例题3：已知石墨和金刚石的燃烧热分别为-393.5kJ/mol和-395.4kJ/mol，求石墨和金刚石的标准生成焓。

解答：石墨和金刚石的标准生成焓分别为：

\[\DeltaH_f^\circ(\text{石墨})=-393.5\text{kJ/mol}\]

\[\DeltaH_f^\circ(\text{金刚石})=-395.4\text{kJ/mol}\]

由于石墨和金刚石是碳的不同同素异形体，其标准生成焓为零。

例题4：某有机物在氧气中完全燃烧，生成CO2和H2O，已知生成1molCO2放出393.5kJ热量，生成1molH2O放出285.8kJ热量。若1mol该有机物完全燃烧放热为-2500kJ，求该有机物的分子式。

解答：设该有机物的分子式为C_xH_y，则燃烧方程式为：

\[C_xH_y+(x+\frac{y}{4})O_2\rightarrowxCO_2+\frac{y}{2}H_2O\]

放出的热量为：

\[x\times(-393.5\text{kJ/mol})+\frac{y}{2}\times(-285.8\text{kJ/mol})=-2500\text{kJ}\]

解此方程组，得到x和y的值，即可确定有机物的分子式。

例题5：计算在标准状态下，将1mol氧气转化为液态氧气的焓变。

解答：氧气转化为液态氧气的化学方程式为：

\[O_2(g)\rightarrowO_2(l)\]

根据热力学数据，氧气的汽化焓为-8.314kJ/mol，因此，将1mol氧气转化为液态氧气的焓变为：

\[\DeltaH=-8.314\text{kJ/mol}\]课堂小结，当堂检测课堂小结：

本节课我们学习了化学反应与能量，特别是燃烧热和原电池的工作原理。通过实验和理论讲解，我们了解了燃烧热的概念、计算方法以及原电池的构成和工作机制。以下是本节课的要点总结：

1.燃烧热：燃烧热是指在恒压下，1mol可燃物完全燃烧生成稳定氧化物时所放出的热量。我们学习了如何通过实验测量燃烧热，并了解了温度、压力等因素对燃烧热的影响。

2.原电池：原电池是将化学能转化为电能的装置。我们学习了原电池的构成，包括电极、电解质和盐桥，以及电极反应和电池电动势的计算。

3.能量转换：我们探讨了化学反应中的能量变化，包括吸热反应和放热反应，以及这些反应在实际应用中的意义。

当堂检测：

1.单选题：下列哪个反应属于放热反应？

A.