教學(xué)設(shè)計《化學(xué)能與電能》劉美璇（海門中學(xué)）

汕頭市潮陽區(qū)海門中學(xué)教學(xué)設(shè)計教師劉美璇電Q1927560247@課題高中化學(xué)必修模塊：必修2（人民教育出版社）《化學(xué)能與電能》第一課時教學(xué)目標知識與能力①初步認識原電池概念、反應(yīng)原理及構(gòu)成；②能舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用。過程與方法①分析火力發(fā)電的原理及利弊，建立“將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能”的新思路，通過對氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)的分析，提出實現(xiàn)新思路的各種推測和猜想等，培養(yǎng)創(chuàng)新思維能力；②通過思考與交流，讓學(xué)生學(xué)會聯(lián)系自己已掌握的知識通過比較歸納認識事物的本質(zhì)特征。情感態(tài)度與價值觀①培養(yǎng)學(xué)生主動參與和合作意識；②經(jīng)歷探究過程，勇于探索問題的本質(zhì)特征，體驗科學(xué)過程。教學(xué)背景分析學(xué)習(xí)內(nèi)容分析本節(jié)課是人教版化學(xué)必修2第二章第二節(jié)的教學(xué)內(nèi)容，是電化學(xué)中的重要知識。從知識體系和思維能力培養(yǎng)角度看，在整個中學(xué)化學(xué)體系中，原電池原理是中學(xué)化學(xué)重要基礎(chǔ)理論之一，是課標要求的重要知識點，占有十分重要地位。第一課時的主要內(nèi)容有：原電池的概念、原理、組成原電池的條件。在本章教學(xué)中，原電池原理的地位和作用可以說是承前啟后，因為原電池原理教學(xué)是對前面有關(guān)金屬性質(zhì)和用途、電解質(zhì)溶液、氧化還原反應(yīng)本質(zhì)、能量守恒原理等教學(xué)的豐富和延伸，同時，通過對原電池原理教學(xué)過程中實驗現(xiàn)象的觀察、實驗探究、分析、歸納、總結(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生思維能力、實驗?zāi)芰芎玫乃夭?。學(xué)情分析學(xué)生已經(jīng)掌握了有關(guān)金屬性質(zhì)和用途、電解質(zhì)溶液、氧化還原反應(yīng)本質(zhì)、能量守恒原理等知識，但沒有學(xué)過電化學(xué)，所以要理解原電池的原理有一定的難度，因此在本節(jié)教學(xué)過程中通過對原電池實驗的探究，引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)，從而突破本節(jié)的難點。教學(xué)重難點教學(xué)重點初步認識原電池概念、原理、構(gòu)成及應(yīng)用。教學(xué)難點通過對原電池實驗的探究、引導(dǎo)學(xué)生從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。教學(xué)方法實驗演示法、實驗探究法、多媒體輔助法教學(xué)過程教學(xué)內(nèi)容與步驟教師指導(dǎo)與學(xué)生活動設(shè)計意圖（圖片展示）：水電站、火電站、手機、電腦、電話【引入】電能是現(xiàn)代社會中應(yīng)用最廣泛，使用最方便、污染最小的一種二次能源，又稱電力。例如，日常生活中使用的手提電腦、手機、相機、攝像機……這一切都依賴于電池的應(yīng)用。那么，電池是怎樣把化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿哪?？這就讓我們用化學(xué)知識揭開電池這個謎?！景鍟炕瘜W(xué)能與電能【板書】一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化【板書】1．燃煤發(fā)電的過程【板書】2．燃燒的本質(zhì)——氧化還原反應(yīng)【分析】氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)是氧化劑與還原劑之間發(fā)生電子轉(zhuǎn)移的過程，電子轉(zhuǎn)移引起化學(xué)鍵的重新組合，伴隨著體系能量的變化。要使氧化還原反應(yīng)釋放的能量不通過熱能而直接轉(zhuǎn)化為電能，就要設(shè)計一種裝置，使氧化反應(yīng)和還原反應(yīng)分別在兩個不同的區(qū)域進行。如果要把可產(chǎn)生的電能以化學(xué)能的形式儲存起來，這就是我們這節(jié)課要研究的重要知識點——原電池，這種裝置可以將氧化還原反應(yīng)的能量儲存起來，類似于水庫的蓄能?！景鍟?．原電池【過渡】現(xiàn)在通過實驗來探索怎樣才能構(gòu)成原電池。其結(jié)構(gòu)是怎樣的？【多媒體展示】【實驗探索1】實驗現(xiàn)象結(jié)論Cu、Zn片同時插入稀硫酸中用導(dǎo)線將Cu、Zn片連接在導(dǎo)線間接上電流表【學(xué)與問】1、銅片上生成的氣泡是什么氣體？是怎樣生成的？2、鋅片上發(fā)生什么反應(yīng)？銅片上發(fā)生什么反應(yīng)？3、根據(jù)你所了解的電學(xué)知識你知道電子是怎樣流動的嗎？如何判定裝置的正負極？【分析】當把用導(dǎo)線連接的鋅片和銅片一同浸入稀硫酸中時，由于鋅比銅活潑，容易失去電子，鋅被氧化成Zn2＋而進入溶液，電子由鋅片通過導(dǎo)線流向銅片，溶液中的H＋從銅片獲得電子被還原成氫原子，氫原子再結(jié)合成氫分子從銅片上逸出。這一變化過程可以表示如下：鋅片：Zn－2e－＝Zn2＋（氧化反應(yīng)）銅片：2H＋＋2e－＝H2↑（還原反應(yīng)）總反應(yīng)：Zn＋2H＋＝Zn2＋＋H2↑【板書】(1)原電池的定義——將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿难b置叫做原電池?！景鍟浚?）原電池的電極負極：發(fā)生氧化反應(yīng)，電子流出（流向正極）的一極。（如鋅片）正極：發(fā)生還原反應(yīng)，電子流入（來自負極）的一極。（如銅片）【動畫模擬】原電池微觀原理【過渡】上面我們通過實驗探究了原電池的工作原理，初步形成了原電池的概念，那么，你能否設(shè)計一個電池呢？【科學(xué)探究】根據(jù)已有的氧化還原反應(yīng)知識和電學(xué)知識，利用已有的實驗用品，設(shè)計一套原電池裝置。主要用品：Zn片、Cu片、石墨棒、鎂條、Fe釘、稀硫酸、導(dǎo)線、電流表、燒杯等設(shè)計【思考與交流】通過以上實驗和探究，說明化學(xué)電池應(yīng)由哪幾部分構(gòu)成？各起什么作用？【板書】（3）組成原電池的條件①有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極。②電極材料均插入電解質(zhì)溶液中（能自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)）。③兩極相連形成閉合電路。【板書】（4）原電池的原理：較活潑的金屬發(fā)生氧化反應(yīng)，電子從較活潑的金屬（負極）流向較不活潑的金屬（正極）【實踐活動】根據(jù)構(gòu)成原電池的條件可知：利用水果如蘋果、柑橘、檸檬或番茄等都可以制作原電池?！拘〗Y(jié)】是不是所有化學(xué)反應(yīng)都可以把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化成電能呢？通過以上學(xué)習(xí)，我們知道了化學(xué)能是可以直接轉(zhuǎn)化為電能的，知道了設(shè)計成原電池這樣的裝置就可以產(chǎn)生電流。掌握了構(gòu)成原電池的條件和原電池的工作原理。不過，并不是所有化學(xué)反應(yīng)均可實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化，一般只有氧化還原反應(yīng)才能實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化?！局v解】化學(xué)電池的發(fā)現(xiàn)史希望大家努力學(xué)習(xí)，掌握更多的知識，設(shè)計出更好、更環(huán)保、更高效率的電池造福?！菊n堂小結(jié)】通過本節(jié)課，你學(xué)到了什么？你印象最深的是什么？你還想知道什么？【課堂練習(xí)】1.原電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)屬于,原電池將能轉(zhuǎn)化為能。其中,電子流出的一極是原電池的極,該極發(fā)生反應(yīng),電子流入的一極是原電池的極,該極發(fā)生反應(yīng)。原電池中電解質(zhì)溶液的作用是。2、將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接置于稀硫酸溶液中，下列各敘述不正確的是（）A、鋅片作負極，鋅發(fā)生氧化反應(yīng)B、銅片作正極，銅得到電子C、溶液中的pH增大D、氫離子在銅片表面被還原【布置作業(yè)】課后習(xí)題讓學(xué)生閱讀課本P39資料卡片的內(nèi)容教師總結(jié)：常見的一次能源（流水，風(fēng)力，原煤，石油，天然氣）常見二次能源（電力，蒸汽）【傾聽、思考、聯(lián)想】學(xué)生筆記【討論并分析】火力發(fā)電的能量轉(zhuǎn)換方式、火力發(fā)電的利與弊【傾聽、思考、聯(lián)想】【思考、回答】把化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能【觀察、思考】完成表格現(xiàn)象的【思考、回答】電子的定向移動形成電流【教師小結(jié)】電流表指針偏轉(zhuǎn)→有電流產(chǎn)生→產(chǎn)生電能→化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置→原電池?！緝A聽、思考】【聆聽、思考、記錄】【組內(nèi)交流、討論、分析原電池的原理】規(guī)范思路，理解過程。做好筆記?！抉雎?、思考、】學(xué)生討論，動手設(shè)計原電池裝置【組間交流與總結(jié)】原電池的組成：1、電極；2、有電解質(zhì)溶液3、電極和電解質(zhì)溶液形成閉合回路指導(dǎo)學(xué)生運用上述的分析和結(jié)論，掌握相關(guān)知識，理解原電池的原理。請一位同學(xué)設(shè)計并演示【傾聽、思考、體會】回顧本節(jié)課的主要內(nèi)容?！痉此寂c交流】合作完成明確電力在當今社會的應(yīng)用和作用。理解一次能源和二次能源的定義理解燃煤發(fā)電的原理及利弊。培養(yǎng)學(xué)生大膽推測猜想的能力，學(xué)會通過現(xiàn)象看本質(zhì)。對比實驗現(xiàn)象，理解原電池的原理。層層深入，體會科學(xué)探究的過程形成概念從實驗現(xiàn)象抽象出現(xiàn)象的本質(zhì)的能力，從而理解原電池的概念。從微觀角度進一步認識原電池的原理培養(yǎng)學(xué)生處理化學(xué)事實的能力。初步學(xué)會控制實驗條件的方法。進一步理解原電池的原理從生活實際入手，獲取感性材料。利用伏打電池發(fā)明的事例，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)和發(fā)明創(chuàng)造的欲望。激發(fā)化學(xué)學(xué)習(xí)興趣。并為下節(jié)課(發(fā)展中的各種新電池)做準備。鞏固提高【板書設(shè)計】第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能一、化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化化學(xué)電池化學(xué)能電能氧化還原反應(yīng)二、原電池：把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置1、銅鋅原電池電極反應(yīng)：鋅片：Zn-2e-=Zn2+（氧化反應(yīng)）銅片：2H++2e-=H2↑(還原反應(yīng))2、原電池的電極名稱：負極：電子流出一極（如鋅片）正極：電子流入一極（如銅片）3、原電池的構(gòu)成條件：（1）有兩種活動性不同的金屬（或一種是非金屬導(dǎo)體）作電極。（2）電極材料均插入電解質(zhì)溶液中（能自發(fā)進行氧化還原反應(yīng)）。（3）兩極相連形成閉合電路。（4）能自發(fā)地發(fā)生氧化還原反應(yīng)。4、原電池的原理：【教學(xué)反思】本節(jié)課授完后，總體教學(xué)效果比較好。學(xué)生的知識遷移能力提高，原電池原理容易理解和掌握，寫電極反應(yīng)式時出錯的不多。而得失電子及電子的轉(zhuǎn)移，學(xué)生理解起來較慢，正極和負極的判斷，有些學(xué)生易混淆。本節(jié)課通過實驗探究的方式完成原電池的設(shè)計，使學(xué)生理解了科學(xué)嚴謹?shù)谋匾?。我認為通過本節(jié)課的教學(xué)，達到了強化“化學(xué)能轉(zhuǎn)化電能”這個核心基礎(chǔ)知識的目的，同時為學(xué)習(xí)“化學(xué)電源”打下了良好的基礎(chǔ)。附學(xué)案：高一化學(xué)必修2第二章第二節(jié)化學(xué)能與電能學(xué)案【學(xué)習(xí)目標】1、能舉例說明化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化關(guān)系及其應(yīng)用；2、初步了解原電池的概念、原理、組成及應(yīng)用；3、通過實驗探究從電子轉(zhuǎn)移角度理解化學(xué)能向電能轉(zhuǎn)化的本質(zhì)。一、探究化學(xué)能與電能的轉(zhuǎn)化實驗順序金屬實驗現(xiàn)象結(jié)論或解釋(有關(guān)化學(xué)方程式)、Cu分別插入稀H2SO4溶液Zn片Cu片、Cu導(dǎo)線連接后插入稀H2SO4Zn片Cu片、Cu導(dǎo)線連接后，再接電流表，插入稀H2SO4Zn片、Cu片原電池——【試一試】請嘗試在下圖中標出電子流動的方向、電流的方向：嘗試填寫下表：電極材料現(xiàn)象電子得失電極反應(yīng)原電池的電極（正或負）Zn片Cu片總的離子反應(yīng)方程式【課堂練習(xí)】1.原電池中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)屬于,原電池將能轉(zhuǎn)化為