高中化學(xué)-化學(xué)電源教學(xué)設(shè)計(jì)學(xué)情分析教材分析課后反思

第3節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能一電池（第2課時(shí)化學(xué)電源）

學(xué)情分析

高二學(xué)生在在《必修1》和《選修4》中已經(jīng)學(xué)習(xí)過氧化還原反應(yīng)、離

【學(xué)生知識子反應(yīng)、原電池的相關(guān)知識，同時(shí)物理學(xué)中電學(xué)知識也相當(dāng)豐富，學(xué)習(xí)本節(jié)

儲(chǔ)備】內(nèi)容并不陌生。

【學(xué)生能力學(xué)生形象思維能力已充分發(fā)展，抽象思維能力也在迅速發(fā)展中，同時(shí)具

儲(chǔ)備】有強(qiáng)烈的好奇心和求知欲，對探究的熱情高，但抽象思維能力和探究能力還

不夠成熟，需要老師適時(shí)的組織和引導(dǎo)。

第3節(jié)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能一電池（第2課時(shí)化學(xué)電源）

效果分析

教學(xué)內(nèi)容緊扣培養(yǎng)目標(biāo)豐富充實(shí)，組織合理，邏輯性強(qiáng)，既沒照本宣科也沒脫離教材，概念

準(zhǔn)確，分析透切教學(xué)語言簡練生動(dòng)，清晰流暢；教學(xué)重點(diǎn)突出，練習(xí)題作業(yè)題選用準(zhǔn)確，數(shù)量

適宜；能通俗、直觀、合理的分散教學(xué)難點(diǎn)；善于及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的疑惑，選擇適當(dāng)?shù)姆椒ㄅ懦?/p>

教學(xué)過程系統(tǒng)有序，層次清晰，善于運(yùn)用教學(xué)藝術(shù)吸引學(xué)生，反饋及時(shí)，調(diào)控有力，嫻熟地駕馭了課

堂；結(jié)構(gòu)緊湊，時(shí)間分配恰當(dāng)。

由于采用了學(xué)案導(dǎo)學(xué)，知識分類突破、步步深入的課堂模式，學(xué)生活動(dòng)表現(xiàn)主動(dòng)而富有個(gè)性,

思維活動(dòng)深刻而充分；學(xué)生在輕松和諧的氣氛下獲取了知識，又提升了思考問題、解決問題的能

力。學(xué)生對問題情景關(guān)注，興趣濃厚、主動(dòng)投入、積極性高。參與學(xué)習(xí)活動(dòng)人數(shù)多，自主活動(dòng)時(shí)

間充足，活動(dòng)方式有效。學(xué)生體驗(yàn)到學(xué)習(xí)和成功的愉悅，有進(jìn)一步學(xué)習(xí)的愿望。學(xué)生學(xué)習(xí)積極性、

主動(dòng)性被充分調(diào)動(dòng)，能出色完成教學(xué)任務(wù)，達(dá)到教學(xué)目的。

第1章第3節(jié)第2課時(shí)化學(xué)電源

一、教學(xué)目標(biāo)：

【知識與技能】

1、知道常見的化學(xué)電源種類。

2、通過分類比較的方法，掌握鋅錦干電池、鉛蓄電池、燃料電池的工作原理及其應(yīng)用。

3、掌握幾種典型化學(xué)電池的電極反應(yīng)。

【過程與方法】

引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)，了解有關(guān)化學(xué)電源和新型化學(xué)電池的相關(guān)知識。

【情感態(tài)度與價(jià)值觀】

感悟研制新型電池的重要性以及化學(xué)電源可能會(huì)引起的環(huán)境問題，初步形成較為客觀、正

確的能源觀。

二、教學(xué)重難點(diǎn)：

1、掌握幾種典型電池的用途和特點(diǎn).

2、掌握幾種典型化學(xué)電池的電極反應(yīng)。

三、教學(xué)過程：

［情景導(dǎo)入］:電池發(fā)明的小故事

［教師提問］:在日常生活中，你用過那些電池？

［學(xué)生展示1］:干電池

［學(xué)生展示2］:充電電池

［學(xué)生展示3］:紐扣電池

［教師追問］:將收集的電池分類

［交流結(jié)果］:一次電池、二次電池和燃料電池。

【板書］:

二、化學(xué)電源

（一）一次電池

1、普通鋅鎬電池（干電池）

（1）酸性

負(fù)極（鋅筒）：Zn-2e-=Zn2+

+

正極（石墨）：2NH4+2e-=2NH3+H2

+2+

電池總反應(yīng)式為：Zn+2NH4=Zn+2NH3+H2

(2)堿性：總反應(yīng)：Zn+2MnO2+2H2O===2MnOOH+Zn(OH)2

負(fù)極：Zn粉

正極：石墨、MnO2

電解質(zhì)：KOH

正極反應(yīng)：Zn+2OH-2e=Zn(OH)z

負(fù)極反應(yīng)：2MnO2+2H2O+2e-=2MnOOH+2OW

2、銀鋅電池：銀鋅電池的總反應(yīng)為：Ag2O+Zn=ZnO+2Ag

負(fù)極：Zn

正極：Ag2O

電解質(zhì)：KOH溶液

正極反應(yīng):Zn+20H-2e=ZnO+H2O

負(fù)極反應(yīng)：Ag2O+H2O+2e=2Ag+20H'

(二)、二次電池

3、鉛蓄電池(可充電電池)Pb+PbCh+2H2s。4、充電2PbS04+2H，0

放電

放電過程：

2

負(fù)極：Pb+SO4--2e=PbSO4

+2

正極：PbO2+4H+SO4'+2e-=PbSO4+2H2O

充電過程：

陰極：PbSO4+2e=Pb+SO?"

+

陽極：2PbSO4+2H2O-2e=PbO2+4H+SO，

【交流研討】Pb|H2so41Pb。2

1、放電過程中溶液的密度如何變化？

2、放電過程中兩個(gè)電極板質(zhì)量如何變化？

3、放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陰離子移向哪個(gè)電極？

4、鉛蓄電池上有兩個(gè)接線柱，一個(gè)接線柱旁標(biāo)有另一個(gè)接線柱旁標(biāo)有"一"。關(guān)于

標(biāo)有"+"的接線柱，放電時(shí)作極；充電時(shí)作—極，接電源的—極。

【思考】80年代手機(jī)為何叫大哥大？我們班有的同學(xué)的電動(dòng)車為何這么輕？

4、鋰離子電池

8Li+3sO2Cl2=6LiCI+Li2so3+2S

［講］鋰是密度最小的金屬，用鋰作為電池的負(fù)極，跟用相同質(zhì)量的其它金屬作負(fù)極相

比較，能在較小的體積和質(zhì)量下能放出較多的電能，放電時(shí)電壓十分穩(wěn)定，貯存時(shí)間長，能

在216—344K溫度范圍內(nèi)工作，使用壽命大大延長。鋰電池是一種高能電池，它具有質(zhì)量

輕、電壓高、工作效率高和貯存壽命長的優(yōu)點(diǎn)，因而已用于電腦、照相機(jī)、手表、心臟起博

器上，以及作為火箭、導(dǎo)彈等的動(dòng)力資源。

【觀看錄像】氫氧燃料電池

［板書］(三)、燃料電池

［講］燃料電池是將燃料化學(xué)能直接轉(zhuǎn)化為電能的裝置。與一般電池不同的是，其所需

的化學(xué)燃料并不儲(chǔ)存了電池內(nèi)部，而是從外部供應(yīng)，便于燃料的補(bǔ)充，從而電池可以長時(shí)間

甚至不間斷地工作。另一方面，燃料電池除了電池本身之外，還需要燃料和氧化劑供應(yīng)等配

套部件與電池堆一起構(gòu)成一個(gè)完整的燃料電池系統(tǒng)。

按電解質(zhì)劃分，燃料電池大致上可分為五類：堿性燃料電池(AFC)、磷酸型燃料電池

(PAFC)、固體氧化物燃料電池(SOFC)、熔融碳酸鹽燃料電池(MCFC)和質(zhì)子交換膜

燃料電池(PEMFC)?

［投影］氫氧燃料電池。

［板書］4、燃料電池電池的總反應(yīng)為：2H2+O2=2H2O

(1)堿性

負(fù)極：2H2+4OH--4e-=4H2O

正極：O2+2H2O+4e-=4OH-

(2)酸性

負(fù)極：2H2-4e-=4H+

+

正極：O2+4H+4e-=2H2O

［講］該電池的特點(diǎn)是能量轉(zhuǎn)化率高，可達(dá)70%以上，且其燃燒的產(chǎn)物為水，因此不污

染環(huán)境。

［講］燃料電池應(yīng)用前景：燃料電池由于具有能量轉(zhuǎn)換效率高、對環(huán)境污染小等優(yōu)點(diǎn)而受

到世界各國的普遍重視。燃料電池是唯一同時(shí)兼?zhèn)錈o污染、高效率、適用廣、無噪聲和具有

連續(xù)工作和積木化的動(dòng)力裝置。預(yù)期燃料電池會(huì)在國防和民用的電力、汽車、通信等多領(lǐng)域

發(fā)揮重要作用。

廢舊電池中含有汞、鉛、鎘、饃等重金屬及酸、堿等電解質(zhì)溶液，對人體及生態(tài)環(huán)境有

不同程度的危害。如當(dāng)成資源，加以回收利用，即可減少對環(huán)境污染，又可節(jié)約能源。

【交流?研討】1、燃料電池是一種連續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)

電源，它比直接燃燒的能量損失少，能夠很大程度的提高能量的利用率。你還能想到利用哪

個(gè)燃燒反應(yīng)來設(shè)計(jì)燃料電池？試試說出你的設(shè)計(jì)吧？

2、寫出甲烷燃料電池堿性條件下的電極反應(yīng)

2

負(fù)極：CH4+10OH-8e-=CO3-+7H2O

正極：2O2+4H2O+8e-=8OH-

【交流?總結(jié)】書寫電極反應(yīng)式應(yīng)注意的事項(xiàng)：

1.電極反應(yīng)是一種離子反應(yīng)，遵循書寫離子反應(yīng)的所有規(guī)則（如“拆”“平”）；

2.將兩極反應(yīng)的電子得失數(shù)配平后，相加得到總反應(yīng)，總反應(yīng)減去一極反應(yīng)即得到另一極

反應(yīng)

3.負(fù)極失電子所得氧化產(chǎn)物和正極得電子所得還原產(chǎn)物，與溶液的酸堿性有關(guān)（如+4價(jià)

的C在酸性溶液中以C02形式存在，在堿性溶液中以CO32形式存在）。

【追根溯源】電池的發(fā)展

【試一試】我國首創(chuàng)以鋁一海水一空氣為能源的新型電池，它是一種無污染、長效、穩(wěn)定可

靠的電源?？偡磻?yīng)：4AI+3O2+6H2O=4Al（0H）3請完成電極反應(yīng)

負(fù)極:4AI-12e-=4AI3+

-

正極：3O2+6H2O+12e-=12OH

【想一想】1、化學(xué)電源使用的利弊

【寫一寫】2、各類電池優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)對比

【試一試】3、選取生活中的材料自己動(dòng)手做一個(gè)電池，每組各推選一個(gè)最佳作品下節(jié)課班

內(nèi)交流。

【練一練】學(xué)案1、2、3

【環(huán)境保護(hù)教育】人們應(yīng)用原電池的原理制作了許多電池，如干電池、蓄電池以及供人造地

球衛(wèi)星、宇宙火箭、空間電視轉(zhuǎn)播站使用的高能電池，等等。干電池在我們?nèi)粘Ｉ钪械膽?yīng)

用越來越廣泛。干電池中有汞電池（紐扣式電池）、堿電池（普通電池）、錦電池（車用電池）

之分，一般都含有對人體有害的汞和鎰。干電池被埋入地下，二價(jià)鐳在缺氧而有二氧化碳的

條件下變成水溶性碳酸氫鹽，污染水源，使飲用者鎬中毒。不同類型的干電池均含有汞，隨

便焚燒干電池，會(huì)引起汞污染。因此，不要把廢干電池與可燃性垃圾混在一起進(jìn)行焚燒，而

應(yīng)將它們分揀出來，作為不可燃垃圾妥善處理，更不可向周圍環(huán)境和水源亂扔干電池。

圖片展示。

【目標(biāo)回扣】

【自主學(xué)習(xí)】

1、電池的優(yōu)點(diǎn)：

①能量轉(zhuǎn)換效率高，供能穩(wěn)定可靠。

②可以制成各種形狀和大小、不同容量和電壓的電池和電池組，使用方便。

③易維護(hù)，可在各種環(huán)境下工作。

2、電池優(yōu)劣的判斷標(biāo)準(zhǔn)：

①比能量［符號(A,h/kg),(A-h/L)］指電池單位質(zhì)量或單位體積所能輸出電能的多少

②比功率［符號是W/kg,W/L)］

③比時(shí)間：電池的儲(chǔ)存時(shí)間的長短

教材分析

一、地位和作用

(1)化學(xué)電源是高中化學(xué)基本理論知識體系中的一個(gè)重要內(nèi)容,

也是學(xué)生所學(xué)高中知識的難點(diǎn)之一。有關(guān)化學(xué)電源知識的考點(diǎn)尤

其是新型電源是高考考查的必考點(diǎn)、熱點(diǎn)。

(2)化學(xué)電源在教材《必修2》“化學(xué)能與電能”內(nèi)容的基礎(chǔ)

上進(jìn)一步拓寬和加深，并對氧化還原反應(yīng)、離子反應(yīng)等知識進(jìn)行

鞏固和強(qiáng)化。

(3)化學(xué)電源知識在了解和掌握了原電池、電解池工作原理的

基礎(chǔ)上，通過對堿性鋅錦干電池(一次電池)、鉛蓄電池(二次

電池)、燃料電池的分析，體會(huì)電化學(xué)知識與生產(chǎn)、生活、國防

等工業(yè)的密切聯(lián)系以及對人類社會(huì)發(fā)展和進(jìn)步的重要作用。其中

涉及的“化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化”是原電池、電解池知識學(xué)習(xí)

的延續(xù)。

(4)通過對化學(xué)電源探究，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)技能和應(yīng)用所學(xué)知

識分析、解決實(shí)際問題的能力(理論聯(lián)系實(shí)際)。

二、知識結(jié)構(gòu)

常見化學(xué)電源的種類及其工作原理。

第3節(jié)第2課時(shí)化學(xué)電源

【學(xué)習(xí)目標(biāo)】

1.知道常見的化學(xué)電源種類。

2.通過分類比較的方法，掌握鋅鋪干電池、鉛蓄電池、燃料電池的工作原理及其應(yīng)用。

【課前準(zhǔn)備】

1.復(fù)習(xí)氧化還原反應(yīng)的有關(guān)概念和原電池的相關(guān)知識

2.查找資料:各種常見的化學(xué)電源及其應(yīng)用；搜集各種常見的化學(xué)電源的實(shí)物。

【學(xué)習(xí)過程】

化學(xué)電源是將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置，它包括一次電池、二次電池和燃料電池等幾大類。

1.一次電池(又稱干電池)如：普通鋅鎰電池、堿性鋅錦電池、鋅銀電池、鋰電池等。

(1)堿性鋅鎰電池，電解質(zhì)是KOH,其電極反應(yīng)：

總反應(yīng)：

Zn+2MnO2+2H2O=2MnOOH+Zn(OH)2

負(fù)極()：_________________________________________________________

正極()：_________________________________________________________

(2)鋅銀鈕扣電池是由不銹鋼制成一個(gè)由正極殼和負(fù)極蓋組成的小圓盒，盒內(nèi)靠正極一端

填充由和少量石墨組成的正極活性材料，負(fù)極蓋一端填充鋅汞合金作負(fù)極活性材料，

Ag2O

電解質(zhì)溶液為濃溶液，其電極總反應(yīng)為：

KOHZn+Ag2O=ZnO+2Ag

貝！J：負(fù)極()：_______________________________________________________________

正極():________________________________________________________________

2.二次電池(又稱充電電池或蓄電池)

如：鉛蓄電池。反應(yīng)方程式如下式：

放電

Pb(s)+PbO(s)+2H5O(aq)2PbSO(s)+2HO(I)

224充電42

①其放電電極反應(yīng)：

負(fù)極(一)：_________________________________________________________

正極()：_________________________________________________________

②其充電反應(yīng)是上述反應(yīng).的逆過程，則電極反應(yīng)：

陰極：

陽極：_______________________________________________________________

【交流?研討】

Pb|H2SO4|PbO2

1.放電過程中溶液的密度如何變化？

2.放電過程中兩個(gè)電極板質(zhì)量如何變化？

3.放電時(shí)，電解質(zhì)溶液中陰離子移向哪個(gè)電極？

4.鉛蓄電池上有兩個(gè)接線柱，一個(gè)接線柱旁標(biāo)有另一個(gè)接線柱旁標(biāo)有"一"。關(guān)于標(biāo)

有"+”的接線柱，放電時(shí)作極；充電時(shí)作一極，接電源的—極。

3.燃料電池

燃料電池是一種持續(xù)地將燃料和氧化劑的化學(xué)能直接轉(zhuǎn)換成電能的化學(xué)電池。它與一般

的化學(xué)電源不同，一般化學(xué)電池的活性物質(zhì)儲(chǔ)存在電池內(nèi)部，故而限制了電池的容量，而燃

料電池的電極本身不包括活性物質(zhì)，只是一個(gè)催化轉(zhuǎn)化元件。

如：氫氧燃料電池?？偡磻?yīng)：____________________________________________________

①酸性介質(zhì)時(shí)，電極反應(yīng)：

負(fù)極：_______________:_____________________________________________________

正極：______________________________________________________________________

②堿性介質(zhì)時(shí)，電極反應(yīng)：

負(fù)極：_____________________________;________________________________________

正極：_______________________________________________________________________

【交流?研討】

甲烷、氧氣及KOH電解質(zhì)溶液，用Pt作兩個(gè)電極，寫出兩個(gè)電極的電極反應(yīng)式和總反

應(yīng)式。負(fù)極：_______________,_________________________________________________

正極：______________________________________________________________________

總反應(yīng)：_____________________________________________________________________

【試一試】

我國首創(chuàng)以鋁一海水一空氣為能源的新型電池，它是一種無污染、長效、穩(wěn)定可靠的電源。

總反應(yīng)：4AI+3O2+6H2O=4AI(OH)3

負(fù)極：_______________:_______________________________________________________

正極：________________________________________________________________________

一【當(dāng)堂達(dá)標(biāo)訓(xùn)練】

1.報(bào)道，最近摩托羅拉公司研發(fā)了一種由甲醇和氧氣以及強(qiáng)堿做電解質(zhì)溶液的新型手機(jī)電池,

電，量可達(dá)現(xiàn)在使用的銀氫電池或鋰電池怵倍，可連續(xù)使用一個(gè)月才充一次電。其電池

反應(yīng)為：2cH30H+302+40H-K'?CQ?~+6H2O,則下列說法錯(cuò)誤的是

()充電

A.放電時(shí)CH30H參與反應(yīng)的電極為正極B.充電時(shí)電解質(zhì)溶液的pH逐漸增大

-2

C.放電時(shí)負(fù)極的電極反應(yīng)為：CH.3OH-6e+80H=CO3-+6H2O

D.充電時(shí)每生成1molCH30H轉(zhuǎn)移6moi電子

2.銀鎘(Ni—Cd)可臂電池在現(xiàn)代生活中有廣泛應(yīng)用，它的充放電反應(yīng)按下式進(jìn)行：

＞則該電池放電時(shí)的負(fù)極材料是()

Cd(OH)2+2Ni(OH)2：d+2NiO(OH)+2H2O,

放電

A.Cd(OH)2B.Ni(OH)2C.CdD.NiO(OH)

3.高鐵電池是一種新型可充電電池，與普通高能電.池相比，該電池能長時(shí)間保持穩(wěn)定的放電

電壓。高鐵電池的總反應(yīng)為放電

3Zn+2KFeO+8H2。、本山基n(OH)2+2Fe(OH)+4KOH

24九電3

下列敘述不氐觸的是

A.放電時(shí)每轉(zhuǎn)移3moi電子，正極有l(wèi)molLFe。,被氧化

充電時(shí)陽極反應(yīng)為：-

B.Fe(OH)3-3e-+5OH=FeOf+4H2O

放電時(shí)負(fù)極反應(yīng)為：

C.Zn-2e-+2OH-=Zn(OH)2

D.放電時(shí)正極附近溶液的堿性增強(qiáng)

第3節(jié)第2課時(shí)化學(xué)電源教學(xué)反思

一、教學(xué)流程方面

兩個(gè)探究模塊：①通過一次電池、二次電池電極反應(yīng)式的書寫，使學(xué)生初步認(rèn)識電極反

應(yīng)式書寫方法中的電極判斷和介質(zhì)環(huán)境。②通過燃料電池電極反應(yīng)式的書寫進(jìn)一步認(rèn)識書寫

電極反應(yīng)式中介質(zhì)環(huán)境、守恒規(guī)則的作用。兩條主線：①知識主線：先是一次電池、二次電

池，然后是各種燃料電池。知識順序?yàn)橛珊唵蔚綇?fù)雜。②思維主線：兩個(gè)模塊都是先由電極

反應(yīng)式到知識總結(jié)，經(jīng)歷了從理論到理論，再從理論到實(shí)踐的過程，使學(xué)生能過較好的理解

和運(yùn)用知識。學(xué)生在學(xué)習(xí)中提高，在應(yīng)用中強(qiáng)化，在遷移中升華，加深了學(xué)生對理論知識的

理解，科學(xué)思維方法的形成，