2022年示范教案—化学能与电能高二化学教案 .pdf

第二节化学能与电能从容说课生活在现代社会， 学生对 “ 电” 有着丰富而又强烈的感性认识。当学生们了解了化学反应中能量转化的原因，并感受了探究化学能与热能的相互转化过程之后，会对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。正是基于学生的这种心理特征，教材开始的几个设问，把学生带进了 “ 化学能与电能之间相互转化” 的研究之中。 从能量转换角度看，本节课程内容是对前一节课中 “ 一种能量可以转化为另一种能量，能量也是守恒的； 化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量，如热能和电能等” 论述的补充和完善。从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从思维角度看，“ 将化学能直接转化为电能” 的思想，是对 “ 化学能 热能 机械能 电能 ” 思维方式的反思和突破。为了使本节教学设计思路更为清晰，可将课程内容大致分为三部分：教学时可以从以下几个方面进行突破：（1）高效利用教材、课外资料、生动的录像和图片、事实数据等教育资源，对“ 火力发电” 进行完整透彻的剖析，为学生创设情景，使他们有机会去研究和总结“ 火力发电 ” 的利与弊，实现从 “ 化学能 热能 机械能 电能 ” 的思维模式向 “ 将化学能直接转化为电能” 新思维模式的转换，并且形成高效利用燃料、不浪费能源、积极开发高能清洁燃料的意识。（2）要充分调动学生已有的生活经验，以及电学、化学反应中能量变化和氧化还原反应等知识， 建立在学生已有背景知识上的教学设计，能更好地体现课程的完整性和教材编排体系的层次性，也符合认知规律。（3）选择实验探究教学方法。通过课堂内的实验探究，使学生认识和体会化学能与电能相互转化的研究过程，理解氧化还原反应中的电子转移是化学电池的反应基础。利用课堂外科学探究实验活动和化学制作活动，如利用原电池原理证明几种金属的金属性强弱，各种水果、蔬菜电池的制作等，为学生提供应用知识的空间和拓展知识的机会。（4）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、应用有一个较为理性的认识之后，感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，初步形成较为客观、正确的能源观。为了凸显重点，突破难点，采用指导发现、探究教学模式，其过程可表示为：围绕原电池的概念、原理和组成组织学生开展发现性学习活动，在“ 实现化学能直接向电能转化 ” 的一系列探究实验中让学生形成解决问题的经验及化学知识技能。教师作为引导者和参谋，在整个活动中帮助学生尽可能排除失败和无效学习。第 1 课时三维目标知识与技能1.获得化学能与电能转化的化学实验的基础知识和基本技能，学习实验研究的方法，能设计并完成化学能与电能转化的化学实验。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 6 页 - - - - - - - - - 2.形成原电池的概念，探究构成原电池的条件。过程与方法1.经历对化学能与电能转化的化学实验探究的过程，进一步理解探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力。2.能对自己探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习化学的能力。情感、态度与价值观1.发展学习化学的兴趣，乐于探究化学能转化成电能的奥秘，体验科学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。2.赞赏化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问题， 逐步形成正确的能源观。要点提示教学重点原电池的概念与构成条件。教学难点用已经学过的有关知识探究化学能转化成电能的条件和装置。教具准备多媒体、烧杯、导线、电流表、铜片、锌片、石墨棒、稀硫酸。教学过程导入新课【多媒体动画展示：热电厂的生产过程】利用煤、石油、天然气等自然界蕴藏量极其丰富的化石燃料发电称为火力发电。汽轮机发电又称蒸汽发电，它利用燃料在锅炉中燃烧产生蒸汽，用蒸汽冲动汽轮机，再由汽轮机带动发电机发电。这种发电方式在火力发电中居主要地位，占世界火力发电总装机的95以上。中国煤炭的主要特点及燃煤发电对环境的影响：中国煤炭资源丰富，是世界上最大的煤炭生产国和消费国，也是世界上少数几个以煤炭为主要一次能源的国家之一。系列能量转换过程：师 请同学们指出火电站中，从开始到结束能量是怎样转化的？生 1 生 2 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页，共 6 页 - - - - - - - - - 生 3 推进新课板书：第二节化学能与电能一、化学能与电能的相互转化(一)火力发电化学能转化成热能，热能转化成机械能，机械能转化成电能。师 下面，请大家继续讨论火力发电的利与弊。存在的优点：生 1 我们国家煤炭资源丰富，廉价方便。生 2 电能清洁安全，又快捷方便，节省时间。存在的缺点：生 1 排出大量的温室效应气体。生 2 有废气。生 3 可能导致酸雨。生 4 废料：煤灰炭渣里面也少不了有毒金属和致癌化合物。生 5 废水。生 6 能量转化效率低。师 能否将化学能直接转化为电能？研究“ 化学能直接转化为电能” 的原理。板书：(二)化学能直接转化为电能的原理与装置生 阅读课本 P37第二、三段。思考问题：（教师播放投影片）1.当氧化剂和还原剂直接接触进行反应时，化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。2.把氧化剂和还原剂分开，使氧化反应和还原反应在两个不同区域进行。3.需要在氧化剂和还原剂之间架设桥梁使电子从氧化剂区域流向还原剂区域。4.考虑氧化反应和还原反应发生的条件和环境，以及化学物质的选择。5.从电学角度考虑仪器选择和组装问题。师生互动1.学生活动形式：组成课堂学习小组进行讨论，建立思维模型。2.挖掘学生已有的氧化还原反应知识来分析氧化剂和还原剂之间电子转移中的能量转化。师 氧化剂和还原剂之间电子是怎样转移的？能量又是怎样转化的？生 3.积极引导学生思考将氧化反应和还原反应拆开的有关问题（怎样实现上述想法？氧化剂和还原剂分别选择什么物质？它们怎样给出和接受电子？）。师 能否将氧化反应区域和还原反应区域拆开？这样在氧化反应区域和还原反应区域之间可能有电子流动，从而完成化学能向电能的转化。生 选择锌与稀硫酸的反应。师 鼓励学生画出装置图并与同学交流实验探究1名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 6 页 - - - - - - - - - 师 从每组中遇到的探究情况中，筛选出不同条件下的问题继续讨论。（老师用演示实验或者把学生可能遇到的所有问题做成动画）投影：实验设计：1. CuZn 原电池实验：Cu、Zn 分别插入稀硫酸中。Cu、Zn 同时插入稀硫酸中，但不接触。将 Cu、Zn 用导线连接起来。在 Cu、Zn 导线之间接电流表。将 Cu、Zn 导线互换再接电流表。师 Cu、Zn 分别插入稀硫酸中实验现象如何，为什么？生 Zn 片上有气泡冒出，Cu 片无明显现象。师 Cu、Zn 同时插入稀硫酸中，但不接触。实验现象如何，为什么？生 Zn 片有气泡冒出，Cu 片无明显现象。师 将 Cu、 Zn 用导线连接起来实验现象与实验、实验有什么不同？生 大量气泡从铜片上逸出，锌片部分溶解。师 实验在Cu、Zn 导线之间接电流表。电流表指针是否偏转？将Cu、Zn 导线互换电流表指针偏转方向是否与实验相同？生 实验与实验的电流表指针偏转方向相反。师 在上述实验中，完成化学能直接转化成电能的实验有哪几种？生 实验和实验。师 上述说明化学能转化为电能。板书：1.原电池的概念：将化学能转变为电能的装置叫做原电池。师 在实验和实验中，用化学反应方程式表示出氧化反应、还原反应。板书：Zn 片发生氧化反应，Zn：Zn-2e-=Zn2+负极H+在 Cu 片上发生还原反应，Cu：2H+2e-=H2 正极总的离子反应方程式：Zn2+ 2H+=Zn H2实验探究2投影：2. ZnZn 与稀硫酸进行实验。3. Cu 石墨与稀硫酸进行实验。（在短时间内，不考虑氧气的作用）4. Zn 石墨与稀硫酸进行实验。5. FeZn 与稀硫酸进行实验。6. CuZn 与乙醇进行实验。7. CuZn 与一个西红柿进行实验。8. CuZn 与两个西红柿进行实验。上述实验及现象以表格对比的形式呈现出来。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 6 页 - - - - - - - - - 两极材料不同的各种现象。不同溶液的各种现象。电极在同一容器和不同容器中的现象。化学用语化：将上述各种成功转化实验中的反应，用氧化反应式、还原反应式和总化学方程式的形式表示出来。同一容器不同容器实验序号电极材料溶液现象氧化反应还原反应总反应解释：2 Zn-Zn 稀硫酸3 Cu-C 4 Zn-C 5 Fe-Zn 6 Cu Zn 7 师 大家看到上述几个实验中其中4、5、7 可产生电流，即可形成原电池，而其余则不能，那么，在什么条件下，可形成原电池呢？生 1 实验 2 是相同电极，而4、5、7 是不同电极。生 2 实验 6 没有电解质溶液。生 3 实验 8 不能形成闭合回路。师 通过分析我们可总结出。板书：2.原电池的构成条件。(1)有两种活动性不同的金属(或非金属单质)作电极。(2)电极材料均插入电解质溶液中。(3)两极相连形成闭合电路。课堂小结本节课我们学习了化学能与电能的转化，特别要注意原电池的构成条件，及电极的判断。布置作业P42,1板书设计第二节化学能与电能一、化学能与电能的相互转化(一)火力发电化学能转化成热能、热能转化成机械能、机械能转化成电能(二)化学能直接转化为电能的原理与装置1.原电池概念：将化学能转化为电能的装置叫做原电池2.原电池的构成条件：(1)有两种活动性不同的金属(或非金属单质)作电极(2)电极材料均插入电解质溶液中(3)两极相连形成闭合电路活动与探究从下列课题中选择你感兴趣的问题，自由组成学习小组开展研究性学习活动。1.设计各种情况下观察锌与稀硫酸反应产生氢气的速率，并探究其原因：名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 6 页 - - - - - - - - - (1)将一粒纯锌、一粒粗锌与铜丝分别放入装有稀硫酸的不同试管中，观察氢气产生的速率；(2）将铜丝取出，与纯锌粒接触后放入装有稀硫酸的试管中，观察氢气的产生速率及溶液有无颜色变化；(3)在锌与稀硫酸反应的试管中，滴入少量硫酸铜溶液，观察实验现象。2.自由女神像经过百年的风雨，也和人一样经常“ 生 病” 。原来她的外壳材料是铜，而支撑雕像的内部支架却是钢铁制成的，它们之间仅用一层浸油的毛毡隔开。年代久了， 毛毡就失去了隔离作用， 而大西洋潮湿的夹带着盐分的海风向自由女神不断“ 攻击” 形成无数的微电池， 加速了铁的腐蚀，自由女神的 “ 铁骨 ” 表面就一层一层地被锈蚀着。面对自由女神的腐蚀问题，应采取什么措施和方法？把你的建议上网发给美国纽约市长吧！名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页，共 6 页 - - - - - - - - -