人教版必修二第二章第二节《化学能与电能》获奖教案(2课时).pdf

人教版必修二第二章第二节人教版必修二第二章第二节化化学能与电能获奖教案学能与电能获奖教案(2(2 课时课时)2 23 34 4且能真实感受到电子确实发生了转移且能真实感受到电子确实发生了转移，觉，觉得很神奇。得很神奇。因此，因此，在教学中设计了大量的对比实在教学中设计了大量的对比实验，验，然后通过实验事实的直观材料去分析原电池然后通过实验事实的直观材料去分析原电池的工作原理，的工作原理，形成条件、形成条件、实际应用，实际应用，降低了难度，降低了难度，符合学生的认知规律。符合学生的认知规律。教学目标教学目标（一）知识与技能（一）知识与技能1 1、理解原电池的工作原理，能正确判断原电池、理解原电池的工作原理，能正确判断原电池的正负极。初步掌握形成原电池的条件。的正负极。初步掌握形成原电池的条件。2 2、训练学生的实验操作技能。、训练学生的实验操作技能。（二）过程与方法（二）过程与方法1.1.高效利用教材、课外资料和图片、事实数据高效利用教材、课外资料和图片、事实数据等教育资源，等教育资源，对“火力发电”进行完整透彻的剖对“火力发电”进行完整透彻的剖析，析，为学生创设情景，为学生创设情景，使他们有机会去研究和总使他们有机会去研究和总结“火力发电”的利与弊，结“火力发电”的利与弊，实现从“化学能热实现从“化学能热能机械能电能”的思维模式向“将化学能能机械能电能”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，直接转化为电能”新思维模式的转换，并且形成并且形成高效利用燃料、不浪费能源的意识。高效利用燃料、不浪费能源的意识。2.2.充分调动学生已有的生活经验，以及电学、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，化学反应中能量变化和氧化还原反应等知识，建建立在学生已有背景知识上的教学设计，立在学生已有背景知识上的教学设计，能更好地能更好地体现课程的完整性和教材编排体系的层次性，体现课程的完整性和教材编排体系的层次性，也也5 5符合认识规律。符合认识规律。3.3.选择实验探究教学方法。通过课堂内的实验选择实验探究教学方法。通过课堂内的实验探究，探究，使学生认识和体会化学能与电能相互转化使学生认识和体会化学能与电能相互转化的研究过程，的研究过程，理解氧化还原反应中的电子转移是理解氧化还原反应中的电子转移是化学电池的反应基础。化学电池的反应基础。利用课堂外科学探究实验利用课堂外科学探究实验活动，活动，如利用原电池原理证明几种金属的金属性如利用原电池原理证明几种金属的金属性强弱，强弱，各种水果电池的制作等，各种水果电池的制作等，为学生提供应用为学生提供应用知识的空间和拓展知识的机会。知识的空间和拓展知识的机会。（三）情感态度与价值观（三）情感态度与价值观（1 1）通过探究原电池原理，激发学生学习化学）通过探究原电池原理，激发学生学习化学的兴趣，的兴趣，乐于乐于探究物质变化的奥秘，探究物质变化的奥秘，体验体验科学探科学探究的艰辛和喜悦，感受究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。化学世界的奇妙与和谐。（2 2）在实例分析和化学史实的学习中，体验化）在实例分析和化学史实的学习中，体验化学作为一门应用学科的实际应用魅力和科学发学作为一门应用学科的实际应用魅力和科学发现的一般过程。现的一般过程。（3 3）认识化学能转化为电能对现代化的重大意）认识化学能转化为电能对现代化的重大意义，深化对能源开发与利用的重要性的认识。义，深化对能源开发与利用的重要性的认识。教学重、难点及其教学重、难点及其处理策略处理策略教学重点的分析与确定：教学重点的分析与确定：本节课是学生初次接触原电池的知识，本节课是学生初次接触原电池的知识，而在后而在后面的选修模块中还会详细介绍原电池原理的不面的选修模块中还会详细介绍原电池原理的不6 6同应用，同应用，加深对原电池原理的充分理解。加深对原电池原理的充分理解。因此我因此我将本节课的重点定位为：将本节课的重点定位为：理解氧化还原反应与原理解氧化还原反应与原电池原理之间的联系，电池原理之间的联系，了解原电池的形成条件和了解原电池的形成条件和简单原电池原理的分析。简单原电池原理的分析。教学难点的分析与确定教学难点的分析与确定学生此时对于氧化还原反应的知识已经有学生此时对于氧化还原反应的知识已经有一定程度的储备，一定程度的储备，但是化学反应原理的实际应用但是化学反应原理的实际应用却是第一次接触，却是第一次接触，而对于将一个氧化还原反应分而对于将一个氧化还原反应分为两个半反应在两个不同场所发生也十分陌生，为两个半反应在两个不同场所发生也十分陌生，因此我将本节课的难点定位为：因此我将本节课的难点定位为：原电池装置的设原电池装置的设计。计。解决途径：解决途径：（1 1）变教材中的教师演示实验为学生动手）变教材中的教师演示实验为学生动手实验。实验。这样不仅使学生观察到明显的现象，这样不仅使学生观察到明显的现象，还能还能使学生直接参与知识的探索过程，使学生直接参与知识的探索过程，从而获得直接从而获得直接的体验。的体验。（2 2）对于原电池正负极的判断，教材是以）对于原电池正负极的判断，教材是以叙述的形式提出的，叙述的形式提出的，这不利于学生对概念的理解这不利于学生对概念的理解和记忆。和记忆。可以利用一节干电池让学生自己设计实可以利用一节干电池让学生自己设计实验得出结论。验得出结论。这比直接提出正负极的判断方法更这比直接提出正负极的判断方法更有利于启发学生的思维，有利于启发学生的思维，提高学生的实验设计能提高学生的实验设计能力。力。7 7（3 3）教材中“组成原电池的条件”这一个）教材中“组成原电池的条件”这一个讨论题，讨论题，问题过于空泛，问题过于空泛，考虑到学生的知识迁移考虑到学生的知识迁移能力和概括能力还不是很强，能力和概括能力还不是很强，单纯的讨论可能会单纯的讨论可能会无从谈起，无从谈起，因此教学中设计了一系列的探究实验因此教学中设计了一系列的探究实验和一组学生实验习题和一组学生实验习题（以教材后面的一个习题为（以教材后面的一个习题为蓝本），让学生通过实验获得直接经验，再通过蓝本），让学生通过实验获得直接经验，再通过对比分析，对比分析，归纳出规律，归纳出规律，最终得出组成原电池的最终得出组成原电池的三个必要条件。三个必要条件。（4 4）将课本后面的家庭小实验）将课本后面的家庭小实验水果电水果电池，移到探讨“组成原电池的条件”的课堂教学池，移到探讨“组成原电池的条件”的课堂教学中，中，不仅能帮助同学理解组成原电池的其中一个不仅能帮助同学理解组成原电池的其中一个必要条件必要条件电解质溶液，而且能达到学以致电解质溶液，而且能达到学以致用，用，使学生觉得化学就在我们的身边，使学生觉得化学就在我们的身边，从而激发从而激发学生学习兴趣，启迪学生思维。学生学习兴趣，启迪学生思维。（5 5）在完成上述内容后，可以让学生自己）在完成上述内容后，可以让学生自己设计一个原电池，将刚学的内容进行应用和巩设计一个原电池，将刚学的内容进行应用和巩固，固，有利于培养学生的知识迁移能力和发散思维有利于培养学生的知识迁移能力和发散思维能力。能力。这样处理教材内容后，这样处理教材内容后，教学就可按照教学就可按照“问题“问题情景提出问题假设和推理实验验证得情景提出问题假设和推理实验验证得出结论新的问题情景提出新问题实验提出结论新的问题情景提出新问题实验提供直接经验对比分析、总结规律应用原理、供直接经验对比分析、总结规律应用原理、8 8规律”的程序进行。规律”的程序进行。教学过程教学过程教学教学环节环节提出提出【创设情景】【创设情景】格格学习学习林太太的烦恼林太太的烦恼的病是怎么引的病是怎么引起的，起的，通过今天通过今天的学习找答案。的学习找答案。（1 1）指导阅读）指导阅读(1)(1)阅读课本中阅读课本中（1 1）明明创创 设设 课本中关于电课本中关于电关关于于电电力力在在当当 确确电电力力问问 题题 力在当今社会力在当今社会今今社社会会的的应应用用 在在当当今今情景情景的应用和作用。的应用和作用。和作用。和作用。社社会会的的（2 2）多媒体呈）多媒体呈(2)(2)观看多媒体观看多媒体应应用用和和现现 20012001 年我国年我国 呈现的呈现的 20012001 年年 作作发电总量构成发电总量构成我我国国发发电电总总量量 用。用。图图构成图构成图（2 2）（3 3）多媒体呈）多媒体呈(3)(3)观看多媒体观看多媒体通过分通过分现火力发电的现火力发电的呈呈现现的的火火力力发发 析火力析火力相关图片、相关图片、影像影像 电的相关图片、电的相关图片、发电的发电的和图表。和图表。影像和图表。影像和图表。利与利与9 9教师活动教师活动学生活动学生活动学生认学生认识发展识发展通过通过疑，明疑，明确学习确学习任务。任务。好奇、惊喜、好奇、惊喜、设境激设境激任务任务思考：思考：格林太太格林太太 思考思考（4 4）引导学生）引导学生(4)(4)分析火力发分析火力发弊，形弊，形分析火力发电分析火力发电电的原理、电的原理、利与利与 成高效成高效的原理、利与的原理、利与弊。弊。弊。弊。（5 5）引导学生）引导学生 燃烧的氧化还燃烧的氧化还原本质及其体原本质及其体利用燃利用燃浪费能浪费能源，积源，积(5)(5)讨论并分析讨论并分析料，不料，不引引 导导 分析燃烧的氧分析燃烧的氧学学 生生 化还原本质及化还原本质及建建 立立 其体系能量的其体系能量的新新 思思 变化。变化。路路能否将化学能能否将化学能直接转化为电直接转化为电能？怎样才能能？怎样才能实现这个转实现这个转变？变？试从反应类型试从反应类型分析分析系能量的变化。系能量的变化。极开发极开发交流回答：交流回答：要想要想 高效清高效清产生电能，产生电能，需要需要 洁燃料洁燃料有电流产生，有电流产生，而而 的意的意电流的实质是电流的实质是带电粒子的定带电粒子的定识。识。向移动，向移动，我们所我们所 深刻理深刻理学过的反应中，学过的反应中，解氧化解氧化只有氧化还原只有氧化还原反应具备这一反应具备这一还原剂转移至还原剂转移至氧化剂。氧化剂。还原反还原反应是原应是原成的前成的前提条提条件。件。通过通过特征，特征，即电子从即电子从 电池形电池形【学生实验】【学生实验】创创 设设（1 1）锌片、铜）锌片、铜 回答：回答：前者锌片前者锌片 实验使实验使1010实实 验验 片单独插入稀片单独插入稀探探 究究 硫酸硫酸情情景景，片用导线连接片用导线连接原原 电电池池 工工理理有气泡，有气泡，铜无现铜无现 学生在学生在象。象。后者铜片有后者铜片有 原有知原有知有少量气泡有少量气泡交流交流础上又础上又新问新问（2 2）锌片、铜）锌片、铜 大量气泡，大量气泡，锌片锌片 识的基识的基理理 解解 插入稀硫酸中。插入稀硫酸中。生生交流，生生交流，师生师生 发现了发现了结论：结论：应为锌表应为锌表 题。题。作作 原原【提问【提问 1 1】根据根据 面面的的电电子子流流到到你的实验现象，你的实验现象，了了铜铜丝丝上上被被溶溶【提问【提问2 2】根据根据你的解你的解释请设计实验释请设计实验验证。验证。产生了产生了 H H2 2。培培养养极极思思考考问问题题的的试着去解释。试着去解释。液中的液中的 H H+得到得到 学学生生积积学生思考：学生思考：可以可以 能能力力，连连接接一一个个电电流流 并并能能用用计计已已有有知知识识去去解解【教师演示】【教师演示】【提问【提问 3 3】装置装置学生观看。学生观看。释释一一定定有有 何何 实实 际际 意意问题。问题。可提供电能可提供电能义？义？培培养养学学学学生生思思考考、回回生生设设计计【提问【提问 4 4】该套该套答：答：化学能转化化学能转化实实验验的的装置称为原电装置称为原电为电能的装置。为电能的装置。能力。能力。池，池，请你从能量请你从能量1111的角度给它下的角度给它下电电流流计计指指针针偏偏定义。定义。转转电电流流产产生生 培培养养学学原原 电电【板书】原电【板书】原电产产生生电电能能 生生思思维维池池 的的池：池：化学能转化化学能转化化化学学能能转转化化为为 的的深深刻刻正正、为电能的装置为电能的装置电电能能装装置置原原 性性负负 极极叫原电池。叫原电池。电池。电池。和和 电电【提问】【提问】作为电作为电极极 反反池，池，有正极和负有正极和负明明确确概概学生根据物理学生根据物理念。念。应应 式式极之分，极之分，请问锌请问锌知识回答：生：知识回答：生：书写书写片和铜片谁是片和铜片谁是（电流流入）（电流流入）的的运运用用已已负极、谁是正负极、谁是正电极为负极，电极为负极，电电有有知知极？你的判断极？你的判断子流入子流入（电流流（电流流识识，解解依据？依据？出）出）的电极为正的电极为正决决新新问问【板书】【板书】1 1、工、工 极极题题，培培作原理：作原理：养养迁迁移移负极：负极：电子流出电子流出能力。能力。创创 设设的一极，的一极，学生观看学生观看阅阅 读读Zn-2eZn-2e总总反反应应：提提高高概概情情2+2+-=Zn-=Zn（氧化）（氧化）Z Z括括、分分景景，正极：正极：电子流入电子流入n n析析综综合合探探 究究的一极，的一极，+能力能力原原 电电1212池池 的的2 2H H揭揭示示本本+形形 成成 2H2H+2e+2e-=H=H2 2条件条件（还原）（还原）创创 设设实实 验验情情景景，进进 一一步步 强强化化 原原电电 池池模型模型【动画】【动画】铜锌原铜锌原电池工作原理电池工作原理【引导】【引导】写出铜写出铜锌原电池总反锌原电池总反应方程式，应方程式，比较比较其与锌片直接其与锌片直接跟稀硫酸反应跟稀硫酸反应有何异同。有何异同。阅读学案部分阅读学案部分有关原电池的有关原电池的质质，培培=养养分分析析Z Z问问题题能能n n力。力。2+2+H H2 2通通过过化化学学史史加加深深理理解解实实践践认认识识再再实实践践同：同：总反应方程总反应方程式相同式相同发展史，发展史，学生分学生分异：异：电子转移途电子转移途再再认认析讨论形成原析讨论形成原径不同径不同识识的的辩辩电池的条件电池的条件证证唯唯物物【总结】【总结】形成原形成原 讨论、回答：讨论、回答：主主义义的的电池的条件电池的条件电极电极 电解质电解质 思思维维方方【指导实验】【指导实验】溶液溶液 导线连导线连 法。法。接接组组成成闭闭合合回回锌粒单独与锌粒单独与路路稀硫酸反应，稀硫酸反应，观观1313察；察；用铜丝接触用铜丝接触锌粒，观察；锌粒，观察；拿走铜丝，拿走铜丝，观观自发的氧化自发的氧化强强化化原原还原反应还原反应电电池池模模型型，应应用用察；察；再加入少量再加入少量学生作实验，学生作实验，得得CuSCuSO O4 4溶液，溶液，观观出结论：出结论：化学反化学反察。察。应速率加快。应速率加快。检检 查查 1 1、下列装置中灵敏电流计上是、下列装置中灵敏电流计上是检检查查学学学学况况2 2、请为格林太太看病、请为格林太太看病【总结】【总结】引引导导学学课课 堂堂1 1、进行知识梳理：原电池的原、进行知识梳理：原电池的原生生体体会会总结总结理和形成条件。引出各种电池和理和形成条件。引出各种电池和辩辩证证金属的腐蚀，为下一课时作铺金属的腐蚀，为下一课时作铺观观：任任何何事事物物垫。垫。2 2、方法总结：善于观察提出、方法总结：善于观察提出猜想进行验证得出结论。猜想进行验证得出结论。否有电流通过否有电流通过?下列装置是否为下列装置是否为 生生对对知知识识掌掌握握情况情况习习 情情 原电池原电池?判断的依据是什么判断的依据是什么?有有两两面面性。性。1414巩巩【家庭小实验】利用家里的材料【家庭小实验】利用家里的材料 将将探探究究以改用耳机，或者小灯泡等来检以改用耳机，或者小灯泡等来检 行到底行到底课课 后后 设计一个原电池。没有电流表可设计一个原电池。没有电流表可 实实验验进进固固、验电流的产生。要求：写出你的验电流的产生。要求：写出你的巩巩固固所所延伸延伸实验方案，实际操作效果和装置实验方案，实际操作效果和装置学学图（提示：水果本身也存在电解图（提示：水果本身也存在电解质溶液）质溶液）【作业】完成丰台练习册第二节【作业】完成丰台练习册第二节第一课时第一课时六、板书设计六、板书设计第二节化学能与电能第二节化学能与电能一、一、化学能与电化学能与电能的相互转化能的相互转化（一）火力发电工作原理（一）火力发电工作原理（二）原电池（二）原电池1.1.概念：将化学能转化为电能的装置叫原电池概念：将化学能转化为电能的装置叫原电池2.2.原电池的工作原理原电池的工作原理3.3.电极反应式与电池总反应式电极反应式与电池总反应式负极（锌片）负极（锌片）Zn+2eZn+2e-=Zn=Zn2+2+(氧化反应氧化反应)1515正极（铜片）正极（铜片）2H2H+2e+2e=H=H2 2（还原反应）（还原反应）电池总反应电池总反应式：式：ZnZn2H2H=Zn=Zn+H+H2 24.4.组成条件组成条件电极：电极：有两种活动性不同的金属有两种活动性不同的金属（或一种是非（或一种是非金属导体）材料作电极。金属导体）材料作电极。溶液：两电极均同时插入电解质溶液中。溶液：两电极均同时插入电解质溶液中。导线：两电极用导线相连，形成闭合电路。导线：两电极用导线相连，形成闭合电路。原电池化学反应本质：能自发进行氧化还原反原电池化学反应本质：能自发进行氧化还原反应。应。教学后记：教学后记：本课设计改演示实验为学生随堂实验，本课设计改演示实验为学生随堂实验，气氛活气氛活跃，跃，让学生参与化学学科的研究性学习，让学生参与化学学科的研究性学习，了解科了解科学家们的科研过程，体验科学研究的艰辛和乐学家们的科研过程，体验科学研究的艰辛和乐趣。趣。培养了学生学习兴趣、培养了学生学习兴趣、科学的态度和科学方科学的态度和科学方法。教学效果较好。法。教学效果较好。在本节课的各教学环节中，做到了（在本节课的各教学环节中，做到了（1 1）合理）合理创设问题情景，激发学生学习兴趣；（创设问题情景，激发学生学习兴趣；（2 2）强化）强化学生主体作用，引导学生积极参与；（学生主体作用，引导学生积极参与；（3 3）突出）突出化学实验功能，化学实验功能，帮助学生树立自然科学方法论思帮助学生树立自然科学方法论思1616+-+2+2+想；（想；（4 4）采用小组讨论，集体研究、回答提问）采用小组讨论，集体研究、回答提问等方式对教学过程进行全方位、等方式对教学过程进行全方位、多角度、多角度、多侧面多侧面的跟踪检测，的跟踪检测，深入了解学生学习过程中出现的问深入了解学生学习过程中出现的问题和困难，做到对教学信息的及时反馈和矫正。题和困难，做到对教学信息的及时反馈和矫正。通过这节课的教学设计和教学实践，通过这节课的教学设计和教学实践，我深刻我深刻体会到，体会到，教师要在教学中实施素质教育，教师要在教学中实施素质教育，发展创发展创新教育，新教育，必须树立开放的、必须树立开放的、符合学生身心发展的符合学生身心发展的教学教育理念，教学教育理念，不断从现代教育心理学、不断从现代教育心理学、现代教现代教学论和认识论、学论和认识论、方法论中汲取营养，方法论中汲取营养，从思想上解从思想上解决三个问题即“为什么教？教什么？如何教？”决三个问题即“为什么教？教什么？如何教？”并在自己的教学实践中，不断努力，积极探索。并在自己的教学实践中，不断努力，积极探索。要善于给学生创设宽松和谐的教学环境，要善于给学生创设宽松和谐的教学环境，使学生使学生在学习过程中心情舒畅，思维活跃，快乐学习，在学习过程中心情舒畅，思维活跃，快乐学习，健康发展。健康发展。扩展资料扩展资料火力发电火力发电火力发电是指利用煤炭、石油、天然气等固体、火力发电是指利用煤炭、石油、天然气等固体、生产过程液体、生产过程液体、气体燃料燃烧时产生的热能，气体燃料燃烧时产生的热能，通通过热能来加热水，使水变成高温产生高压水蒸过热能来加热水，使水变成高温产生高压水蒸气，气，然后再由水蒸气推动汽轮机，然后再由水蒸气推动汽轮机，汽轮机带动发汽轮机带动发电机从而发电。电机从而发电。在所有发电方式中，在所有发电方式中，火力发电是火力发电是1717历史最久的，也是最重要的一种。燃烧煤、油、历史最久的，也是最重要的一种。燃烧煤、油、气或其他碳氢化合物等燃料，气或其他碳氢化合物等燃料，将所得到的热能转将所得到的热能转变成机械能带动发电机产生电力的发电机组，变成机械能带动发电机产生电力的发电机组，称称为火力发电机组。为火力发电机组。发电机是将其它形式的能源转发电机是将其它形式的能源转换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴换成电能的机械设备，它由水轮机、汽轮机、柴油机或其它动力机械驱动，将水流，气流，燃料油机或其它动力机械驱动，将水流，气流，燃料燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传燃烧或原子核裂变产生的能量转化为机械能传给发电机，给发电机，再由发电机转换为电能。再由发电机转换为电能。发电机的形发电机的形式很多，式很多，但其工作原理都基于电磁感应定律和电但其工作原理都基于电磁感应定律和电磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当磁力定律。因此，其构造的一般原则是：用适当的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁的导磁和导电材料构成互相进行电磁感应的磁路和电路，路和电路，以产生电磁功率，以产生电磁功率，达到能量转换的目达到能量转换的目的。的。发电机工作原理：发电机工作原理：发电机主要由定子、发电机主要由定子、转子、转子、端盖端盖.电刷电刷.机座及轴承等部件构成。定子由机座机座及轴承等部件构成。定子由机座.定子铁芯、定子铁芯、线包绕组、线包绕组、以及固定这些部分的其他以及固定这些部分的其他结构件组成。转子由转子铁芯、转子磁极（有磁结构件组成。转子由转子铁芯、转子磁极（有磁扼扼.磁极绕组磁极绕组)、滑环、滑环、(又称铜环又称铜环.集电环集电环)、风扇、风扇及转轴等部件组成。及转轴等部件组成。通过轴承、通过轴承、机座及端盖将发机座及端盖将发电机的定子，电机的定子，转子连接组装起来，转子连接组装起来，使转子能在定使转子能在定子中旋转，子中旋转，通过滑环通入一定励磁电流，通过滑环通入一定励磁电流，使转子使转子成为一个旋转磁场，成为一个旋转磁场，定子线圈做切割磁力线的运定子线圈做切割磁力线的运动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接动，从而产生感应电势，通过接线端子引出，接1818在回路中，在回路中，便产生了电流。便产生了电流。由于电刷与转子相连由于电刷与转子相连处有断路处，处有断路处，使转子按一定方向转动，使转子按一定方向转动，产生交变产生交变电流所以家庭电路等电路中是交变电流，电流所以家庭电路等电路中是交变电流，简称交简称交流电。我国电网输出电流的频率是流电。我国电网输出电流的频率是 5050 赫兹。赫兹。核电站核电站核电站核电站（nuclear power plantnuclear power plant）是利用核分裂是利用核分裂(Nuclear(Nuclear Fission)Fission)或核融合或核融合(Nuclear Fusion)(Nuclear Fusion)反应反应所释放的的能量产生电能的发电厂。所释放的的能量产生电能的发电厂。目前商业运目前商业运转中的核能发电厂都是利用核分裂反应而发电。转中的核能发电厂都是利用核分裂反应而发电。核电站一般分为两部分：核电站一般分为两部分：利用原子核裂变生产蒸利用原子核裂变生产蒸汽的核岛汽的核岛（包括反应堆装置和一回路系统）（包括反应堆装置和一回路系统）和利和利用蒸汽发电的常规岛（包括汽轮发电机系统），用蒸汽发电的常规岛（包括汽轮发电机系统），使用的燃料一般是放射性重金属：铀、钚使用的燃料一般是放射性重金属：铀、钚发电原理发电原理核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉，核电站以核反应堆来代替火电站的锅炉，以以核燃料在核反应堆中发生特殊形式的核燃料在核反应堆中发生特殊形式的“燃烧燃烧”产产生热量，使核能转变成热能来加热水产生蒸汽。生热量，使核能转变成热能来加热水产生蒸汽。利用蒸汽通过管路进入汽轮机，利用蒸汽通过管路进入汽轮机，推动汽轮发电机推动汽轮发电机发电，使机械能转变成电能。一般说来，核电站发电，使机械能转变成电能。一般说来，核电站的汽轮发电机及电器设备与普通火电站大同小的汽轮发电机及电器设备与普通火电站大同小异，其奥妙主要在于核反应堆。异，其奥妙主要在于核反应堆。1919核反应堆核反应堆核反应堆，又称为原子核反应堆，又称为原子反应堆或反应堆，是装配了反应堆或反应堆，是装配了核燃料以实现大规模可控制核燃料以实现大规模可控制裂变链式反应的装置。裂变链式反应的装置。原子由原子核与核外电原子由原子核与核外电子组成。原子核由质子与中子组成。原子核由质子与中子组成。当铀子组成。当铀 235235 的原子核的原子核核反应堆工作原理图核反应堆工作原理图受到外来中子轰击时，受到外来中子轰击时，一个原子核会吸收一个中一个原子核会吸收一个中子分裂成两个质量较小的原子核，子分裂成两个质量较小的原子核，同时放出同时放出 2 23 3个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀个中子。这裂变产生的中子又去轰击另外的铀235235 原子核，引起新的裂变。如此持续进行就是原子核，引起新的裂变。如此持续进行就是裂变的链式反应。裂变的链式反应。链式反应产生大量热能。链式反应产生大量热能。用循用循环水环水(或其他物质或其他物质)带走热量才能避免反应堆因过带走热量才能避免反应堆因过热烧毁。热烧毁。导出的热量可以使水变成水蒸气，导出的热量可以使水变成水蒸气，推动推动气轮机发电。气轮机发电。由此可知，由此可知，核反应堆最基本的组成核反应堆最基本的组成是裂变原子核是裂变原子核+热载体。但是只有这两项是不能热载体。但是只有这两项是不能工作的。因为，高速中子会大量飞散，这就需要工作的。因为，高速中子会大量飞散，这就需要使中子减速增加与原子核碰撞的机会；使中子减速增加与原子核碰撞的机会；核反应堆核反应堆要依人的意愿决定工作状态，这就要有控制设要依人的意愿决定工作状态，这就要有控制设施；施；铀及裂变产物都有强放射性，铀及裂变产物都有强放射性，会对人造成伤会对人造成伤害，因此必须有可靠的防护措施。综上所述，核害，因此必须有可靠的防护措施。综上所述，核2020反应堆的合理结构应该是：反应堆的合理结构应该是：核燃料核燃料+慢化剂慢化剂+热载热载体体+控制设施控制设施+防护装置。防护装置。安全原则安全原则为了保护核电站工作人员和核电站周围居为了保护核电站工作人员和核电站周围居民的健康，核电站必须始终坚持民的健康，核电站必须始终坚持“质量第一，安质量第一，安全第一全第一”的原则。核电站的设计、建造和运行均的原则。核电站的设计、建造和运行均采用纵深防御的原则，采用纵深防御的原则，从设备、从设备、措施上提供多等措施上提供多等级的重叠保护，以确保核电站对功率能有效控级的重叠保护，以确保核电站对功率能有效控制，制，对燃料组件能充分冷却，对燃料组件能充分冷却，对放射性物质不发对放射性物质不发生泄漏。生泄漏。纵深防御原则一般包括五层防线，纵深防御原则一般包括五层防线，第一第一层防线：精心设计、制造、施工，确保核电站有层防线：精心设计、制造、施工，确保核电站有精良的硬件环境。精良的硬件环境。建立周密的程序，建立周密的程序，严格的制度，严格的制度，对核电站工作人员有高水平的教育和培训，对核电站工作人员有高水平的教育和培训，人人人人注意和关心安全，注意和关心安全，有完备的软件环境。有完备的软件环境。第二层防第二层防线：线：加强运行管理和监督，加强运行管理和监督，及时正确处理异常情及时正确处理异常情况，况，排除故障。排除故障。第三层防线在严重异常情况下反第三层防线在严重异常情况下反应堆正常的控制和保护系统动作，应堆正常的控制和保护系统动作，防止设备故障防止设备故障和人为差错造成事故。和人为差错造成事故。第四层防线：第四层防线：发生事故情发生事故情况时，况时，启用核电站安全系统包括各外设安全系统启用核电站安全系统包括各外设安全系统加强事故中的电站管理，加强事故中的电站管理，防止事故扩大保护反应防止事故扩大保护反应堆厂房安全壳。堆厂房安全壳。第五层防线万一发生极不可能发第五层防线万一发生极不可能发生的事故并伴有放射性外泄启用厂内外应急响生的事故并伴有放射性外泄启用厂内外应急响2121应计划努力减轻事故对周围居民和环境的影响。应计划努力减轻事故对周围居民和环境的影响。安全保护系统均采用独立设备和冗余布置，安全保护系统均采用独立设备和冗余布置，均备有事故电源，均备有事故电源，安全系统可以抗地展和在蒸汽安全系统可以抗地展和在蒸汽 空气及放射性物质的恶劣环境中运行。核电空气及放射性物质的恶劣环境中运行。核电站运行人员须经严格的技术和管理培训，站运行人员须经严格的技术和管理培训，通过国通过国家核安全局主持的资格考试，家核安全局主持的资格考试，获得国家核安全局获得国家核安全局颁发的运行值岗操作员或高级操作员执照才能颁发的运行值岗操作员或高级操作员执照才能上岗，上岗，无照不得上岗。无照不得上岗。执照在规定期内有效，执照在规定期内有效，过过期后必须申请核发机关再次审查。期后必须申请核发机关再次审查。万一发生了核外泄事故，应启动应急计划。万一发生了核外泄事故，应启动应急计划。应急计划的内容主要包括：应急计划的内容主要包括：疏散人员，疏散人员，封闭核污封闭核污染区（核反应堆及核电站），清除核污染，以保染区（核反应堆及核电站），清除核污染，以保证人身安全和环境清洁。证人身安全和环境清洁。按照纵深防御的原则，按照纵深防御的原则，在核燃料和环境外部在核燃料和环境外部空气之间设置了四道屏障。空气之间设置了四道屏障。即第一道屏障：即第一道屏障：燃料燃料芯块核然料放在氧化铀陶瓷芯块中，芯块核然料放在氧化铀陶瓷芯块中，并使得大部并使得大部分裂变产物和气体产物分裂变产物和气体产物 95%95%以上保存在芯块内。以上保存在芯块内。第二道屏障：第二道屏障：燃料包壳，燃料包壳，燃料芯块密封在铅合金燃料芯块密封在铅合金制造的包壳中构成核燃料芯棒错合金，制造的包壳中构成核燃料芯棒错合金，具有足够具有足够的强度且在高温下不与水发生反应。第三道屏的强度且在高温下不与水发生反应。第三道屏障：障：压力管道和容器冷却剂系统将核燃料芯棒封压力管道和容器冷却剂系统将核燃料芯棒封闭在闭在 20cm20cm 以上的钢质耐高压系统中避免放射性以上的钢质耐高压系统中避免放射性2222物质泄漏到反应堆厂房内。物质泄漏到反应堆厂房内。第四道屏障：第四道屏障：反应堆反应堆安全壳用预应力钢筋混凝土构筑壁厚近安全壳用预应力钢筋混凝土构筑壁厚近 100cm100cm，内表面加有内表面加有 6mm6mm 的钢衬，可以抗御来自内部或的钢衬，可以抗御来自内部或外界的飞出物，防止放射性物质进入环境。外界的飞出物，防止放射性物质进入环境。选址原则选址原则核电站的选址要求非常高，选址需非常慎核电站的选址要求非常高，选址需非常慎重。根据国际上通行的关于核电站选址有经济、重。根据国际上通行的关于核电站选址有经济、技术、安全、环境和社会四原则。技术、安全、环境和社会四原则。经济原则核电站能够有足够的资金来建设经济原则核电站能够有足够的资金来建设和运行，和运行，所服务的地区要有足够的用电需求，所服务的地区要有足够的用电需求，所所以核电站常常选址经济较发达的地区。以核电站常常选址经济较发达的地区。后面三个原则则有着密切的相互联系。后面三个原则则有着密切的相互联系。核电核电站必须建在经济发达地区的相对偏远地区，站必须建在经济发达地区的相对偏远地区，5050公里以内不能有大中型城市。公里以内不能有大中型城市。要求厂址深部必须要求厂址深部必须没有断裂带通过，没有断裂带通过，而且要求核电站数千米范围内而且要求核电站数千米范围内没有活动断裂，厂址没有活动断裂，厂址 100100 千米海域、千米海域、5050 千米内千米内陆，历史上没有发生过陆，历史上没有发生过 6 6 级以上地震，厂址区级以上地震，厂址区600600 年来也没有发生年来也没有发生 6 6 级地震的构造背景。从核级地震的构造背景。从核安全的角度来看，安全的角度来看，核电站选址必须考虑到公众和核电站选址必须考虑到公众和环境免受放射性事故释放所引起的过量辐射影环境免受放射性事故释放所引起的过量辐射影响，响，同时要考虑到突发的自然事件或人为事件对同时要考虑到突发的自然事件或人为事件对核电厂的影响，核电厂的影响，所以，所以，核电站必须选在人口密度核电站必须选在人口密度2323低，易隔离的地区。低，易隔离的地区。另外，核电站在运行过程中要产生巨大热另外，核电站在运行过程中要产生巨大热量，量，所以核电站的选址必须靠近水源，所以核电站的选址必须靠近水源，最好是靠最好是靠海，海，这也是大型核电站都建在海边的一个重要原这也是大型核电站都建在海边的一个重要原因，因，并且靠海还可以解决大件设备运输问题。并且靠海还可以解决大件设备运输问题。万万一发生危险，一发生危险，在平的海岸线和放射物均匀发散的在平的海岸线和放射物均匀发散的情况下，污染陆地面积只是完全在内陆的一半。情况下，污染陆地面积只是完全在内陆的一半。但是建在海边有利的同时也多出一个风险，但是建在海边有利的同时也多出一个风险，就是就是海啸或者台风带来大浪的可能。海啸或者台风带来大浪的可能。通常会建设防波通常会建设防波堤来抵御巨浪的冲击。堤来抵御巨浪的冲击。但是防波堤只能抵御一定但是防波堤只能抵御一定程度的冲击，程度的冲击，如果是比较大的海啸的话，如果是比较大的海啸的话，防波堤防波堤无能为力，很可能产生十分严重的后果。无能为力，很可能产生十分严重的后果。20112011年年 3 3 月月 1111 日日本日日本 9 9 级大地震及海啸导致核泄露级大地震及海啸导致核泄露就是一例。就是一例。从上述要求来看，内陆地区核电选址更要慎从上述要求来看，内陆地区核电选址更要慎重，重，因为内陆地区的水源全部为淡水，因为内陆地区的水源全部为淡水，并且几乎并且几乎所有的大江大河都直接向周边城市供应生活用所有的大江大河都直接向周边城市供应生活用水，水，在这种情况下建设核电站，在这种情况下建设核电站，一旦发生泄漏事一旦发生泄漏事故，后果不堪设想。故，后果不堪设想。2424课课题题第二节第二节化学能与电能化学能与电能(第第课时课时)2 2教学目标教学目标1 1知识目标知识目标（1 1）金属腐蚀、电化腐蚀、吸氧腐蚀、析氢腐）金属腐蚀、电化腐蚀、吸氧腐蚀、析氢腐蚀的一般概念。蚀的一般概念。（2 2）生活中常见的化学电源的认识。）生活中常见的化学电源的认识。（3 3）利用原电池概念理解金属腐蚀跟防腐的联）利用原电池概念理解金属腐蚀跟防腐的联系。系。2 2能力和方法目标能力和方法目标（1 1）通过学习金属腐蚀与金属防腐的学习，提）通过学习金属腐蚀与金属防腐的学习，提高用化学基础知识解决实际的能力。高用化学基础知识解决实际的能力。（2 2）通过金属防腐的学习，提高用化学基础知）通过金属防腐的学习，提高用化学基础知识认识生活实际问题能力。识认识生活实际问题能力。3 3情感和价值观目标情感和价值观目标（1 1）通过铁生锈、钢铁防腐、水果电池等的研）通过铁生锈、钢铁防腐、水果电池等的研究，培养多留意、多观察等习惯。形成遇事多问究，培养多留意、多观察等习惯。形成遇事多问几个为什么的重要性。几个为什么的重要性。2525（2 2）通过原电池原理的学习，可认识到原电池）通过原电池原理的学习，可认识到原电池既是各种化学电源的基础、又是金属腐蚀的根既是各种化学电源的基础、又是金属腐蚀的根本，从而体会科学知识的重要性。本，从而体会科学知识的重要性。教学重点教学重点金属的腐蚀和防腐。金属的腐蚀和防腐。教学难点教学难点生活各类化学电源中反应原理的分生活各类化学电源中反应原理的分析和电极反应式的书写。析和电极反应式的书写。教学过程教学过程教师活动教师活动学学生生活活【复习】上节课我们学习了原电池的【复习】上节课