第二节化学能与电能教学设计_中学教育-高中教育.pdf

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1、学习必备 欢迎下载 第二节 化学能与电能(共 3 课时)一、教学目标 1、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，能设计并完化学能与电能转化的化学实验（2）.形成原电池的概念，探究构成原电池的条件 2、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，提高科学探究的基本能力（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 3、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

2、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。二、教学内容及模块整体分析 本节内容位于普通高中课程标准实验教科书化学必修2 第二章第二节 化学能与电能第一部分。节课内容是学生学习了化学必修 1氧化还原反应 与必修 2 的化学能与热能等内容之后而学习的，学好本节内容能为以后学好 化学选修 1（化学与生活）中金属腐蚀与防护，以及选修化学的学生学好化学选修 4（化学反应原理）中的电解原理等知识打下基础）三、学情分析 本节内容是电化学中的重要知识。当学生知道了化学反应中能量的相互转化过程之后，对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。教师从能量转

3、化角度来引出这种实现化学能转化为电能的装置原电池装置，再通过“科学探究”进一步挖掘原电池原理和组成条件，接着教师通过介绍根据此原电池原理制成的各种在现代工农业生产、科学实验、日常生活中被广泛应用的原电池。通过紧密联系生活实际，以激发学生学习化学兴趣，更重要的是启发学生运用已学化学知学习必备 欢迎下载 识解决实际问题，从而培养学生的创新精神。由于学生之前没有电化学的基础，理解原电池原理有一定的难度。为了帮助学生对原电池工作原理的理解，在教学设计中从学生的经验和已有的相关化学、物理知识相入手，从学生现有的思维能力入手，逐步深入，引导学生思考归纳总结.四、教学策略选择与设计 首先，教师通过复习化学反

4、应与能量变化的关系引导学生思考化学能是否能转化为电能来引入新课；再通过演示实验来验证学生通过思考后得出结论。当学生发现化学反应有电流产生就会情不自禁地提出一系列问题，产生强烈的探索欲望，并提出各种各样的假设；教师通过一系列演示实验为学生提供“实证性”材料，学生根据实验现象，经过严密的逻辑推理，得出相关结论；当学生理解原电池的原理后，教师再通过教材设置的一个讨论题，让学生自己归纳“组成原电池的条件”。同时，课本后面的“家庭小实验-水果电池”，习题中的“用铜、银和硝酸溶液设计一个原电池”都是本课时探究教学内容的应用和延伸。在学生现有的思维能力的基础上,对教材内容进行大胆合理的整合,使知识的生成过程

5、完全与学生的思维的发展过程及水平完全融合,通过对原电池的类型的对比,掌握原电池的电极反应式书写的基本思维方法.让学生体会化学的学习的思维方法、学习的能力及思维方法体系对学习的重要性，从而培养学生的学习的兴趣，感受学习过程中所带来的幸福感和成就感。五、教学重点及难点 教学重点 1、化学能转化成电能方式 2、原电池的概念及其构成要件 3、原电池正负极的判断方法 4、原电池中电荷的移动 5、原电池原理实验方案的设计 教学难点 1、原电池正负极的判断与两极反应的书写 2、探究化学能直接转化成电能的条件 3、原电池原理实验方案的设计 识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完化学能与电能转化的化学实验形成

6、原电池的概念探究构成原电池的条件过程与方法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能力情感态度与价值观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二教学内容及模块生学习了化学必修氧化还原反应与必修的化学能与热能等内容之后而学习的学好本节内容能为以后学好化学选修化学与生活中金属腐蚀与防护以及选修化学的学生学好化学选修化学反应原理中的电解原理等知识打下基础三学情分析学习必备 欢迎下载 教学过程：知识再现:（1）氧化还原反应中基本

7、概念关系（2）什么是电解质，电解质的常见类型有哪些（3）物质导电的原因（4）电路中电流产生的原因 知识清单:（5）化学能转化为电能的关键（6）原电池（7）电极反应式及其书写 问题 化学能可以转化为热能，那么化学能能否转化为电能？如要将化学能直接转化为电能，必须具备什么条件？2、教学设计 第一课时 原电池工作原理 教师活动 学生活动 设计意图【复习回顾】化学能中能量变化的原因 回忆化学能与热能之间的转换关系 进一步的熟悉化 学能与能量的转化，为本节课的学 习做好准备。设疑 化学能能够转化为电能 兴趣试验 柠檬水果电池（铜、锌两块金属、导线、检流计）激发、调动学生积极思考问题，分析 的兴趣。设疑

8、柠檬水果中的电流是如何产生的？【板书】第二节 化学能与电能 【引入】随着科学技术的发展和社会的进步,各种各样的电器不断进入现代社会,大大丰富和方便了我们的生活、学习和工作 【倾听、思考】激发学生的好奇和兴趣，带入主题 识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完化学能与电能转化的化学实验形成原电池的概念探究构成原电池的条件过程与方法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能力情感态度与价值观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

9、能源观二教学内容及模块生学习了化学必修氧化还原反应与必修的化学能与热能等内容之后而学习的学好本节内容能为以后学好化学选修化学与生活中金属腐蚀与防护以及选修化学的学生学好化学选修化学反应原理中的电解原理等知识打下基础三学情分析学习必备 欢迎下载【展示】日常生活中经常见到的一些电池（实物展示）。【思考】电池为什么就可以产生电呢？知识清单 (课件展示)培养学生的自学能力和自学习惯【讲述】电能是一种清洁能源，我们日常所用的照明电是火电。是一种二次型能源。【思考】火电是如何产生的？有何缺点？【问题 1】化学能能否直接转化为电能？如果化学能要直接转化为电能，应该具备什么条件？【回忆 讨论】1.氧化还原反应

10、的基本概念的关系？2.什么是电解质？3.物质导电的原因？4.电路中电流产生的原因？从学生的现有的基础知识和思维能力入手，逐步深入，强化学生的学习、分析问题的逻辑思维能力。掌握逻辑推理和归纳的基本学习思维方法。引导 归纳 板书 1、物质导电的原因：（1）有自由移动的离子 （2）有自由移动的电子 2、电路中电流产生的原因：电子的定向移动。思考 回忆 1、电路中电子电子发生定向移动的原因？2、将两节电池正极对接，用电线将负极相连，接入小灯泡，小灯泡会发亮吗？为什么？与生活常识和初中已学的物理学电学原理相结合，使学生理解电流产生的原因，学生便很容易地理解化学能转化为电能的原理。问题 2 若要把化学能直

11、接的转化为化学能，首要的条件是什么？思考 总结 将锌片直接放入硫酸中，有何现象？化学反应过程是否有电流产生？试分析原因？培养学生分析问题的能力 问题 2如何让氧化还原反应中 识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完化学能与电能转化的化学实验形成原电池的概念探究构成原电池的条件过程与方法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能力情感态度与价值观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二教学内容及模块生学习了化学必修氧化还

12、原反应与必修的化学能与热能等内容之后而学习的学好本节内容能为以后学好化学选修化学与生活中金属腐蚀与防护以及选修化学的学生学好化学选修化学反应原理中的电解原理等知识打下基础三学情分析学习必备 欢迎下载 的电子转化为电流？实验探究 1 按照图示，将铜和锌片分别放入稀硫酸中，观察现象？将铜和锌片用导线连接插入稀硫酸溶液中，观察现象？观察 记录 现象 1：铜片上无明显现象，锌片有气泡产生 现象 2：铜片上有气泡产生，锌片逐渐溶解。思考 讨论 总结 1、试分析在该体系中，铜片上产生的是什么气体？2、试通过现象分析，电路中电流产生的原理 培养学生观察现象能力，通过现象分析问题和归纳总结问题的能力。使学生形

13、成严密的逻辑思维能力。讲述 上述电流产生的过程可以表示为：2H+2e-=H2(还原反应)Zn-2e-=Zn2+(氧化反应)板书 把化学能转化为电能的装置叫做原电池 倾听 思考 理解 讲述 并板书 和干电池一样，把原电池中电子流出（失电子）的电极叫负极 电子流入（得点子）的叫正极。在电极上发生的氧化反应和还原反应的过程叫做电子反应式，两者相加可得总电极反应。思考 练习 写出电子的总反应式：负极：2H+2e-=H2 正极：Zn-2e-=Zn2+电极总反应：2H+Zn=H2+Zn2+思考 正负极的电子数目是否相等？实验探究 2 如将铜片换成锌片，电路中是否 有 电 流 产生？观察 记录 现象：检流计

14、的指针不发生偏转，两锌片上都有气泡产生。思考 讨论 识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完化学能与电能转化的化学实验形成原电池的概念探究构成原电池的条件过程与方法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能力情感态度与价值观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二教学内容及模块生学习了化学必修氧化还原反应与必修的化学能与热能等内容之后而学习的学好本节内容能为以后学好化学选修化学与生活中金属腐蚀与防护以及选修化学的学生学

15、好化学选修化学反应原理中的电解原理等知识打下基础三学情分析学习必备 欢迎下载 该 装 置 能 否 产 生 电流？试分析原因？问题 3 通过以上实验，试分析化学转化为电能的条件？讨论 归纳 引导 归纳 总结 化学能转化为电能，首要的是要有电子，故化学反应必须是氧化还原反应 有了电子，必须要让电子发生移动，故失电子和得点子必须在在不同的区域进行。为了让电子发生定向移动，必须要有电压，故必须要有两种活性不同的电极，产生电压。在闭合电路中，在外加电压下，电子发生定向移动，因此，要把化学能转化为电能，还必须要形成闭合回路。思考 讨论 如何使才行形成闭合回路？通过化学实验现象，培养学生对知识的迁移应用的能

16、力，对问题的逻辑推论和归纳的能力。板书 原电池的构成条件 1、自发进行的氧化还原反应（提供电子）2、要有两种活性不同的电极（形成电压或电势差）3、形成闭合回路：（1）外电路：用导线将两电极相连（电子发生移动）（2）内电路：电解质溶液或融融的电解质（离子发生定向移动，使电流通过）思考 通过铜-锌/（稀硫酸）的原电池，分析如何判断原电池的正、负电极？培养学生归纳总结的能力，提高学生的方法体系化的思维能力。识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完化学能与电能转化的化学实验形成原电池的概念探究构成原电池的条件过程与方法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

17、提高科能力情感态度与价值观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二教学内容及模块生学习了化学必修氧化还原反应与必修的化学能与热能等内容之后而学习的学好本节内容能为以后学好化学选修化学与生活中金属腐蚀与防护以及选修化学的学生学好化学选修化学反应原理中的电解原理等知识打下基础三学情分析学习必备 欢迎下载 课堂小结 本节课的重点要理解和掌握原电池的工作原理，从电流产生的原因入手，结合物理学的电学原理理解构成原电池的基本条件，能够从不同的角度判断原电池的电极。第二课时 原电池

18、的常见类型与电极反应式的书写 复习回顾 化学能直接转化为电能的条件？思考 回忆 原电池的构成条件。进一步准确理解原电池的工作原理，为电极反应式的书写技巧做好理论准备。思维导航 1 分析下列两个装置能否形成原电池，若能，试写出原电池的电极反应式及总电极反应式？练习 思考 总结 1、对比铜锌原电池，通过总电极反应，你能从中得出什么信息？如何书写电极反应式？2、原电池的负极一定是活泼金属吗？通过最基本的电极反应，使学生逐步理解化学能转化为化学能的过程，在过程中提炼处理问题的方法，提高学生的学习的逻辑思维能力 引导 总结 板书 三、原电池的类型及原电池的电极书写 类型一：活泼金属做原电池的负极，并能和

19、电解质溶液发生氧还反应，原电池的总电极反应相当于活泼金属与电解质溶液之间发生的氧还反应 电极反应式书写思维方法：根据总反应，分析得失电子的物 思考 练习 写出的总电极反应及电极反应式。识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完化学能与电能转化的化学实验形成原电池的概念探究构成原电池的条件过程与方法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能力情感态度与价值观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二教学内容及模块生学习了化学

20、必修氧化还原反应与必修的化学能与热能等内容之后而学习的学好本节内容能为以后学好化学选修化学与生活中金属腐蚀与防护以及选修化学的学生学好化学选修化学反应原理中的电解原理等知识打下基础三学情分析学习必备 欢迎下载 质及其产物，然后利用电荷守恒和得失电子数目守恒直接书写 思维导航 2 如活泼金属做电极，但是活泼金属与电解质液之间不发生氧化还原反应，那么能否形成原电池呢？思考 如图装置能否形成原电池？如果能形成原电池，试分析正负电极及电极反应式？培养学生结合生活常识，利用已学习元素化合物的知识来对信息迁移应用的能力 引导归纳总结 类型二：活泼金属做原电池的负极，不能和电解质溶液发生氧还反应，该原电池为

21、金属的吸氧腐蚀负极为金属失电子，正极为氧气得电子 思维导航 3 若电极为惰性电极，即电极本身不能失电子，那么利用这种电极能否将化学能转化为电能呢？阅读 思考 讨论 若用两个碳棒（惰性电极）代替铜-锌原电池的电极，能否让化学能转化为电能？阅读 P44 页，燃料电池的工作原理？试写出该燃料电池的总电极反应及电极反应式。思考总结 氢氧燃料电池 负极：H2-2e-=2H+正极：O2+4e-+4H+=2H2O(利用守恒直接书写)得失电子数目相等后两电极反应式相加得：2H2+O2=2H2O 培养学生的综合分析归纳总结的能力。使学生掌握化学学习的基本方法，提高学生学生的能力，增强学生的自我效能感。归纳 板书

22、 类型三：惰性材料做原电池的电极，电解质溶液为稀硫酸或 识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完化学能与电能转化的化学实验形成原电池的概念探究构成原电池的条件过程与方法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能力情感态度与价值观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二教学内容及模块生学习了化学必修氧化还原反应与必修的化学能与热能等内容之后而学习的学好本节内容能为以后学好化学选修化学与生活中金属腐蚀与防护以及选修化学的学

23、生学好化学选修化学反应原理中的电解原理等知识打下基础三学情分析学习必备 欢迎下载 氢氧化钾溶液，该类原电池为燃料电池。总反应相当于燃料在氧气中的燃烧反应 课堂小结 从分类的角度，形成书写原电池电极的思维方法体系，即：能从类型上总结原电池的电极反应特征，利用守恒思维（质量守恒、电荷数目守恒和得失电子数目守恒）直接书写出原电池的电极反应式的思维方法。课后作业 教材P45 2、5 练习测 小册子 P96 专题八 梳理总结，形成思维方法体系。通过练习，进一步的体会思维方法及其电极反应式书写的技巧。第三课时 发展中的化学电源 (略)课后反思 思维课堂的实施将学生置身于一种动态、开放、个性、多元化的学习环

24、境中，让学生自主探索，主动求知，学会收集、分析和利用各种信息及信息资源，并以此发展学生的实践能力、创新精神，合作与分享意识、社会交往能力和社会责任感。这与诱思探究学科教学论的中心思想不谋而合。因此，在设计化学能与电能这节课时，主要是通过分组实验让学生自主探索问题，分析问题，解决问题，强化学生的探究意识；以实验现象激发学生的探究兴趣，引发学生的积极思维活动，使学生的思维始终处于活跃状态，使学生真正成为课堂的主人。教师适时进行点拨，使教与学、诱与思达到和谐统一。而学生通过对实验现象的观察，实验原理的分析，真正理解了原电池的本质（氧化还原反应）。最后学生结合物理学电学的原理，并根据对“科学探究”中实

25、验的设计以及对实验现象的分析归纳构成原电池的条件。这样，学生不仅掌握了化学知识和规律，而且获得了探求知识的途径与方法。让学生体会化学的学习的思维方法、学习的能力及思维方法体系对学习的重要性，从而培养学生的学习的兴趣，让学生通过学习获取学习的成就感和幸福感，增强学生学习的主动性和自觉性。识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完化学能与电能转化的化学实验形成原电池的概念探究构成原电池的条件过程与方法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能力情感态度与价值观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

26、和谐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二教学内容及模块生学习了化学必修氧化还原反应与必修的化学能与热能等内容之后而学习的学好本节内容能为以后学好化学选修化学与生活中金属腐蚀与防护以及选修化学的学生学好化学选修化学反应原理中的电解原理等知识打下基础三学情分析学习必备 欢迎下载 识和基本技能学习实验研究的方法能设计并完化学能与电能转化的化学实验形成原电池的概念探究构成原电池的条件过程与方法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能力情感态度与价值观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二教学内容及模块生学习了化学必修氧化还原反应与必修的化学能与热能等内容之后而学习的学好本节内容能为以后学好化学选修化学与生活中金属腐蚀与防护以及选修化学的学生学好化学选修化学反应原理中的电解原理等知识打下基础三学情分析