结束语优质课教学设计

2.2化学能与电能（第1课时）

【教学目标】

1.通过分析火力发电，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。

2.通过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，形成原电池的概念，并能从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。

3.通过对比不同装置中电流的产生，探究构成原电池的条件，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力，并能进一步进行简单的原电池设计。

4.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。

5.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，形成正确能源观。

【教学重点、难点】

1、教学重点：

（1）原电池的工作原理。

（2）原电池的形成条件。

2、教学难点：

原电池的工作原理

【教学方法】

实验探究法、讨论法、讲授法

【教学过程】

【多媒体展示】电视机、电脑、手机、电动车等图片。

【讲述】各种电器已经融入我们现在的生活中，如果意外停电的话，我们会感到十分的不方便，人们的生活生产离不开电能，它是目前我们使用的最方便、最清洁的二次能源。

【提问】一次能源、二次能源是如何划分的？石油、电能、核能、风能哪些是二次能源？【自学】阅读教材39-40页回答下列问题

1.何为一次能源、二次能源？

2.石油、电能、核能、风能哪些是二次能源？

【提出问题】物质发生化学反应时常常伴随有发光、发热等现象，这是化学能转化为光能、热能。那么，化学能是否可以转化为电能呢？如果能，又是怎样转化为电能的呢？

【过渡】根据2001年我国发电总量构成图，我国火力发电居于首位。

【展示】火力发电的工作原理示意图。

【讲述】火力发电的原理是通过化石燃料燃烧，使化学能转变为热能，加热使水汽化为蒸汽以推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。

【提出问题】根据图示分析其中发生的那些能量形式的转换？火力发电有什么缺点？

【思考交流】

1.从储存在煤中的化学能到最终转变成电能，经历了多个环节，每一个环节的转化，能量都不可能是100%利用的，那么必将造成大量能源的损耗；

2.

煤炭是非可再生资源，会造成能源危机；

3.

煤炭燃烧会产生污染性气体。

【提出问题】那我们能不能设计一个装置利用某一类型的反应将化学能直接转化为电能呢?如果可以，该反应属于什么类型的反应？

【观察学生的反应情况可适当予以提示】

1.电流的实质是什么？

2.我们已经学过的哪种类型的反应最有可能实现将化学能转变成电能的设想？

【探究实验一】将一锌片、铜片平行插入同一烧杯中（烧杯中装有稀硫酸）。

【学生】观察实验现象

【回忆】在此之前学过金属活动顺序表，排在氢前面的金属可以从酸中置换出氢气，排在氢后面的则不能从酸中置换氢气。所以锌片会与稀硫酸反应放出氢气，铜片不会与稀硫酸反应

【问题一】我们可观察到什么现象？说明了什么问题？

【学生】观察并回答

【讲解】锌片溶解且有气泡产生，发生反应的方程式是Zn + 2H = Zn +H2↑

铜片处没有现象

【探究实验二】在实验一的基础上用一根导线将铜片和锌片连接起来

【问题二】我们又观察到什么现象？铜片上的气泡可能是什么气体？

【学生】观察思考并回答

【讲解】锌片溶解并有气泡冒出、铜片上有大量气泡冒出，这种气体有可能是氢气

【过渡】假设产生的气体就是氢气，H元素原来是以什么形式存在的？从氢离子到氢气，氢离子是得到电子还是失去电子？得到的电子是谁失去的？锌失去的电子是怎样转移到铜片上去的？怎么验证你的猜想？

+2+

【学生】努力思考中

【实验探究三】在实验二的基础上，在导线中接入一电流计

【问题三】仔细观察电流计指针有什么变化? 【学生】观察并回答

【过渡】电流计偏转说明有电流产生，有电流产生就可向外界输出电功，因此从能量的转化角度看这是一套什么样的装置？

【学生】思考并回答

【教师】同学们回答得很好，这是一套自行放电的装置，我们把它叫做原电池，也就是我们今天要讲的新内容原电池。生活中的电池就是应用它的原理制成的。

【板书】 原电池

一、

概念：把化学能转化为电能的装置是原电池

【过渡】既然上述装置是一个原电池装置，那么它就应该有正负极，可以用电流计指针偏转方向判断该原电池的正负极并判断外电路电子、电流的方向以及原电池内部电流流向及阴阳离子移动方向。

【学生】思考并回答

【讲解】电流计指针偏向铜片那端，所以铜片是正极，锌片是负极。

【教师】判断出了原电池的正负极，我们可以从物理角度分析电池的电极

（1）电子：从负极经导线流向正极（溶液中没有电子流）；

（2）电流：外电路从正极流向负极，电池内部溶液从负极流向正极；

（3）电池内部溶液中阴阳离子：阳离子向正极移动，阴离子向负极移动

【讲解】通过验证可知铜片上冒出的气体是氢气，由此可知正负两极的电极反应为; 负极(锌)：Zn - 2e- = Zn

（发生氧化反应） 正极(铜)：2H +2e- = H2↑（发生还原反应）

总的离子反应方程式：Zn + 2H = Zn +H2↑

【讲解】经过对原电池从各个角度的分析，就可以推断出原电池的工作原理：原电池将氧化还原反应分开在两个电极上发生。还原剂所失去的电子通过导线流向另一电电极，氧化剂再从电极上得到电子而被还原。简而言之，就是发生氧化还原反应，将化学能转化为电能。

【板书】二、原电池工作原理：发生氧化还原反应，将化学能转化为电能。

【过渡】通过对以上内容的学习，我们来对原电池进行一个小结。

【小结】原电池特点：

+2++2+

电极材料

Zn片

Cu片

现象

Zn片溶解

有气体产生

总的离子反应方程式

电子得失

失

得

电极反应

Zn - 2e- = Zn

2H +2e- = H2↑

+2++2+原电池的电极

负极

正极

Zn + 2H = Zn +H2↑

【小练习】将一铁片和铜片插入稀盐酸构成的原电池中：

正极：_____；_______________ 负极：_____；________________ 总反应：___________________ 【过渡】通过刚才的介绍，我想同学们对原电池的工作原理应该有了更深一步的理解，通过以上实验想想原电池是由哪几部分组成的，如何才能形成原电池？即形成原电池的条件是什么？

【学生】组成：两电极、导线、电解质溶液以及容器

【展示】展示一些具备以上条件却无电流的装置

【板书】三、形成原电池的条件：

【过渡】为了弄清这个问题，我们继续进行探究：（多媒体演示图片）

【PPT展示实验探究组】分析原电池的条件

探究组一

探究组二

探究组三

【学生】前后两排同学进行讨论

C C

Cu 探究组四

【问题讨论】这几个实验的现象分别说明了什么？形成原电池的条件是什么？

【学生】思考记录并回答

【讲解】

（1）由探究组一知道要形成原电池两极金属不能一样；

（2）由探究组二可知，烧杯中的溶液需电解质溶液；

（3）由探究组三可知形成原电池要形成闭合回路。

（4）由探究组四可知，烧杯中的溶液要能与金属反应

【教师】原电池的形成条件可以总结成三点：

1、两极金属活泼性要有差异；

2、有电解质溶液，并能与负极发生自发的氧化还原反应；

3、形成闭和回路。

【板书】三、原电池的形成条件

1、两极金属活泼性要有差异；

2、有电解质溶液，并能与负极发生自发的氧化还原反应；

3、形成闭和回路。

【过渡】如果让你们来设计一个原电池，你们的思路是怎样的呢？请同学们思考一下。

【学生】思考并回答

【讲解】要形成原电池要满足一下条件：

（1）、两个活泼性不同的电极；

（2）、要有电解质溶液；

（3）、电极间形成闭合回路；

（4）、能自发进行的氧化还原反应。

【教师】同学们，都总结得很好，我们在设计原电池时一定要注意这几点。那同学们，我们经常强调要学以致用，因此下面我们来做几个练习。

【课堂练习】学案

【过渡】同学们，现在你们能为格林太太解决头痛的烦恼了吗？

【讲解】通过以上原电池的知识的学习呢，我们可以知道格林太太的病因就是她的两颗假牙。由于金与铁（钢的主要成分）是活动性不同的两种金属，唾液中含有电解质，构成了原电池，产生了微小的电流，使得阿呆头痛，因此只要换掉其中的一颗假牙，她就可以远离头痛烦恼，重新笑得开怀。

【课堂总结】同学们，我们一起来回顾这堂课所学的内容，在今天的学习中，我们主要通过实验探究，学习了原电池的工作原理；电极和电极反应；构成原电池的条件。

板书设计：

第二节 化学能与电能

一、

概念：把化学能转化为电能的装置是原电池

二、

原电池工作原理：发生氧化还原反应，将化学能转化为电能的化学反应过程。

三、

原电池的形成条件：

1、两极金属活泼性要有差异；

2、有电解质溶液，并能与负极发生自发的氧化还原反应；

3、形成闭和回路。