复习题公开课教学设计模版

第二章

化学反应与能量

第二节

化学能与电能（第一课时）教学设计

芒宽中学

赵唯婷

第二节

化学能与电能

课时1 化学能转化为电能（教学设计）

一、教材分析

本节课的教学内容“化学能转化为电能”，是人教版《普通高中课程标准实验教科书化学2（必修）》中第二章化学反应与能量第二节化学能与电能的第一课时。

从知识体系角度看，在整个中学化学体系中，原电池原理是中学化学重要基础理论之一，是课标要求的重要知识点，占有十分重要的地位。本节内容安排在金属性质和用途、电解质溶液、氧化还原反应等内容之后，建立在学生已有的背景知识上的教学设计，能更好的体现课程的完整性和教材编排体系的层次性，也符合学生认知发展规律，又将为以后学好化学选修4《化学反应原理》中进一步学习电化学的相关知识奠定了基础。

从思维角度看，“将化学能直接转化为电能”的思想，是对火力发电中“化学能→热能→机械能→电能”思维方式的反思和突破。此外，本节内容对发展学生逻辑思维推理能力，提高学生科学素养，培养科学探究能力，将理论应用于实践，以及知识系统化及结构化的形成都起着重要作用。

二、学情分析

“电”是学生日常生活中最为常见的现象，有着较为丰富的感性认识，通过实验来引导学生对“电”进行探究也容易引发学生学习的兴趣。学生在学习本节课内容之前，已经对金属活动顺序，氧化还原反应的实质，电解质电离，离子反应及化学反应中的能量变化等有了一定的了解。同时，学生也通过之前的学习，基本掌握了实验操作的规范，有了一定的观察、分析问题的能力，但是这个阶段的学生较习惯被动的接受知识，主动探究和归纳知识的能力不足。根据维果斯基“最近发展区”理论，学生将比较容易在原有认知上建构新知。但由于之前没有电化学的基础，所以在理解原电池时有一定的难度。

三、教学目标

①知识与技能：

1、通过实验探究，认识化学能可以转化为电能，初步认识原电池的反应原理；

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2、了解原电池的概念，掌握原电池的构成条件与电极反应；

②过程与方法：

1、通过反应物之间电子转移的分析，理解原电池是氧化还原反应的拓展和运用；

2、通过对构成原电池条件的探究，培养观察、比较、分析、归纳等能力。

③情感态度与价值观：

通过实验探究体验探究认识化学实验在化学研究中的作用并认识化学能到电能的转化，构建能量转化观，树立节约能源的意识。

四、教学重难点

重点：原电池的原理、构成条件以及电极反应式的书写。

难点：通过理论与实验相结合的方式，了解氧化还原反应与电能的关系。

五、教学方法

本节课的教学主要体现新课程“教与学并重”的理念，将学生的主体作用与教师的主导作用相结合，同时根据本节课的教学目标、教材特点以及学生的认知心理和认知规律，采用目标教学模式，运用讲授、引导探究、实物展示、实验、多媒体等多重形式辅助教学的方法。

讲授：结合实验、讨论等学生活动及课本知识进行分析、讲解，为学生的学习打好基础。

引导探究：教师通过给出问题，引导学生进行思考及分组讨论，让学生通过合作交流得出结论，归纳要点。

实物展示：通过实物展示，让学生更直观地了解原电池的基本构造。

实验探究：通过实验让学生在做中学，提高实验操作能力也让学生更加注重理论与实践的结合，也激发学生学习兴趣。

多媒体：运用多媒体动画演示，将抽象、难以理解的知识，如原电池反应原理等变得较为直观，有利于学生理解本节课的内容。

六、教师准备

1.多媒体操作平台

2.锌片、铜片、稀硫酸、乙醇、烧杯、导线、电流计

七、教学过程

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环节一

：创设问题情景，引导学生建立新思路

（一）创设情境，引入新课

【展示】展示电灯泡、电动车、家用电器图片，引出日常生活处处离不开电，没有电，起居饮食甚至交通出行都会不便利，因此电非常重要。你知道电能的来源吗？我们有哪些方式发电？

【图片文字展示】火力、风力、水力、太阳能、地热能、潮汐能发电

【展示火力发电图片】2001年我国发电总量构成图、火力发电的相关图片

【问题初探】引导分析火力发电的原理、利与弊。

（二）建立新思路，提出新的研究任务。

【提问】火力发电能量要经过多次转变，转变过程中能量会有较大损耗。能否减少中间能量转化环节将化学能直接转化为电能？

环节二：演示实验，激发兴趣，分组进行探究实验

【演示实验】西红柿水果电池实验，请同学们观察灵敏电流表指针的变化情况。

【总结】电流表指针偏转说明产生了电流。像这种直接把化学能转化成电能的装置就叫做原电池，今天这节课我们就来具体学习原电池。

【板书】一、原电池：化学能转化为电能的装置

【提出问题】1、上述装置中电流是如何形成？请同学们完成下列实验，探究原电池的工作原理。

Zn

Cu

H2SO4

Cu 【实验探究一】

探究1-1：将Zn、Cu分别插入稀硫酸，观察现象。

探究1-2：将Zn、Cu用导线连接（导线中间接入一个电流表），平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。（引导学生着重观察铜片表面的现象）

完成下列表格：

实验现象

实验1—1 实验1—2

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【提出疑问】在实验1—2中为什么在铜片表面产生了气泡？是铜与硫酸反应了吗？请同学们从得失电子的角度分析锌片和铜片上各自发生了什么反应？原电池中电流是如何产生的？

环节三：深入分析原电池的工作原理

【引导分析】由于锌和铜的活动性不同，锌较活泼，容易失去电子，会被氧化成Zn2+，所以锌片会溶解而质量减轻。电子由锌片通过导线转移到铜片表面，然后在铜片表面聚集，在电子的作用下，溶液中的H+会移向铜片，并在铜表面获得电子，被还原成氢原子，氢原子又结合成氢分子从铜片上逸出，所以铜片表面会有气泡产生。

物理中学习过电流是电荷的定向移动产生的，在这套装置中，电子从锌片流出经过导线转移到铜片上，电子发生定向移动，所以会有电流产生。

【动画展示】播放动画：原电池产生电流的原理

【板书】二、原电池工作原理

锌片：Zn - 2e- = Zn2+ (氧化反应）

铜片：2H+ + 2e- = H2↑(还原反应）

总反应的离子方程式：Zn +2H+= Zn2+ +H2↑

【提出问题】2、电池都有正负极，那如何确定原电池的正负极？

【小贴士】由物理学知识可以知道，电流方向是从正极流向负极，而电子的流向与电流方向相反，是从负极流向正极。

【引导分析】通过分析，再结合物理知识，我们可以得出：失去电子，发生氧化反应的一极是负极；得到电子，发生还原反应的一极是正极。

环节四：再次探究原电池的构成条件

【过渡】我们现在可以解释西红柿能产生电流的原因了，西红柿里有果酸，锌片铜片用导线连接后形成了原电池，从而产生电流。接下来，老师再做一个实验，把西红柿切成两半，请观察指针变化情况。

【提出问题】上述实验说明要构成原电池是需要满足一定条件的，那么原电池有哪些构成条件呢？请同学们分组探究原电池的组成。

【实验探究二】

实验1—3：把实验1—2中的铜片换成锌片（如右图所示），观察电流计指针情

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况。

Cu

完成下列表格：

电流表指针是否偏转

区别

结论

1—2 1—3

实验1—4：把实验1—2中的稀硫酸改为酒精（如右图所示），观察电流计指针情况。

Cu

1—2

完成下列表格：

1—4 电流表指针是否偏转

区别

结论

实验1—5：把实验1—2中的锌片和铜片分别插在两个方形缸体中（如右图所示），观察电流计指针情况。

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Cu

完成下列表格：

电流表指针是否偏转

区别

结论

1—2 1—5

【交流与表达】各组交流展示实验结果,归纳总结，形成概念。

【引导归纳】原电池进行的反应必须是能自发进行的氧化还原反应。通过控制变量法分析可知，形成原电池的条件：（1）具有活泼性不同的两个电极；（2）两电极必须插在电解质溶液中；（3）形成闭合回路。

环节五：随堂练习，拓展应用

【多媒体展示】题型1：以下哪些装置可以形成原电池？

题型2：写出下列原电池的电极反应式以及总反应，并判断正负极

题型3：利用Fe+CuSO4=Cu+FeSO4 设计原电池，画出实验装置，写出电极反应。

环节六：课堂小结

【教师】这堂课已经接近尾声，最后请同学们总结一下，本堂课我们有哪些收获？

【学生总结】学生谈收获。

【布置作业】完成创新设计相关内容。

七、板书设计

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化学能与电能

第1课时

原电池原理及构成条件

一、定义：把化学能转化为电能的装置

二、原理：

负极：Zn - 2e- = Zn2+ (氧化反应）

正极：2H+ + 2e- = H2↑(还原反应）

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总反应的离子方程式：Zn +2H+= Zn2+ +H2↑

三、构成条件：

（1）自发地发生氧化还原反应

（2）活泼性不同的金属（或非金属）做电极

（3）插入电解质溶液中

（4）两个电极形成闭合回路

八、教学反思