第二单元 化学反应中的能量教案和学案内容

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徐州矿务集团第一中学教师教案

化学2 高一备课组 2006年2月

专题2 化学反应与能量变化

课

题

第三单元

化学能与电能的转化

一．化学能转化为电能

[知识与技能] 1．通过实验探究，认识化学能可以转化为电能。

2．利用伏打电池发明的事例，激发学生发明创造的欲望。

教学目标

课本课（章节）需3课时

时本

节

课

为

第1课时

分配

为本学期的总第

课时

[过程与方法] 1．利用实验探究方法学习原电池的原理。

2．结合生产、生活实际，学习原电池原理在生产、生活中的实际运用。

[情感态度与价值观] 利用伏打电池发明的事例，激发学生发明创造的欲望。

重

点

难

点

教学方法

原电池的原理。

原电池原理在生产、生活中的实际运用。

教

师

活

动

课

型

教

学

手

段

学

生

活

动

实

验

实验现象

结论

阅读P38～39 回答。

观察现象，思考、讨论得出结论。

[课题引入] P38 实验一：锌片和铜片分别插入稀硫酸中。

实验二：锌片和铜片同时插入稀硫酸中。

实验三：用导线把锌片和铜片连接起来，同时插入稀硫酸中。

实验四：在实验三的导线中间连接一个灵敏电流计。

[板书] 一．化学能转化为电能

[活动与探究]P38 中学学科网学海泛舟系列资料

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教

师

活

动

[问题]①锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，为什么铜片上有气泡产＋生？②锌片的质量有无变化？溶液中c(H)如何变化？③电子的流动方向如何？④写出锌片和铜器片上变化的离子方程式。导入原电池的概念。

[板书]1．原电池：将化学能转变为电能的装置。

（1）电流的形成：P38～39

这一现象早在1799年被意大利的物理学家伏打所捕捉到并加以研究，发明了世界上第一个电池—伏打电池。

展示电脑动画模拟。

（2）原电池的原理：氧化还原反应。

从化学反应来看，原电池的原理是氧化还原反应中还原剂失去的电子经过导线传给氧化剂，使氧化还原反应两个电极上进行。

2．组成原电池的条件：

①有两种活泼性不同的金属或金属跟导电非金属作电极且用导体相连；

②有电解质溶液或熔融的电解质；

③电极与电解质溶液组成闭合回路；

④具备能自发发生的氧化还原反应（通常为原电池的负极与电解质溶液之间的氧化还原反应）。

注意：很活泼的金属不能作原电池的负极，如K、Na、Ca等

3．两极的名称及判断方法：

负极：发生氧化反应的一极，电子流出的一极；

正极：发生还原反应的一极，电子流入的一极。

判断方法：

①根据组成原电池两极的电极材料判断：一般是活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极；

②根据电流方向或电子流动方向判断：电流由正极流向负极，电子由负极流向正极；

③根据原电池里电解质溶液中离子的定向流动方向判断：原电池里电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；

④根据原电池两极发生的变化来判断：负极总是发生失电子的氧化反应，正极总是发生得电子的还原反应；

⑤根据现象判断：溶解的一极为负极，增重或有气泡产生的一极为正极。

4．电极反应式和总反应式：以铜、锌和稀硫酸组成的原电池为例

学

生

活

动

观察、体会

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负极(锌片)：Zn－2e==Zn2（氧化反应）

＋－

正极(铜片)：2H＋2e==H2↑（还原反应）

＋＋

总反应：Zn＋2H== Zn2＋H2↑

－＋

思考、交流、讨论。

[练习]共同探讨原电池的组成条件和原理

[交流与讨论]P39 5．原电池原理的应用：

（1）加快氧化还原反应的速率。

（2）制造多种多样的化学电源。

（3）比较金属活动性的强弱。

（4）防止金属的腐蚀。

作

业

化学能转化为电能的有关练习

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板

书

设

计

一．化学能转化为电能

1．原电池：将化学能转变为电能的装置。

物质发生化学变化的过程，实质上就是旧的化学键断裂和新的化学键形成过程。

2．组成原电池的条件：

①有两种活泼性不同的金属或金属跟导电非金属作电极且用导体相连；

②有电解质溶液或熔融的电解质；

③电极与电解质溶液组成闭合回路；

④具备能自发发生的氧化还原反应（通常为原电池的负极与电解质溶液之间的氧化还原反应）。

3．两极的名称及判断方法：

负极：发生氧化反应的一极，电子流出的一极；

正极：发生还原反应的一极，电子流入的一极。

判断方法：

①根据组成原电池两极的电极材料判断：一般是活泼性较强的金属为负极，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为正极；

②根据电流方向或电子流动方向判断：电流由正极流向负极，电子由负极流向正极；

③根据原电池里电解质溶液中离子的定向流动方向判断：原电池里电解质溶液中，阳离子向正极移动，阴离子向负极移动；

④根据原电池两极发生的变化来判断：负极总是发生失电子的氧化反应，正极总是发生得电子的还原反应；

⑤根据现象判断：溶解的一极为负极，增重或有气泡产生的一极为正极。

4．电极反应式和总反应式：以铜、锌和稀硫酸组成的原电池为例

负极(锌片)：Zn－2e==Zn2（氧化反应）

＋－

正极(铜片)：2H＋2e==H2↑（还原反应）

＋＋

总反应：Zn＋2H== Zn2＋H2↑

－＋5．原电池原理的应用：

（1）加快氧化还原反应的速率。

（2）制造多种多样的化学电源。

（3）比较金属活动性的强弱。

（4）防止金属的腐蚀。

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教

学

后

记

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徐州矿务集团第一中学教师教案

化学2 高一备课组 2006年2月

专题2 化学反应与能量变化

课

题

第三单元

化学能与电能的转化

二．化学电源

[知识与技能] 1．了解常见化学电池的组成与应用。

2．了解新型燃料电池的组成和工作原理。

教学目标

课时分配

本课（章节）需3课时

本

节

课

为

第2课时

为本学期的总第

课时

[过程与方法] 1．利用实验探究方法学习制作简易的电池。

2．结合生产、生活实际，学习常见化学电池的组成和应用。

[情感态度与价值观] 通过对新型燃料电池的学习，了解化学与人类生产、生活的密切关系。

重

点

难

点

教学方法

常见化学电池、新型燃料电池的组成和应用。

新型燃料电池的组成和工作原理。

教

师

活

动

课

型

教

学

手

段

学

生

活

动

动手、合作、观察、思考、讨论。

阅读P40

阅读

[活动与探究]P39 [课题引入]P40 [板书]二．化学电源

1．化学电源：应用原电池原理发明制作的电源。分为一次电池和二次电池。

一次电池：用过之后不能复原的电池；

二次电池：充电生还能继续使用的电池。

[拓展视野]P40～41 图2－9、图2－10、图2－11和图2－12以及表2－6 [介绍]常见化学电源的组成与反应原理

[板书]2．常见化学电源的组成与反应原理：

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教

师

活

动

（1）锌锰干电池

－＋负极：Zn－2e==Zn2

－正极：2NH4Cl＋2MnO2＋2e==2MnO(OH)＋2NH3＋―2Cl

（2）银锌电池

－＋负极：Zn－2e==Zn2

－―正极：Ag2O＋H2O＋2e==2Ag＋2OH

（3）铅蓄电池

―－

负极：Pb＋SO42－2e==PbSO4

＋―－

正极：PbO2＋4H＋SO42＋2e==PbSO4＋2H2O （4）镍氢电池

（5）氢氧燃料电池

－＋

负极：2H2－4e==4H

＋－

正极：O2＋4H＋4e==2H2O （6）甲醇－空气电池

作

业

化学电源的有关练习。

学

生

活

动

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板

书

设

计

二．化学电源

1．化学电源：应用原电池原理发明制作的电源。分为一次电池和二次电池。

2．常见化学电源的组成与反应原理：

（1）锌锰干电池

－＋负极：Zn－2e==Zn2

－―正极：2NH4Cl＋2MnO2＋2e==2MnO(OH)＋2NH3＋2Cl

（2）银锌电池

－＋负极：Zn－2e==Zn2

－―正极：Ag2O＋H2O＋2e==2Ag＋2OH

（3）铅蓄电池

―－

负极：Pb＋SO42－2e==PbSO4

＋―－

正极：PbO2＋4H＋SO42＋2e==PbSO4＋2H2O （4）镍氢电池

（5）氢氧燃料电池

－＋

负极：2H2－4e==4H

＋－

正极：O2＋4H＋4e==2H2O （6）甲醇－空气电池

教

学

后

记

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本课（章节）需3课时

专题2 化学反应与能量变化

课

题

第三单元

化学能与电能的转化

三．电能转变为化学能

课时分配

本

节

课

为

第3课时

为本学期的总第

课时

教学目标

[知识与技能] 1．通过电能转变为化学能的实例—电解与电解精炼铜的教学活动，了解电解原理、电解和电镀的重要性。

2．了解日常所用手机、数码相机等产品所用电源的充电、放电原理。

3．通过对实验现象的观察、分析和推理培养学生的实验能力、观察能力、思维能力。

[过程与方法] 1．运用实验探究方法，通过对氯化铜溶液的电解学习电解原理。

2．播放电解原理的电脑课件，加深学生对抽象理论的理解。

[情感态度与价值观] 渗透由现象看本质、由个别到一般、由一般到特殊的辩证唯物主义观点。

重

点

难

点

电解原理和以电解氯化铜溶液为例得出惰性电极作阳极时的电解的一般规律。

理解电解原理以及铜的电解精炼中非惰性电极作阳极时的电解产物的判断。

教

学

手

段

教学方法

课

型

教

师

活

动

学

生

活

动

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[课题引入]由手机等所用充电电池引入本课题。

[板书]三．电能转变为化学能

[你知道吗]P41 [板书]1．电能转变为化学能：

教

师

活

动

[观察与思考]P41～42 [板书]（1）电极名称与电极反应

阴极：与电源的负极相连的电极；

阳极：与电源的正极相连的电极。

[讨论] ①使用的电极材料是什么？（石墨碳棒—惰性电极）

＋－＋－②通电前氯化铜溶液中存在哪些阴、阳离子？（Cu2、Cl、H、OH，自由移动）

＋＋③通电后阴、阳离子作怎样的定向运动？（阳离子Cu2、H向阴极移动，阴离－－子Cl、OH向阳极移动）

④外电路上电子的流动方向和电流的流动方向是怎样的？（电子：从电源负极到阴极，又从阳极回到电源正极；电流：从电源正极到阳极，又从阴极回到电源负极）

⑤当离子定向移动到阴、阳两极表面时发生什么反应？（阴极：铜离子得到电子发生还原反应；阳极：氯离子失去电子发生氧化反应）

⑥电解过程中能量是如何转化的？（由电能转变为化学能）

[板书]电极反应式：

＋－

阴极：Cu2＋2e==Cu（还原反应）

－－

阳极：2Cl－2e==Cl2↑（氧化反应）

回忆、复习、独立完成。

学

生

活

动

思考、交流、讨论。

观察、交流、思考、填表。

实

验

电解氯化铜溶液

实验现象

阴极：

阳极：

结论

阴极：

阳极：

电极反应式

阴极：

阳极：

思考、讨论。

总反应式：

阅读P42，电中学学科网学海泛舟系列资料

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[电脑模拟动画] [板书]（2）电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。

电解池：把电能转化为化学能的装置。

电解池的组成：①与电源相连的两个电极（活泼性相同可不同）：阳极接电源正极，阴极接电源负极；

②有电解质溶液；

③形成闭合回路。

[问题]①电解的本质是什么？

②电解研究的对象是什么？

③电解的条件是什么？

④阴、阳离子如何而来？

解的应用

思考、讨论。

阅读P42[资料卡]

[讲解]电解的本质是阴、阳离子发生氧化还原反应；电解研究的对象是电解质；

电解的条件是有自由移动的离子、有电流通过；阴、阳离子是电解质在水溶液

中电离出来的。（问：电解质还能在什么条件下发生电离？在熔融状态下）

阅读P43[拓[板书]（3）电解原理：电解质在溶于水或熔融状态下电离出自由移动的离子。展视野] 通电时，离子作定向移动。阴离子移向阳极，在阳极上失电子发生氧化反应；阳离子移向阴极，在阴极上发生还原反应。

练习书写电极反应式

＋－＋－＋－[问题]CuCl2溶液中既然存在着Cu2、Cl、H、OH，为什么是Cu2和Cl得＋－失电子而H和OH没有得失电子？如果换成了NaCl溶液，那么阴、阳两极的电解产物又是什么？

[资料卡]P42 [板书]（3）阴阳离子的放电顺序：

①常见阳离子在阴极得电子的顺序为：（一般是金属活动性顺序的反顺序）

＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋Ag＞Hg2＞Fe3＞Cu2＞H＞Fe2＞Zn2＞Al3＞Mg2＞Na＞Ca2＞K

②常见阴离子在阳极失电子的顺序为：

－－－－－

S2＞I＞Br＞Cl＞OH＞含氧酸根离子

③若阳极是非惰性电极，则首先是电极失电子被氧化而溶解；若阳极是惰性电极，则是溶液中的阴离子放电。而阴极的放电顺序与电极材料无关。

[板书]2．铜的电解精炼：

[拓展视野]P43 活动阳极：Zn－2e==Zn2

Cu－2e==Cu2

－＋－＋阴

极：Cu2＋2e== Cu ＋－

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作

业

电解的有关练习。

板

书

设

计

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三．电能转变为化学能

1．电能转变为化学能：

（1）电极名称与电极反应

阴极：与电源的负极相连的电极；

阳极：与电源的正极相连的电极。

电极反应式：

＋－

阴极：Cu2＋2e==Cu（还原反应）

－－

阳极：2Cl－2e==Cl2↑（氧化反应）

（2）电解：使电流通过电解质溶液而在阴、阳两极引起氧化还原反应的过程。

电解池：把电能转化为化学能的装置。

电解池的组成：①与电源相连的两个电极（活泼性相同可不同）：阳极接电源正极，阴极接电源负极；

②有电解质溶液；

③形成闭合回路。

（3）电解原理：电解质在溶于水或熔融状态下电离出自由移动的离子。通电时，离子作定向移动。阴离子移向阳极，在阳极上失电子发生氧化反应；阳离子移向阴极，在阴极上发生还原反应。

（3）阴阳离子的放电顺序：

①常见阳离子在阴极得电子的顺序为：（一般是金属活动性顺序的反顺序）

＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋Ag＞Hg2＞Fe3＞Cu2＞H＞Fe2＞Zn2＞Al3＞Mg2＞Na＞Ca2＞K

②常见阴离子在阳极失电子的顺序为：

－－－－－

S2＞I＞Br＞Cl＞OH＞含氧酸根离子

③若阳极是非惰性电极，则首先是电极失电子被氧化而溶解；若阳极是惰性电极，则是溶液中的阴离子放电。而阴极的放电顺序与电极材料无关。

2．铜的电解精炼：

活动阳极：Zn－2e==Zn2

Cu－2e==Cu2

－＋－＋阴

极：Cu2＋2e== Cu ＋－

教

学

后

记

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