归纳与整理教学设计一等奖

人教版必修②第二章第2节

化学能与电能教学设计

一、教材分析

1．教材的内容、地位和作用

本节课是人教版化学必修2第二章第二节的教学内容，是电化学中的重要知识。从知识体系和思维能力培养角度看，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，占有十分重要地位。初中化学已经从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念的层面和定量的角度比较系统深入地学习化学反应与能量。人教版高中化学必修2第二章第二节《化学能与电能》部分既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修“化学反应原理”奠定必要的基础。

第一课时的主要内容有：原电池的概念、原理、组成原电池的条件。在本章教学中，原电池原理的地位和作用可以说是承前启后，因为原电池原理教学是对前面有关金属性质和用途、电解质溶液、氧化还原反正本质、能量守恒原理等教学的丰富和延伸，同时，通过对原电池原理教学过程中实验现象的观察、实验探究、分析、归纳、总结，是培养学生思维能力、实验能力很好的素材。

2．教学目标

依据新课程理念，本着对教材结构和内容的深刻理解，提出本节教学的目标：

⑴知识与技能

①初步认识原电池概念、反应原理及构成；

②能举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。

⑵过程与方法

①分析火力发电的原理及利弊，建立“将化学能直接转化为电能”的新思路，通过对氧化还原反应的本质的分析，提出实现新思路的各种推测和猜想等，培养创新思维能力；

②通过思考与交流，让学生学会联系自己已掌握的知识通过比较归纳认识事物的本质特征。

⑶

情感、态度与价值观

①培养学生主动参与和合作意识；

②经历探究过程，勇于探索问题的本质特征，体验科学过程。

3．教学重点、难点

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，而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，占有十分重要地位。因此本节教学重点是初步认识原电池概念、原理、构成及应用。教学难点是通过对原电池实验的探究、引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质。

二、教法分析

1．教学模式

为了凸显重点，突破难点，采用指导发现、探究教学模式。

1

提供材料、提出任务

组织学习活动、引导发现、探索

内化、概括和抽象

2．启发、实验演示法

这是化学教学的常用方法，也是非常有用的方法，可以充分展示知识的建构过程，充分体现建构理念。在这一节演示<实验2-4>让学生初步认识原电池，形成形象思维。

3．实验探究法

通过教师的演示，学生的操作，探究原电池概念、形成条件及化学反应电池的本质，培养学生主动学习、探究科学的能力和习惯。

4．多媒体辅助法。

合理、恰当地运用先进教学手段，将静态事物动态化，将抽象事物直观化，以突破教学难点。

三、学法指导

1．培养学生动手实验、从实验现象抽象出现象的本质的能力，从而理解原电池的概念。

2．实验探究法。学生学习任何知识的最佳途径都是由自己去探索发现，因此，在课堂内增大学生的活动量和参与意识，每四人一套实验装置，通过认真实验，仔细观察，分析，归纳出原电池的组成条件，使学生处于积极主动参与学习的主体地位，有利于突出教学的重点。

四、教学过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

明确电力在当今社会的应用和作用。

实现思维模式的转换，同时形成高效利用燃料，不浪费能源，积极开发高效清洁【引入】从前面的学习中，我们已经知

道化学反应的过程中会产生能量的变【倾听、思考、联想】

化，如化学能转化为热能。化学能和电

能之间是如何转化的呢？在我国，电能

主要来源是什么呢？

【多媒体】呈现2001年我国发电总量

构成图、火力发电的相关图片。分析火【阅读】课本中关于电力发电的原理，火力发电中能量的转化力在当今社会的应用和方式是怎样的？火力发电又有哪些优作用。

点和缺点呢？

【板书】一、化学能与电能的相互转化

【讨论并分析】火力发【创设情景】若每个环节的能量转化效电的能量转换方式、火率为60%，则最终的总能量利用率为 力发电的利与弊

学生进行简单计算

环节1 创设问

题情景

2

燃料的意识。。

【激疑】针对火力发电的缺点，能否通过某些方式将化学能直接转化为电能呢？

【提问】

1要使化学反应释放的能量不经过热能，而直接转化为电能，所要解决的第

一问题是什么？ 环节2 2、哪种类型的化学反应能产生电流？

建立新思路，3、氧化剂和还原剂直接接触进行反应提出新的研时，化学能转化为热能，再经过一系列究任务。

能量转换环节才能转化为电能。为什么没有形成电流，怎样使它直接产生电流呢？ 【过渡】现在带这这个问题，我们今天实验入手，探究把化学能转换为电能的过程。

【多媒体展示】实验步骤

实验1：把一块锌片和铜片同时插入盛有稀硫酸的烧杯里。

实验2：用导线将锌片和铜片连起来。

【思考与交流】

铜片与稀硫酸不反应，锌片和铜片用导线连接后插入稀硫酸中，为什么在铜片表面有气泡产生？你认为这种气体可能是什么？锌片和铜片上可能分别发生什么反应？如何证明？

实验3：在导线中接入一个电流表

【教师小结】电流表指针偏转→有电流产生→产生电能→化学能转化为电能的装置→原电池。

【板书】原电池：把化学能转化为电能的装置

【学与问】

1、铜片上生成的气泡是什么气体？是怎样生成的？

2、锌片上发生什么反应？

铜片上发生什么反应？

3、根据你所了解的电学知识你知道电子是怎样流动的吗？如何判定装置的正负极？ 【分析】当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时，由于锌比铜活2+泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn而3 【思考、回答】

把化学能直接转化为电能

【观察、思考】

【思考、回答】

电子的定向移动形成电流

氧化还原反应

【倾听、思考】

【学生探究】小组合作实验，观察、记录实验现象

【学生描述实验现象、分析原因】

【思考、回答】导线中

培养学生大胆推测猜想的能力，建立思维模型。

环节3 探究原电池的原理

培养学生动手实验

层层深入，体会间加一个电流表

科学探究的过程

【实验、观察、思考、

记录】

【聆听、思考、记录】

【组内交流、讨论、分

析原电池的原理】

形成概念

【同学间交流与评价】

进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜【聆听、思考、记录】

+片，溶液中的H从铜片获得电子被还原成氢原子，氢原子再结合成氢分子从铜片上逸出。

【板书】

1、铜锌原电池电极反应：

-2+锌片：Zn - 2e = Zn（氧化反应） +-铜片：2H + 2e=H2↑( 还原反应) 2、

原电池的电极名称

负极：电子流出一极（如锌片） 正极：电子流入一极铜片（如铜片） 【动画模拟】原电池微观原理

【过渡】上面我们通过实验探究了原电池的工作原理，初步形成了原电池的概念，那么，你能否设计一个电池呢？

【科学探究】根据已有的氧化还原反应知识和电学知识，利用已有的实验用品，设计一套原电池装置。

主要用品：Zn片、Cu片、石墨棒、镁条、Fe钉、稀硫酸、导线、电流表、烧杯等设计

【思考与交流】通过以上实验和探究

，说明化学电池应由哪几部分构成？各起什么作用？

【实践活动】根据构成原电池的条件可知：利用水果如苹果、柑橘、柠檬或番茄等都可以制作原电池。

【思考交流】在铜锌原电池中，如果用的是纯锌，则在锌片表面几乎观察不到气泡，而在实验中我们所用的是粗锌(含有碳)，在锌片和铜片表面多有气泡产生，你现在能解释这种现象吗？

【介绍】化学电池的发现史

【小组合作，设计、实施实验、记录实验现象】

【组间交流与评价】

原电池的组成： 1、电极；

2、有电解质溶液 3、电极和电解质溶液形成闭合回路

从实验现象抽象出现象的本质的能力，从而理解原电池的概念。

从微观角度进一步认识原电池的原理

培养学生处理化学事实的能力。初步学会控制实验条件的方法。进一步理解原电池的原理

环节4 知识应用

从生活实际入请一位同学设计并演示

手，获取感性材

料。

【思考、回答】

培养学生观察能力，探究的能力，分析问题的能力。

环节5 提升

小结

【倾听、思考、体会】

利用伏打电池发明的事例，激发学生学习和发明创造的欲望。

4

【课堂小结】

通过本节课，你学到了什么？你印象最深的是什么？你还想知道什么？

【反思与交流】

激发化学学习兴趣。并为下节课(发展中的各种新电池) 做准备。

促进学生的提升。

巩固提高

【反馈练习】见学案

【作业】：课本P44-7 完成课堂练习

合作完成

板

书

设

计

第二章

第二节

化学能与电能

一、

化学能与电能的相互转化

化学电池

化学能 电能

氧化还原反应

原电池：

把化学能转化为电能的装置

1、铜锌原电池电极反应：

-2+锌片：Zn - 2e=Zn（氧化反应） +-铜片：2H + 2e = H2↑( 还原反应) 2、

原电池的电极名称

负极：电子流出一极（如锌片） 正极：电子流入一极铜片（如铜片）

附：第二章

第2节

化学能与电能（第1课时）导学案

【预习目标】初步认识原电池的原理和一般构成条件；

【预习内容】

1.在氧化还原反应中：氧化剂

电子，发生

反应，还原剂

电子，氧化还原反应本质

。

2.直接从自然界取得的能源称为

，如

、

、

、

、

等。经过加工、转换得到的能源称为

如

、

等。

3.化学能与电能的相互转化

⑴间接转化

我国发电总量构成上，火力发电居首位。燃煤发电过程中的能量转化过程为

化学能

________能

蒸汽燃烧

________能

发电机

________能。

⑵直接转化------原电池

原电池是将__________能转化为_______能的装置。在原电池中氧化反应和还原反应分别在两个不同的区域进行，使其间电子发生转移，在闭合回路下形成电流，可见原电池反应的本

5

质是氧化还原反应。

课堂学习

【学习目标】

1、培养学生的实验操作能力、观察能力、科学的学习方法和创造性思维和探究能力，以及提出问题、分析问题和解决问题的能力；

2、应用辩证唯物主义的思维方法，抓住氧化还原反应是原电池工作原理的本质。通过实验不断体现出由实践—认识—再实践—再认识的认知过程。

【学习重难点】原电池的工作原理。

【学习过程】

一、原电池及其工作原理

（一）原电池原理探究[Cu-Zn原电池实验探究]

铜片插入稀硫酸

锌片插入稀硫酸

铜片和锌片连接在一起插入稀硫酸

铜片和锌片之间连一电流表

现 象

铜片表面

锌片表面

铜片表面

锌片表面

铜片表面

锌片表面

电流表指针

原电池工作原理:以Zn、Cu原电池为例

负极

反应

离子

电解质溶液

离子

正极

反应

项目

电极反应

电子得失

反应类型

电极性质

总反应

能量转化

【概括·整合】

Zn

Cu

电子，沿导线传递，有

产生，

（二）原电池的构成条件

1、必须是_______________溶液；

6

2、两个电极，其中一个相对较___________的金属为负极，另一个相对较__________的金属或非金属导体为正极。两个电极直接或间接地连接在一起，并插入电解质溶液中去。

3、能自发地发生_____________反应。

4、形成闭合回路。

说明：①构成原电池的四个基本条件是相互联系的，不能孤立、片面地理解，在四个基本条件当中，氧化还原反应是核心；

②判断某装置是否为原电池，要以构成原电池的基本条件为判断标准，不能仅凭装置的外形下结论；

③构成原电池的基本条件是进行原电池设计的基本依据。

【对点练习】

①下列哪些装置可以构成原电池？并写出电池总反应。

A

A A A A Cu Zn Cu Zn Zn Zn Zn Cu Zn Cu Zn C

硫酸铜

稀硫酸

稀硫酸

酒精

稀硫酸

稀硫酸

A F E D B C 逐一分析不能构成原电池的装置的原因。

②把a、b、c、d 4块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，d极上产生大量气泡；a、c相连时，电流由c经导线流向a；b、d相连电子由d经导线流向b，则此4种金属的活动性由强到弱的顺序为

（

）

A．a＞b＞c＞d

B．a＞c＞d＞b

C．c＞a＞b＞d

D．

b＞d＞c＞a 【思考】在铜、锌和稀硫酸构成的原电池中，溶液的PH值如何变化？硫酸根离子的浓度呢？

（三）原电池的电极判断

(1)负极总是_______电子，化合价______，发生______反应；

正极总是_______电子，化合价______，发生______反应。

(2)电子流出的一极是__________，电子流入的一极是__________；

(3)一般活泼的金属为________，活泼性较弱的金属或能导电的非金属为________。

（四）原电池原理的应用--金属的腐蚀及防护（了解）

吸氧腐蚀

析氢腐蚀

负极反应

正极反应

总反应

铁锈的形成：

Fe(OH)2

Fe(OH)3

Fe2O3

【过关测试】

1.化学电池可以直接将化学能转化为电能，化学电池的本质是(

) A.化合价的升降

B. 电子的转移

C.氧化还原反应

D.电能的储存

2.实验室中制取氢气，最好的方法是( ) A.纯锌与稀硫酸反应

B.纯锌与浓硫酸反

7

应

C.纯锌与稀盐酸反应

D.粗锌(含铜、银)与稀硫酸反应

3.锌片和碳棒用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是(

)

A.阴极

B.正极

C.阳极

D.负极

4.能源可分为一级能源和二级能源，自然界中以现成形式提供的能源称一级能源，需依靠其他能源的能量间接制取的能源称为二级能源。据此判断，下列叙述正确的是

(

)

A.天然气是二级能源

B.石油是二级能源

C.电能是一级能源

D.水力是一级能源

５.原电池是将化学能转化为电能的装置，但其构成具有一定的条件，这些条件是

(

)。

①电极(负极与正极：金属活动性不同)、②电解质溶液、③闭合回路、④灯泡

A.①②③④

B.①②③

C.①②④

D.②③④

６.下列烧杯中盛放的都是稀H2SO4，在Cu电极上产生大量气泡的是( )

７.下列不能构成原电池的是(

)

８.下列说法中正确的是(

) A.原电池是把电能转为化学能的装置

B.原电池中电子流出的一极是正极，发生氧化反应

C.原电池两极均发生氧化还原反应

D.原电池中的阳离子向正极移动

９.某金属能和盐酸反应生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，则该金属可能为

A.铝

B.铜

C.锡

D.硅

10.一个原电池的总反应的离子方程式是Zn+Cu2+=Zn2++Cu，该反应的原电池的组成正确的是(

)

A

B

C

D

8

正极

负极

电解质溶液

Zn

Cu

CuCl2

Ag

Cu

H2S04

Cu

Zn

CuSO4

Cu

Zn

FeCl2

11.X、Y、Z都是金属，把X浸入Z的硝酸盐溶液中，X的表面有Z析出，X和Y组成原电池时，Y为电池的负极。X、Y、Z三种金属的活动性顺序为(

) A. X＞Y＞Z

B. X＞Z＞Y

C. Y＞X＞Z

D. Y＞Z＞X 12.表明金属甲的活动性比金属乙的活动性强的叙述正确的是( ) A.在氧化还原反应中，甲失电子比乙失电子多 B.甲比乙同价态的阳离子的氧化性强

C.甲能与稀盐酸反应生成氢气而乙不能 D.将甲与乙组成原电池时，甲为正极

13.过量的锌粉与一定量的稀盐酸反应，为了减慢反应速率，但是又不影响生成的氢气总量，可以采取的措施是(

) A.升高温度

B.加入适量的水

C.加入少量CuSO4溶液

D.加入浓度较大的盐酸

14.铜片和锌片用导线连接后插入稀硫酸中，电解质溶液的pH(

) A.不变

B.先变小后边大

C.逐渐变大

D.逐渐变小

9