第二节　资源综合利用　环境保护教学设计和教学实录

第二节 化学能与电能(第1课时)

1．教材分析

本章是学生第一次接触到化学反应与能量之间的相互关系,是化学理论知识在工业生产中的重要应用。而本节内容则是侧重于化学能转化为电能的研究,从知识上说则是氧化还原反应的重要应用之一,也是实现氧化还原反应这一主干知识的螺旋式上升的一个重要环节，因此本节课的重心是实现通过氧化还原反应将化学能转变成电能的装置的研究。它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。

2．学情分析

(1)学生已有的认知基础

知识方面：学生通过“化学1”的学习,已经了解了氧化还原反应的实质是电子的得失或偏移,通过初中物理的学习已经知道带电粒子的定向移动形成电流,知道电流的形成的基本条件:有电源,形成闭合回路，知道化学反应中存在能量变化。

能力方面：通过高中一年多的教学，学生具备了一定的实验动手能力、观察能力、分析与归纳能力。因此本节课主要采用学生探究实验获得大量的感观材料之后加以分析的方法来进行学习。

情感方面：电池与生活各方面息息相关，中学生普遍对新鲜事物感兴趣，求知欲旺盛，电池与生活各方面息息相关，中学生普遍对新鲜事物感兴趣，求知欲旺盛，因此，本节课教学通过分组实验、演示实验、多媒体模拟动画，充分调动学生的积极性和主动性。

（2）学生的学习障碍

学生对于将一个氧化还原反应分为两个半反应在两个不同场所发生这种情况是第一次接触,很难想象氧化剂和还原剂还能分开反应，而且能真实感受到电子确实发生了转移

，觉得很神奇。因此，在教学中设计了大量的对比实验，然后通过实验事实的直观材料去分析原电池的工作原理，形成条件、实际应用，降低了难度，符合学生的认知规律。

教学目标

（一）知识与技能

1、理解原电池的工作原理，能正确判断原电池的正负极。初步掌握形成原电池的条件。

2、训练学生的实验操作技能。

1

（二）过程与方法

1. 高效利用教材、课外资料和图片、事实数据等教育资源，对“火力发电”进行完整透彻的剖析，为学生创设情景，使他们有机会去研究和总结“火力发电”的利与弊，实现从“化学能→热能→机械能→电能”的思维模式向“将化学能直接转化为电能”新思维模式的转换，并且形成高效利用燃料、不浪费能源的意识。

2. 充分调动学生已有的生活经验，以及电学、化学反应中能量变化和氧化还原反应等知识，建立在学生已有背景知识上的教学设计，能更好地体现课程的完整性和教材编排体系的层次性，也符合认识规律。

3. 选择实验探究教学方法。通过课堂内的实验探究，使学生认识和体会化学能与电能相互转化的研究过程，理解氧化还原反应中的电子转移是化学电池的反应基础。利用课堂外科学探究实验活动，如利用原电池原理证明几种金属的金属性强弱，各种水果电池的制作等，为学生提供应用知识的空间和拓展知识的机会。

（三）情感态度与价值观

（1）通过探究原电池原理，激发学生学习化学的兴趣，乐于探究物质变化的奥秘，体验科．．．．学探究的艰辛和喜悦，感受化学世界的奇妙与和谐。

．．（2）在实例分析和化学史实的学习中，体验化学作为一门应用学科的实际应用魅力和科学发现的一般过程。

（3）认识化学能转化为电能对现代化的重大意义，深化对能源开发与利用的重要性的认识。

教学重点

理解氧化还原反应与原电池原理之间的联系，了解原电池的形成条件和简单原电池原理的分析。

教学难点

原电池装置的设计。

教学过程

教学环节

提出学习任务

教师活动

【创设情景】格林太太的烦恼

好奇、惊喜、思考

学生活动

学生认识发展

通过设境激疑，明确学习

2

思考：格林太太的病是怎么引起的，通过今天的学习找答案。

创设问题情景

引导学生建立新思路

（1）指导阅读课本中关于电力在当今社会的应用和作用。

（2）多媒体呈现2001年我国发电总量构成图

（3）多媒体呈现火力发电的相关图片、影像和图表。

（4）引导学生分析火力发电的原理、利与弊。

（5）引导学生分析燃烧的氧化还原本质及其体系能量的变化。

能否将化学能直接转化为电能？怎样才能实现这个转变？

试从反应类型分析

创设实验探究情景，理解原电池工作原理

【提问1】根据你的实验现象，试着去解释。

【学生实验】

（1）锌片、铜片单独插入稀硫酸

（2）锌片、铜片用导线连接插入稀硫酸中。

任务。 (1)阅读课本中关于电力在当今社会的应用和作用。

(2)观看多媒体呈现的2001年我国发电总量构成图

(3)观看多媒体呈现的火力发电的相关图片、影像和图表。

(4)分析火力发电的原理、利与弊。

(5)讨论并分析燃烧的氧化还原本质及其体系能量的变化。

交流回答：要想产生电能，需要有电流产生，而电流的实质是带电粒子的定向移动，我们所学过的反应中，只有氧化还原反应具备这一特征，即电子从还原剂转移至氧化剂。

回答：前者锌片有气泡，铜无现象。后者铜片有大量气泡，锌片有少量气泡

生生交流，师生交流

结论：应为锌表面的电子流到+了铜丝上被溶液中的H得到（1）明确电力在当今社会的应用和作用。

（2）通过分析火力发电的利与弊，形成高效利用燃料，不浪费能源，积极开发高效清洁燃料的意识。

深刻理解氧化还原反应是原电池形成的前提条件。

通过实验使学生在原有知识的基础上又发现了新问题。

培养学生积极思考问题的能力，并能用已有知识去解产生了H2。

学生思考：可以连接一个电流

3

原电池的正、负极和电极反应式书写

创设阅读情景，探究原电池的形成条件

创设实验情景，进一步强化原电池模型

【提问2】根据你的解释请设计实验验证。

【教师演示】

【提问3】装置有何实际意义？

【提问4】该套装置称为原电池，请你从能量的角度给它下定义。

【板书】原电池：化学能转化为电能的装置叫原电池。

【提问】作为电池，有正极和负极之分，请问锌片和铜片谁是负极、谁是正极？你的判断依据？

计

学生观看。

可提供电能

释一定问题。

培养学生设计实验的能力。

培养学生思维学生思考、回答：化学能转化为电能的装置。

电流计指针偏转→电流产生→产生电能→化学能转化为电能装置→原电池。

的深刻性

明确概念。

运用已有知识，解决新问学生根据物理知识回答：生：题，培养迁移（电流流入）的电极为负极，电子流入（电流流出）的电极为正极

能力。

提高概括、分析综合能力

揭示本质，培养分析问题能力。

通过化学史加深理解实践→认识→再实践→再认识的辩证唯物主义的思维方法。

【板书】1、工作原理：

负极：电子流出的一极，

Zn-2e -=Zn2+（氧化）

正极：电子流入的一极，

2H+2e=H2↑（还原）

【动画】铜锌原电池工作原理

+-

学生观看

总反应：Zn+2H+=Zn2++H2↑

同：总反应方程式相同

异：电子转移途径不同

讨论、回答：①电极

②电解质【引导】写出铜锌原电池总反应方程式，比较其与锌片直接跟稀硫酸反应有何异同。

阅读学案部分有关原电池的发展史，学生分析讨论形成溶液

③导线连接组成闭合回路

④自发的氧化还原反应

4

原电池的条件

【总结】形成原电池的条件

【指导实验】

①锌粒单独与稀硫酸反应，观察；

②用铜丝接触锌粒，观察；

③拿走铜丝，观察；再加入少量CuSO4溶液，观察。

检查学

习情况

学生作实验，得出结论：化学反应速率加快。

强化原电池模型，应用

1、下列装置中灵敏电流计上是否有电流通过?下列装置是否为检查学生对知原电池?判断的依据是什么? 识掌握情况

2、请为格林太太看病

课堂总结

【总结】

1、进行知识梳理：原电池的原理和形成条件。引出各种电池和金属的腐蚀，为下一课时作铺垫。

2、方法总结：善于观察→提出猜想→进行验证→得出结论。

课后巩固、延伸

【家庭小实验】利用家里的材料设计一个原电池。没有电流表将探究实验进可以改用耳机，或者小灯泡等来检验电流的产生。要求：写出你的实验方案，实际操作效果和装置图（提示：水果本身也存在电解质溶液）

5 引导学生体会辩证观：任何事物有两面性。

行到底

巩固所学

板书设计

第二节化学能与电能

一、化学能与电能的相互转化（一）火力发电工作原理

（二）原电池

1.概念：将化学能转化为电能的装置叫原电池

2.原电池的工作原理

3.电极反应式与电池总反应式 负极（锌片） Zn+2e-=Zn2+ (氧化反应)

正极（铜片） 2H++2e-=H2↑（还原反应）电池总反应式：Zn＋2H+=Zn2++H2↑

4.组成条件

①电极：有两种活动性不同的金属（或一种是非金属导体）材料作电极。

②溶液：两电极均同时插入电解质溶液中。

③导线：两电极用导线相连，形成闭合电路。

原电池化学反应本质：能自发进行氧化还原反应。

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