归纳与整理ppt课件课堂实录

第四章

化学反应与能量

第二节

化学能与电能（第一课时）

一、教材分析：

当今社会，学生对“电”有着丰富而又强烈的感性认识，当学生知道了化学反应中能量的相互转化过程之后，对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。教材从能量转化角度来引出这种实现化学能转化为电能的装置──原电池装置，再通过“科学探究”进一步挖掘原电池原理和组成条件，接着教材介绍根据此原电池原理制成的各种在现代工农业生产、科学实验、日常生活中被广泛应用的原电池。教材紧密联系生活实际，以激发学生学习化学兴趣，更重要的是启发学生运用已学化学知识解决实际问题，从而培养学生的创新精神。

二、学情分析：

学生已经学习了金属的性质、电解质溶液及氧化还原反应等有关知识；在能力上，学生已经初步具备了观察能力、实验能力、思维能力，喜欢通过实验探究化学反应的实质，由实验现象推测反应原理，并对其进行归纳总结。高一学生们都有对知识的渴望，都喜欢做实验。所以充分利用实验，来引导和激发他们。

三、教学目标

知识与技能

1、初步掌握原电池的基本化学原理及构成原电池的条件；

2、掌握化学能是能量的一种形式，它同样可以转化为其他形式的能量。

过程与方法

通过反应物之间电子的转移的探究，理解原电池的形成是氧化还原反应的本质的拓展和运用。

情感、态度与价值观

1、感悟研制新型电池的重要性以及化学电源可能会引起的环境问题，形成较为客观、正确的能源观，提高开发高能清洁燃料的意识。

2、激发学生通过观察探究本质的兴趣。尊重科学以发展的眼光看待科学。

四、教学重难点

1、教学重点

初步认识原电池概念、原理、组成及应用。

2、教学难点

通过对原电池实验的研究，引导学生从电子转移角度理解化学能向电能转化的本质，以及这种转化的综合利用价值。

五、教学准备：

讲授、演示实验、学生动手实验、多媒体辅助教学。

教具准备：教师制作课件、铜锌原电池工作原理的模拟动画、多媒体教学平台。

1

实验准备：西红柿、灵敏电流计，铜片、铁片、锌片、碳棒、干电池、稀硫酸、硫酸铜溶液、无水乙醇、蒸馏水、导线（带鳄鱼嘴）、烧杯、塑料棒。

六、教学过程

一、创设情境

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

电能是现代社会最清洁、也是最重要的二次能源，人类生产、生活的各个方面都离不开它。而火力发电又在电能生产中占有相当大的比重，是电能最主要的来源。

[播放录像或展示图片]火电站工作原理示意图

[提问] 燃烧的本质是什么？火力发电中能量的转化方式是怎样的？火力发电又有哪些优

点和缺点呢？ [学生讨论、分析] 燃烧的本质：氧化还原反应

火力发电中能量的转化：化学能转化为热能，热能转化为机械能，机械能转化为电能

火力发电优点：1、我国煤炭资源丰富,廉价方便

2、电能清洁安全,又快捷方便

火力发电缺点：1、排出大量的温室效应气体

2、有废气可能导致酸雨

3、废料废水

4、储量有限

5、能量转换效率低

[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？

板书：第二节

化学能与电能

一、化学能转化为电能

思考与交流 化学能要经过一系列能量转换才能转化为电能。要使氧化还原反应释放的能量不通过热能而直接转化为电能，把可产生的电能以化学能的形式储存起来，就要设计一种装置。将化学能直接转化为电能，高效利用燃料、不浪费能源、开发出高能清洁燃料？

二、实验激疑

【演示实验】

1、把一块锌片和一块铜片平行地插入西红柿中，再用灵敏电流计上的探针分别接触锌片和铜片，观察电流计指针是否偏转？

实验现象：电流计的指针偏转，说明有电流流过，用西红柿和两个金属片可以发电。

设疑：这里的电流是如何产生的呢？这其中到底发生了什么样的变化呢？下面我们通过书本上的实验2-4，来和大家一起探讨一下用西红柿和两个金属片可是如何发电成功的？

【学生实验】

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实验

把一块锌片插入盛有稀硫酸溶液的烧杯中

把一块铜片插入盛有稀硫酸溶液的烧杯中

把一块锌片和一块铜片同时平行插入盛有稀硫酸溶液的烧杯中

用导线把锌片和铜片连接起来，平行地插入盛有稀硫酸溶液的烧杯里

用导线把锌片和铜片连接起来，平行地插入盛有稀硫酸溶液的烧杯里，中间接入一电流计

观察记录

锌片表面有气泡生成

结论（小组讨论）

Zn ＋2H＝Zn2+

＋H2 ＋铜片表面无气泡生成

铜不能与稀硫酸反应

Zn ＋2H＝Zn2+

＋H2 ＋锌片表面有气泡生成

铜片表面无气泡生成

锌片表面无气泡生成

铜片表面有气泡生成

锌片表面无气泡生成

铜片表面有气泡生成

电流表指针发生偏转

铜不能与稀硫酸反应

为什么铜片表面有气泡？

H+得到的电子是铜失去的吗？

有电流产生

将化学能转化为电能

【动画演示】为学生进一步明确实验中产生的现象动画演示

演示说明：通过电脑演示，将锌片插入到稀硫酸中，看到有气泡冒出，而将铜片插入稀硫酸中间，无明显现象。用导线将铜片和锌片相连，电流计发生偏转，铜片上有气泡冒出。

三、探究本质

【动画模拟】原电池的微观原理

【小组讨论】

1．在锌片和铜片表面分别发生了哪些变化？

2．电子从哪里来，到哪里去？

3.电池的正极和负极分别是什么？判断依据是什么？

4.溶液中有哪些看不见的动作？

【小组汇报】

由于Zn失去的电子经导线转移到Cu片上，故导线上有电流通过，因此电流计指针发生偏转。

电子由锌片流向铜片，根据物理学知识，电子移动方向与电流方向相反，电流由铜片流向锌片，铜片为正极，锌片为负极。

3

负极(Zn)：Zn-2e-＝Zn2+

正极（Cu）：2H+＋2e-＝H2

Zn失去电子成Zn2+进入溶液，溶液中的阴离子移向负极Zn，阳离子移向正极Cu。

+【分析】当把锌片浸入稀硫酸中时，锌容易失去电子，溶液中的H在锌表面得到锌所失去的电子被还原成氢原子，生成氢气；当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时，由于2+锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn而进入溶液，电子由锌片通过导线流向铜片，+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。这一变化过程可以表示如下：

-2+锌片：Zn - 2e = Zn (氧化反应）

+-铜片：2H + 2e = H2↑

（还原反应）

+2+总反应：Zn＋2H = Zn + H2↑ 本来的氧化反应和还原反应是同时发生在锌表面的，我们没能拿把这个电子的转移利用+起来，而当我们把它们设计成这样一个装置时，我们把锌失去电子，H得到电子这个条件利用起来，形成了电子的定向移动，也就产生的电流。我们把这种装置称为原电池。

【板书】1、原电池：将化学能转变为电能的装置叫做原电池。

【板书】2、原电池的电极

-2+负极：

锌片：Zn - 2e = Zn (氧化反应）

发生氧化反应，电子流出的一极。

+-正极：

铜片：2H + 2e = H2↑

（还原反应）

发生还原反应，电子流入的一极。

+2+电池总反应：Zn＋2H = Zn + H2↑ 【教师总结板书】

【提出问题】根据已具备的氧化还原反应知识和上述信息，你认为构成原电池的条件是什么？说出你的想法并与同伴交流。

【学生假设】原电池组成：两块电极（正、负极）和电解质溶液。

【小组讨论】下列装置能否构成原电池。如果你还有疑问，你可用下列药品：Zn片、Cu片、石墨棒、Fe钉、稀硫酸、无水乙醇、导线、CuSO4溶液、电流表、烧杯等设计对比实验证明你的想法。

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【教师总结】形成条件一：活泼性不同的两个电极──负极：较活泼的金属；正极：较不活泼的金属或非金属导体石墨等；形成条件二：电极需插在电解质溶液中；形成条件三：必须形成闭合回路。用一句话可概括为“两极─液成回路”

【板书】构成原电池条件：“两极─液成回路”。

【提问】有新发现的请举手，还有什么实验方案在现有实验条件无法验证的? 【学生】原电池反应必须是自发氧化还原反应。

【过渡】根据构成原电池的条件，你是不是很想自己动手设计一个原电池呢？

【安排学生活动】有下列材料：电极（Zn片、Cu片、石墨棒、Fe钉等任选）、导线、水果（西红柿2个）、电流计，请设计一个能使电流计指针发生偏转的装置。方式：最好先独立设计，并动手试验，边做边改进，也可与邻座同学相互讨论和观摩，或请老师指导。

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我设计的原电池

结

论

【教师评价】提供参考设计。

实验现象

电流表是否偏转

能否构成原电池

【课堂练习】请你当医生：格林太太是位漂亮、开朗、乐观的妇女,当她在开怀大笑的时候，人们才可以发现她一口整齐而洁白的牙齿中镶有两颗假牙：其中一颗是黄金的—这是格林太太富有的标志；另一颗是不锈钢做的—这是一次车祸后留下的痕迹。令人百思不解的是，打从车祸以后，格林太太经常头痛，夜间失眠，心情烦躁……你能为格林太太开一个药方吗？

2、

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与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 3、某金属能跟稀盐酸作用生成氢气，该金属与锌组成原电池时，锌为负极，此金属是（ ）

A、Mg B、Fe C、Al D、Cu 4、请根据反应

Fe + Cu2+ = Fe2++ Cu 设计原电池，你有哪些可行方案? 【总结】本节课主要学习了原电池的原理和原电池的构成条件。

【课后作业】

1、完成探究：完成探究活动表。

2、解决问题：了解一个真正的电池，看看哪些地方运用到今天大家的研究成果。

3、搜集关于废旧电池中存在的物质，废旧电池随便丢弃会对环境造成哪些不良影响？

六、板书设计

第二节《化学能与电能》

一、原电池定义：化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。

二、

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教学反思

本案例是一节以学生为主体的实验探究式新课。在教学中，让实验成为学生实践体验的一部分，通过自主实验，启发引导，小组合作，讨论分析等方法，让实验成为帮助学生开展探究活动的积极手段，并在其过程中培养他们基本技能，激发他们的探究热情，激活学生的学习内驱力。从整节课的教学过程来看，它重在探究、重实践。在实验探究中，不仅激发学生学习兴趣获得知识，更能启迪学生思维、培养科学精神和创新能力，为学生的进一步发展创造一个新的局面。在实践中学会交流，学会合作，并意识到合作是学习的有效途径，培养集体意识，很好实现化学教学的情感目标。从整体教学效果来看，通过学生的大胆猜想和有目的的实验探索，学生对知识点的掌握是相当不错的，原电池的原理及形成条件，学生都能轻松、愉快地掌握并应用，为后面的新内容的学习打下坚实的基础。同时，通过实践──认识──再实践的亲身体验的学习过程，加深了对知识的理解。更重要的是，也让学生充分展示自己的机会，使课堂围绕学生为中心的教学活动，真正体现学生的主体地位,大大激发学习积极性。

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