归纳与整理教学实录

化学必修二第二章化学反应与能量

第二节化学能与电能（第1课时）

教材分析：

课标要求: 举例说明化学能与电能的转化关系及其应用 教材地位: 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，承接化学1的氧化还原反应，铺垫选修4化学能与电能的相互转化

知识内容: 本节内容主要分为三部分，内容清晰：火力发电、原电池实验探究（包括概念、工作原理、组成条件和创造性应用）和技术产品（各种化学电源的设计、工作原理和应用），其中第二部分是重点也是难点，是本节内容的核心部分，应当重点介绍，第三部分中的燃料电池是生活中的新产品，可用于学生扩充视野，提高分析问题解决问题能力典型材料。

学情分析：

学生已有知识：氧化还原反应、电解质、电离等概念及相关的物理学知识。

学生认知特点：从已有经验出发，学生容易接受；将理论应用于实际，学生能够加深理解。

教学目标：

知识目标：(1)了解化学能与电能的转化关系及其应用

(2)知道电池是利用氧化还原反应将化学能转化成电能的装置。

(3)通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理，能够正确判断简单原电池的正、负极和电子流向。

能力目标：(1)通过课前自学教材及查阅资料，提升学生处理信息的能力，通过理论分析提升学生逻辑思维能力和知识迁移能力；

(2)通过实验探究，通过设计方案、进行实验、总结解释实验现象、得出结论、应用结论解决问题的过程，学习科学探究的方法，提高科学探究能力

(3)采用现代化教学手段，适当利用多媒体，使抽象的知识形象化，帮助学生更好地理解和掌握抽象知识。

(4)通过分组实验提高与他人交流、合作的能力。

情感目标：

培养学生自主探索创新精神和同学间的交流合作学习的协作精神，构建能量转化观，树立节约能源的意识。

教学重点：理解原电池概念、原理，掌握正负极的判断方法及电极反应式的书写。

教学难点：原电池原理、电极反应方程式的书写. 教学方法：多媒体技术与实验探究相结合法——通过实验、分析、讨论、思考、交流、归纳、小结。

教学准备：

实验准备：电流计，铜片、锌片、镁条、稀硫酸、西红柿、发光二极管、导线、烧杯等。

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。

实验室的布置：将桌椅妥善安排，以便各个小组的成员开展小组讨论和合作实验。

教学过程：

【设疑】如何让我们手中的二极管发光呢？

【学生】连接电池。（教师展示电池）

【过渡】我们今天不用这现成的电池，我今天给大家带来了会发电的西红柿。

【学生实验】会发电的西红柿——设计实验检测水果电池是否能够提供电能

步骤：按课件展示让Cu--Mg与西红柿构成的装置连接二极管进行实验。(注意：二极管分正负极，接反不亮。) 【设计意图】

从生活实际入手，获取感性材料。培养学生探究的能力，分析问题的能力。在巩固和运用知识的同时，增强化学的趣味性，从而激发学生的学习兴趣和求知欲。促进学生的提升。

【学生总结现象】二极管有的亮有的不亮，将不亮的二极管切换正负极连接方式后也亮起来。

【学生陈述结论】

1.西红柿电池产生电流；二极管发光（接对的）；

【学生思考】

1、物理上电流是如何形成的？

2、哪一类化学反应的实质是电子转移？

3、在氧化还原反应中电子是如何转移的？

【导引】西红柿本身并不会发电，发电肯定是和我们手里的这套装置有关。下面就让我们来共同学习本节课的重点内容----原电池

带领学生共同分析氧化还原与原电池的关系

【学生讨论】分析讨论得出：

ne-

还原剂+氧化剂

负极 正极

氧化 还原

可以利用氧化还原反应实现化学能到电能的转化

【设计意图】巧妙地运用物理学与氧化还原反应的联系，从理论上确定氧化还原反应与原电池的关系，提升学生的逻辑思维能力和知识迁移能力。

【过渡】实际生活中，我们有很多利用化学能转化，并最终得到电能的例子，比如火力发电。

【展示】火力发电示意图（图片展示）。

【设问】火力发电中能量是如何转化的呢？

火力发电是通过化石燃料燃烧(氧化还原反应)，使化学能转变为热能，加热水使之汽化为蒸汽推动蒸汽轮机，然后带动发电机发电。燃煤发电是从煤中的化学能开始的一系列能量转换过程：

即化学能→热能→机械能→电能。

其中，燃烧（氧化还原反应）是使化学能转换为电能的关键。

能不能找到一种装置能把化学能直接转化成电能呢？

【设疑】导入实验探究环节：只要选择了氧化还原反应就可以了吗？是否需要借助一定的装置呢？

【学生实验】

1. Cu--Zn原电池实验：

①Cu、Zn同时插入稀硫酸中，但不接触。

②将Cu、Zn用导线连接起来。

③在Cu、Zn导线之间接电流表。

（引导为主，让学生逐步完成设计）

实验1 观察记录

结论（小组讨论）

将锌片和铜片平行锌片表面有气泡生成

Zn ＋2H＋＝Zn2+ ＋H2 ↑

插入稀硫酸溶液中，铜片表面无气泡生成

铜不能与稀硫酸反应

观察现象；

为什么铜片表面有气泡？H+得到的电子是铜失去的吗？分析将Cu、Zn用导线连铜片也有气泡生成

后得出电子从锌片转移到铜片接起来

上，H+得到的电子不是铜失去的。

在Cu、Zn导线之间铜片表面有气泡生成

1、电路中有电流通过；

2、化学能直接转化为电能。

接电流表。

电流表指针偏转

【教师】电流表指针偏转，电流产生！从能量变化的角度分析，这是什么装置? 【学生总结】化学能直接转化为电能的装置。

【板书】 1.原电池定义：化学能直接转化为电能的装置叫做原电池。

【设疑】

电流是怎样产生的呢？

【板书】 2. 原电池原理

【学生讨论分析】 原电池反应的化学原理示意图（如图）。

【学生总结】

学生看书后总结：当把用导线连接的锌片和铜片一同浸入稀硫酸中时，由于锌比铜活泼，容易失去电子，锌被氧化成Zn2+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。

【板书】3.电极反应式：

【学生总结】

锌片：Zn - 2e- = Zn2+（氧化反应）

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

【提问】

从得失电子的角度看整个装置中发生的是什么反应？氧化反应和还原反应发生的位置一样吗？

【总结】

将氧化反应和还原反应分开在两个不同的区域进行，将电子转移的过程变为电子的定向移动，从而产生电流，这就是原电池设计的基本思路。

【引导】

那么这个电池的正负极分别是哪一极？根据你所了解的电学知识加以分析，电流的方向如何？电流的方向与电子的流向有何关系？如何判定装置的正负极？ 【板书】 4. 简单原电池的正负极判断

【学生总结】

负极：电流流入的一极，即电子流出的一极，发生氧化反应。（Zn做负极）

正极：电流流出的一极，即电子流入的一极，发生还原反应。（Cu做正极）

【板书】5.电子及电流流向

【学生总结】

外电路：电子由负极流向正极（Zn→Cu）；电流由正极流向负极（Cu→Zn）

内电路：阳离子移向正极，阴离子移向负极；电流由负极流向正极. 【课堂练习】见课件展示

【课堂小结】

1.原电池：将化学能转化为电能的装置。

2.原电池原理：

负极 (Zn)：Zn－2e－＝Zn2＋

（氧化反应） 正极 (Cu)：2H+＋2e－＝H2↑（还原反应）

总反应式：Zn＋2H+＝Zn2＋＋H2↑

外电路：电子由负极流向正极

内电路：阴离子移向负极

阳离子移向正极

【课后作业】课本P44-P45第1、2、4、5题

【板书设计】

第二章

第二节

化学能与电能

1.概念：原电池—化学能转化为电能的装置

2.原电池原理

3.电极反应式

锌片：Zn - 2e-=Zn2+ （氧化反应） 铜片：2H+ + 2e- = H2↑( 还原反应) 总反应：Zn＋2H+ = Zn2+ + H2↑ 4.简单原电池的正负极判断

5.电子及电流流向