高中化学人教版高中必修2第二章化学反应与能量-教学设计：化学能与电能

1、人教版化学必修2第二章第二节课 题化学能与电能（1）类 型新授课设计人陈少莲审核人张泽仪使用人陈少莲设计日期2023年10月21日上课日期2023年10月30日第一节知识与技能认识化学能与电能相互转化的实际意义及其重要应用，了解能源的分类，了解原电池工作原理，能写出电极反应和电池反应方程式，初步了解原电池的装置。过程与方法1.通过对化学能转化为电能的学习，体验科学探究的过程，理解科学探究的意义，基本过程和方法，初步养成科学探究的能力。2.自己探究原电池概念及形成条件的学习过程进行计划、反思、评价和调控，提高自主学习化学的能力。情感态度价值观1.关注化学科学对个人生活和社会发展的贡献，关注能源问

2、题，逐步形成正确的能源观。2.形成合理利用化学反应中能量变化的意识和思路，提升“科学探究与创新意识”和“科学态度与社会责任”的化学学科核心素养。重点认识原电池的概念，了解构成原电池要满足的条件；理解原电池工作原理。难点从电子转移角度理解化学能转化为电能的本质，用已经学过的有关氧化还原反应知识探究化学能转化为电能的条件和装置。知识结构与板书设计2.2化学能与电能(1)一、能源的分类按取得方式：一次能源二次能源二、火电（间接转化）1.我国目前发电总量构成：2.火电的工作原理及流程：3.火电的有何弊端？4.火电的化学本质分析：*探究实验：化学能如何直接转化为电能实验一：实验二：实验三：实验四：三、原

3、电池（直接转化）1.定义：将化学能转化为电能的装置。2.电极判断方法：3.工作原理： 锌片（-）：Zn-2e-=Zn2+ （氧化反应） 失电子极，电子流出极。铜片（+）：2H+2e- =H2 （还原反应） 得电子极，电子流入极。4.构成条件：“一液两极三连四氧还”教学方法与手段实验探究；对比分析；探讨交流。自贡市牛佛中学校课时教学流程教师活动学生活动设计意图【导入】简明扼要阐述学习本堂课的目的。【板书】2.2化学能与电能(1)【讲述】能源是现代物质文明的原动力，与我们每个人息息相关。首先我们来认识一下一次能源和二次能源。请阅读教材P39页资料卡片，完成学案。【板书】一、能源的分类按取得方式：一

4、次能源二次能源【辨析】下列能源哪些是二次能源？【讲述】今天我们学习的电能实际上就属于二次能源。电已经成为我们日常生活不可缺少的一部分，我们的生活和学习都离不开电能。电能是科技发展、国民经济增长的主要动力。照明、冶金、化学、纺织、通信、交通、动力等各个领域都要用电。电能是现代社会中应用最广泛、使用最方便、污染最小的一种二次能源，又称电力。电能是如何转化来的呢？ 【引入】从我国2023-2023年全国电力结构图表可知，目前，我国获得电力有火力发电、水力发电、风力发电、燃料电池发电、核电和太阳能光热发电等等多种途径。但是由于火力发电使用范围最广，占领了电力的大部分市场，可谓“独占鳌头”.【思考】火电

5、是怎么来的呢？【引导学生看图表】【板书】二.火电（间接转化）1.我国目前发电总量构成：2.火力发电的工作原理及流程：3.火力发电的缺点：4.火力发电的化学本质深层分析：分小组坐好，完成学案【预备知识】做好上课准备。阅读教材P39页资料卡片能源的分类，完成学案【问题导学】1.2。【练习】结合资料卡片，完成学案【问题导学】3。观看PPT，了解电池和常见的电器设备，知道我们身处的时代离不开电能。思考电能是如何来的？【回答】（用煤炭、水、风、潮汐等发的电）结合我国2023-2023年全国电力结构图表，找出电力变化和占比。看PPT，分析图表，思考火电原理和流程，以及火力发电缺点，完成学案【二.2.3】深

6、度思考：火力发电的化学本质氧化剂与还原剂之间发生电子转移，引起化学键重新组合，伴随有能量变化。简明扼要阐述学习本堂课的目的通过阅读教材，让学生了解当今社会能源的分类，为后面学习二次能源电能打下基础。巩固概念设疑，导入新课，化学能转化为电能的方式之一：火电，间接转化法。采用图片，表格，等直观材料和相关数据来分析火力发电的利与弊为化学能直接转变为电能埋下伏笔。挖掘学生已有的氧化还原反应知识来分析氧化剂和还原剂之间电子转移中的能量转化。【提问】能否找到一种装置将化学能直接转化为电能呢？【讲解】产生电能意味着产生了电流，也就存在着电子的定向移动。哪么我们学过的哪一类化学反应存在着电子的移动？【讲解】今

7、天我们就以同学们非常熟悉的一类氧化还原反应金属与酸的反应为例，一起来学习和研究化学能是如何转化为电能的。【板书】探究实验：化学能如何直接转化为电能【实验一】 把一块锌片和铜片分别插入盛有稀硫酸的烧杯中,注意观察实验,记录现象(注意稀硫酸的量不要太多) 【提问】你观察到了什么现象？为什么？【讲述】通过前面的学习，我们知道Zn片上发生的反应是Zn失去电子生成Zn2+，H+获得电子生成H2。【实验二】如果我们将锌片、铜片同时平行插入硫酸溶液中大家仔细观察锌片和铜片表面的变化并做好相应的记录。【提问】在实验二中你观察到了什么现象？【提问】这与刚才实验一的现象基本吻合的，谁能写出这个反应的离子方程式？【

8、实验三】现在我们用导线把实验二中的锌片和铜片连接起来,大家再观察锌片和铜片表面的变化。(注意两块金属片不要相接触)【讲述】第二个实验锌片和铜片平行插入硫酸溶液中，很显然是锌反应铜片不反应；第三个实验是将锌片和铜片接触放入硫酸溶液中却是铜片表面有气泡。【提问】铜片上产生的气体是什么?【讲解】铜片上产生的气体是氢气，说明硫酸电离出的H+在铜片上转化成了H2，是得到电子还是失去电子？副板书：我们再从从电子得失角度分析2HH2【提问】既然是得电子，哪么所需的电子是谁提供的？是锌还是铜呢？【回答】氧化还原反应学生完成实验一，注意观察完成学案【实验一】【回答】铜片上没有明显现象，锌片上有气泡冒出。【回答】

9、因为在金属活动顺序表中，Zn排在H的前面，可以置换出酸中的H，而Cu排在H的后面，不能置换出硫酸中的H。学生完成实验二，注意观察完成学案【实验二】【回答】答：锌片表面有气泡、铜片表面无气泡【回答】同时写在学案上。Zn + 2H+= Zn2+ + H2学生小组活动，观察实验三的现象并记录。【回答】铜片表面产生了气泡，（锌片有少量的气泡）。完成学案【实验三】【回答】应该是H2【回答】得到电子【回答】锌提供的。可能锌表面的电子流到了铜片上，被溶液中的H+得到后产生H2。通过几组探究实验，引导学生仔细观察和分析实验现象，了解原电池就是将氧化还原反应的化学能转化为电能的装置；并通过分析原电池的工作原理，

10、教会学生辨别电极，教会学生正确书写电极反应式以及总的化学方程式。【提问】大家思考一下有没有可能是铜提供的？如果不是铜，理由如何？【思考】:电子从何而来？电子是从溶液传递还是锌片与铜片的接触点传递的呢？【提问】如何通过实验证明Zn片上的电子通过导线转移到了Cu片上？【实验四】下面我们将锌片和铜片用导线连接起来，在导线中间连接一个灵敏电流计，平行插入稀硫酸溶液中，观察电流计的指针是否发生偏转。【释疑】电流表指针发生了偏转，说明Zn片的电子确实通过导线转移到了Cu片上，电子的定向移动产生了电流。从能量变化的角度来说，该装置中的化学能直接转变成了电能，我们把这样的装置叫做原电池。【板书】三、原电池（直

11、接转化）1.定义：将化学能转化为电能的装置【思考】根据所了解的电学知识，你知道电子时怎样流动的吗？如何判定装置的正负极？【展示】Cu-Zn-H2SO4原电池闭合状态下微观粒子运动的动画模拟，并展示Cu片，Zn片上得失电子的反应式。【分析动画】如果以稀硫酸的液面为分界线，液面以上部分称作外电路，液面以下部分称作内电路。在Zn-Cu-H2SO4原电池装置中，锌片失去电子，失去的电子通过导线传递给铜片，溶液中的H+在铜片的表面得到电子变成氢气，该装置发生了化学反应，在外电路产生了电流，电子由Zn片流出，产生了电能。在内电路中，由于静电作用，电解质溶液中的SO42-等阴离子向Zn片移动，而H+和Zn2

12、+等阳离子向Cu片移动，由于H+得电子能力比Zn2+强，所以2H+2e- =H2。【过渡】：既然原电池形成了，而我们都知道的电池都有正负极之分。那么Zn-Cu-H2SO4原电池的正负极分别是哪一极呢？【板书】2.原电池正负极的判断方法 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 电子的流出极是负极。 = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 失电子极是负极。 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 发生氧化反应的一极 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 从实验现象可判别正极。【讲述】我们只要知道原电池的负极就可以了，剩下的一极就是原电池的正极.【讲述】这是两个电极

13、反应，我们称之为半反应。大家想一下在氧化还原反应中，我们将得到电子的反应称之为什么反应啊？失去电子的反应称之为什么反应啊？原电池的巧妙之处就在于将氧化反应和还原反应这两个半反应在不同的区域进行。【讲述】：一个完整的反应应该包括氧化反应和还原反应两个过程，我们只要将氧化反应和还原反应两半反应加和起来就能得到一个完整的电极反应。【板书】3.原电池的工作原理【回答】如果可能，则是铜与硫酸反应,Cu失去电子给了H+;（而实验中溶液没有变成蓝色Cu2+）【回答】:是接触点传递的，如果是溶液传递的，则第二个实验应该铜片表面会气泡产生。【回答】插入电流表，检测是否有电流产生。学生小组活动，观察现象.完成学案

14、【实验四】【回答】电流计的指针发生偏转。完成学案【定义】【回答】在电学中，电流的方向与电子流动方向相反，在外电路中，电流方向是正极 负极，电子流向是负极 正极；电子从原电池的负极流出，经过导线流入原电池的正极。在Zn片为电池的负极，铜片作为正极。完成学案【原电池的电极判断】【回答】得到电子的反应称之为还原反应失去电子的反应称之为氧化反应学生完成学案【原电池工作原理】铜片（+）:2H+2e- =H2 (还原反应) 锌片（-）:Zn-2e-=Zn2+ (氧化反应) 总反应：Zn+2H+=Zn2+H2能力发展，思维延伸，培养学生学会归纳、概括并锻炼其交流与表达的能力。【过渡】刚刚我们一起分析了原电池

15、的工作原理和电极的判断方法，接下来一起分析构成原电池需要满足怎样的条件？请各小组实验后讨论。【引导探究方向】【探究一】 电极的探究【探究二】溶液的探究【探究三】电路的探究【板书】4.构成原电池的条件：“一液两极三连四氧还”【小结】今天我们学习了原电池的相关知识，下一节课我们就利用这些知识去解决一些实际问题。学生分组总结汇报实验结果和实验结论，师生共同交流探讨，得出结论。完成学案【构成原电池的条件】 = 1 * GB3 * MERGEFORMAT 有两种活性性不同的两极(金属或非金属单质) = 2 * GB3 * MERGEFORMAT 电解质溶液 = 3 * GB3 * MERGEFORMAT 形成闭合电路 = 4 * GB3 * MERGEFORMAT 自发的氧化还原反应完成学案【概括整合】从实验中三个变量之间的关系：电极材料；电解质溶液；通路；暗示以此确定设计实验的探究方向。【当堂检测】（加深印象，促进智能发展）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3锌片和碳棒用导线连接后插入稀硫酸中，锌片是 ( ) A.阴