高中化学-必修2第二章第二节化学能与电能教学设计学情分析教材分析课后反思

-PAGE1人民教育出版社人民教育出版社普通高中课程标准实验教科书（化学2）《化学能与电能》第1课时教学设计作者：单位：化学组-PAGE7-教材人教版必修2章节第二章化学反应与能量第二节课题化学能于电能（第1课时）三维目标知识与技能1、理解化学能与电能之间转化的实质。2、初步认识原电池的原理、组成。过程与方法通过理论猜想、实验探究、总结解释实验现象、得出结论、逐步探究出Cu-Zn原电池的工作原理；并通过学生分组实验探究原电池的构成条件，提高学生动手、动脑、合作探究能力。情感态度与价值观通过对宏观实验现象分析，树立理论和实践相结合的科学观，培养学生勤于思考、探索求实的科学态度。教学重点原电池的原理和构成条件教学难点Cu-Zn原电池的工作原理教学方法讲授法、实例法、实验探究法（学生分组实验）、小组讨论法教学媒体边讲边实验、多媒体辅助教学教学内容教学过程设计意图教学内容教学内容教学内容教学内容【情景引入】一、感受电能【学生】电能可以转化为各种形式的能量，给我们的生活带来方便。二、寻找电能的来源什么形式的能可以转化为电能？电池是怎样产生电的呢？【学生】讨论电能是如何产生的。【多媒体展示】最早的实用电池1800年伏打电池的工作原理？【教师】今天让我们一起探究一下原电池中的奥秘吧！【板书】第2节化学能与电能一、原电池【学生】实验探究一原电池的工作原理【实验1】：将锌片、铜片分别插入稀硫酸中，观察现象？【实验2】：用导线将锌片、铜片连接插入稀硫酸中，观察现象？（仔细观察实验现象，并做好记录，实验结束每小组代表汇报本组实验现象及由此得出的结论。）【学生】回答实验现象【思考交流】1、铜片上的气体可能是什么？这种气体是怎么生成的呢？2、H+得到的电子是谁失去的？3、电子从Zn到溶液中的H+经历了哪些途径?【学生】学生回答。【教师】点评、归纳。锌失去电子，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。所以我们在Cu片上看到了气泡。【板书】ZnZn－2e－=Zn2+氧化反应Cu2H++2e－=H2↑还原反应【动画演示】电子转移的过程【设问】如何证明导线中有没有电子通过呢？【实验3】:锌片和铜片导线连接插入稀硫酸中，导线间接上电流计，观察现象？【学生】学生回答实验现象。电流表指针发生偏转形成电流。【问题】这套装置中能量是如何转化的呢？【学生】学生回答【教师】我们就把这种化学能转化为电能的装置称为原电池。【板书】一、原电池——是将化学能直接转化为电能的装置【教师】我们知道电子的定向移动形成电流，而要有电子的转移得有一种反应叫氧化还原反应。这是构成原电池的前提条件，也是本质，不过这里要加一个定语自发的。【板书】1、反应本质：自发的氧化还原反应【设问】在这个Cu-Zn原电池中自发的氧化还原反应是？【学生回答】Zn＋2H+=Zn2++H2↑【分析】我们可以看出原电池是将氧化还原反应分别在两个不同的区域进行，一个区域发生氧化反应另一个区域发生还原反应。两个反应合起来就是总反应。【【过渡】我们知道电池有正负两个电极，该电池哪个是正极，哪个是负极呢？【（学生回答，老师总结：根据物理学知识，电子的方向与电流的方向相反，电子由Zn→Cu故电流Cu→Zn所以Zn为负极，Cu为正极。）【板书】2、Cu-Zn原电池的工作原理负极：锌片：Zn-2e-=Zn2+(氧化反应）正极：铜片：2H++2e-=H2↑（还原反应）总反应：Zn＋2H+=Zn2++H2↑电子：负极—正极；电流：正极负极（教师）分析正极反应、负极反应与总反应的关系，揭示原电池的精髓：将氧化还原反应中的氧化反应在负极发生还原反应在正极发生，电子在其间定向移动而形成电流，进而实现化学能直接转化为电能。从金属活泼性上看，负极是较活泼的金属，正极是不活泼的金属。【过渡】这是我们通过实验来探究的Cu-Zn原电池的工作原理接下来我们再从微观角度模拟一下Cu-Zn原电池的工作原理。【动画模拟】Cu-Zn原电池的工作原理【设问】电子会进入电解质溶液吗？那溶液是靠什么导电的呢？溶液中的阴阳离子是如何移动的呢？（学生回答，老师总结：外电路：电子由负极→正极，电流由正极→负极，内电路：阴离子移向负极，阳离子移向正极，从而构成闭合回路。“电子不下海，离子不上岸”。【过渡】以上是我们对Cu-Zn原电池的工作原理的探究，学习了原电池的原理我们就可以制造各式各样的电池为我们服务，那么如果我们要制造电池还需要做哪些工作呢？接下来我们分组实验探究原电池的构成条件。【多媒体展示】原电池的构成条件实验探究（学生）分组设计实验、记录实验现象、依据实验结果完成以下表格并归纳影响原电池的构成条件。（每小组代表汇报本组实验设计、实验现出的结论。（学生小组讨论，分析、归纳构成原电池的条件。）【教师】归纳总结构成原电池的条件【板书】3、构成原电池的条件1）.两种活泼性不同的电极(金属与金属或一种金属和另一种非金属导体）；2）.电解质溶液；3）.构成闭合回路。【【过渡】学习了原电池的构成条件我们就可以设计原电池为我们所用了，到底是不是真的能用呢？下面请根据老师提供的材料你来试试吧！【板书】4、设计原电池【多媒体展示】小试身手有下列材料：Zn片（3片）、Cu片（3片）、导线若干，水果（西红柿、橙子，苹果等）、电流计、二极管，请设计一个装置使电流计指针发生偏转，并尝试使二极管发光，画出设计草图。（学生展示设计成果，请最先使二极管发光的组展示设计的方案。老师评价。）【教师】大家不要小看这样一个小小的电池，如果多个串联在一起，我们就可以利用它带动我们喜欢的玩具，制作音乐贺卡，甚至给手机充电呢！不过这样的电池也存在很多的问题，需要进一步优化，我们会在以后的学习中继续学习。（学生谈收获和不足，对本节课进行总结。）【教师】课堂小结：本节课我们通过实验学习了原电池的工作原理，探究了构成原电池的条件。不过除此之外最重要的是我希望通过今天的实验能够提高同学们的化学素养，培养实验操作能力、团结协作能力。另外我还有一个小小的愿望，希望今天这节课能在同学们的心中播下一颗对电池好奇的种子，在今后的学习中生根发芽。大家说，好不好。通过日常生活中电能带给我们的方便，引出寻找电能的来源可激发学生的求知欲通过学生实验引导学生环环相扣分析归纳Cu-Zn原电池的工作原理。提高同学们的动手能力，实验探究能力。。利用动画模拟让学生更形象、生动的认识Cu-Zn原电池的工作原理通过分组实验探究构成原电池的条件，提升学生实验设计、实验操作等能力，同时培养学生小组内合作、交流的能力。激发学生的兴趣收到事半功倍的效果各小组代表汇报实验设计、实验现象和结论，发挥学生的合作、组织能力和表达能力。分析问题的能力，同时还可以更大程度的让学生参与课堂。通过设计原电池，让学生体验到“学以致用”及，课堂小结学生谈收获和困惑，有利于学生、教师的自我评价。布置作业整理本节课笔记。2、实践活动自制电池——水果电池板书设计板书设计：第2节化学能与电能一、原电池——是将化学能直接转化为电能的装置1、反应本质：自发的氧化还原反应2、Cu-Zn原电池的工作原理负极：锌片：Zn-2e-=Zn2+(氧化反应）正极：铜片：2H++2e-=H2↑（还原反应）总反应：Zn＋2H+=Zn2++H2↑电子：负极—正极；电流：正极负极3、构成原电池的条件1）.两种活泼性不同的电极(金属与金属或一种金属和另一种非金属导体）；2）.电解质溶液；3）.构成闭合回路。课后反思本节课由感受电能——寻找电能的来源——最早实用电池的原理层层递进引入，带领学生进入探究原电池工作原理的世界。通过学生实验引导学生分析总结实验现象、得出结论激发了学生学习化学的兴趣；但是由于最后一个实验设计准备不够充分没买到音乐贺卡，且对学生已有实验水平估计出现偏差，一部分学生没能成功体验到二极管发光。如果化成音乐贺卡，效果会更好。本节课通过小组分组实验活动提高了学生动手动脑、合作探究的能力。以实验为依托传授新知，教学效果较好，达到了教学目标的要求。学情分析知识方面，学生在必修1中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；并在日常生活中认识了各种类型的电池；能力方面，学生已具备一定的化学思维基础和实验技能，这些都为提高学生的课堂解决问题能力和实践动手能力创造了条件。学生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，学生对本节课会有所期待。课堂效果分析德国著名教育家第多惠斯曾说过，“一个坏的教师奉送真理，一个好的教师叫人发现真理”，纵观本节课的教学，以学生的探究发现活动为主，而教师在其中起到了组织和引导的作用，真正贯彻了化学新课程的教学理念。通过原电池的概念、原理及构成条件等一系列理论知识的学习，此时学生更是需要的是感性认识材料的补充。以布置家庭小实验等形式，让他们运用所学原电池的知识解决生产、生活及科学研究中的实际问题，做到学以致用，同时也让学生感受到了学习的成功感。通过这样教学过程的实施，通过这样五步教学过程的分步实施，将难点建立在实验探究基础上进行分散，能使学生易于理解和掌握，既培养了学生实验探究的能力，又突显了重点，突破了难点。通过设置适宜难度的问题，引发学生探究欲望，培养学生合作意识，激发学习化学兴趣。

整体达到了预期的教学效果。教材分析《化学能与电能》是人教版高一化学新教材（必修2）第二章第二节的内容，是电化学中的重要知识，原电池在生活生产和科学研究中应用十分广泛，学生对“电”有着丰富而又强烈的感性认识。学生在初中化学中已经从燃料的角度初步学习了“化学与能源”的一些知识，并且在学习了“化学能与热能”的关系，当学生感受了探究化学能与热能的相互转化过程之后，并且了解了化学能转化为热能在生产、生活中的应用，会对化学能与电能之间的转化问题产生浓厚的兴趣。正是基于学生的这种心理特征，教材通过一系列的设问，会把学生带进“化学能与电能相互转化”的探究之中。从反应物之间电子转移角度看，原电池概念的形成是氧化还原反应本质的拓展和应用；从逻辑思维角度看，“化学能—电能”的思想，是对“化学能一热能一机械能一电能”思维方式的反思和突破；从教材编排角度看，本节内容是对前一节课的补充和完善又能运用此原理去解释很多实际的化学问题，并为选修“化学反应原理”的学习奠定必要的基础。本节分为两课时教学，本课为第一课时。通过本节课的学习，能使学生清楚地认识原电池的工作原理和构成条件，初步形成原电池的概念，并能够写出电极反应式和电池反应方程式。化学能与电能1．下列有关能量转换的说法错误的是（）A．煤燃烧是化学能转化为热能的过程B．氢氧燃料电池可把化学能转化为电能C．化石燃料和植物燃料燃烧时放出的能量均来源于太阳能D．植物通过光合作用将CO2转化为葡萄糖是太阳能转变成热能的过程2．下列有关电池的说法不正确的是（）A．燃料电池工作时，是将空气通向正极B．锌锰干电池中，锌电极是负极C．汽车的启动电源常用铅蓄电池，放电时电池的负极是PbO2D．手机用的锂离子电池属于二次电池3．下列说法或实验现象的描述不正确的是（）A．把铜片和铁片紧靠在一起浸入稀硫酸中，铜片表面出现气泡B．铜锌原电池工作时，电子沿外电路从铜电极流向锌电极C．把铜片插入三氯化铁溶液中，在铜片会溶解D．把锌粒放入盛有盐酸的试管中，加入几滴氯化铜溶液，气泡放出速率加快4．右图为铜锌原电池示意图，下列说法中正确的是（ ）A．锌电极是负极，发生还原反应B．电流方向是从锌片流向铜片C．溶液中SO42-离子向正极移动D．溶液中硫酸的物质的量浓度减小5．有A、B、C、D四种金属，将A与B用导线连接起来浸入电解质溶液中，B不易腐蚀，将A、D分别投入等浓度的盐酸中，D比A反应剧烈，将铜浸入B的盐溶液中，无明显化，若将铜浸入C的盐溶液中，有金属C析出。据此判断这四种金属的活动性顺序是（）A．D＞C＞A＞BB．D＞A＞B＞CC．D＞B＞A＞CD．B＞A＞D＞C

6．一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是（）ABCD正极ZnAgCuCu负极CuCuZnZn电解质溶液CuCl2H2S04CuSO4FeCl27．两种金属A与B组成原电池时，A是正极。下列有关推断正确的是（）

A．A的金属性比B强B．电子不断由A电极经外电路流向B电极

C．A电极上发生的电极反应是还原反应D．A的金属活动性一定排在氢前面8．下列化学反应（反应条件已忽略），你认为理论上可以设计成原电池的是（）

A．NaOH+HCl=NaCl+H2OB．C+CO2=2CO

C．CH4+2O2=CO2+2H2OD．Na2CO3+H2SO4=Na2SO4+CO2↑+H2O9．某原电池反应的离子方程式为：Fe＋2H＋=Fe2＋＋H2↑，则下列说法正确的是()A.锌为原电池正极B.铜为原电池负极C.HNO3为电解质溶液D.铁极质量减小10．茫茫黑夜中，航标灯为航海员指明了方向。航标灯的电源必须长效、稳定。我国科技工作者研制出以铝合金、Pt－Fe合金网为电极材料的海水电池。在这种电池中()①铝合金是负极②铝合金电极发生还原反应③海水是电解液④海水中阳离子向铝合金电极移动A．①③B．②④C．②③ D．①④二、填空题：（共50分）11．（4分）如图所示，电流表G发生偏转，同时A极逐渐变粗，B极逐渐变细，C为电解质溶液。(1)B为原电池的________极，金属活泼性：A________B(填“>”或“<”)；若电极有：Zn、Fe、Cu、Ag四种金属棒，且已知B为Cu，则A为________。(2)若电解质溶液有稀H2SO4和AgNO3溶液，则C应为________。12．（12分）将锌片和铜片插入某种电解质溶液,锌片和铜片用导线相连,形成原电池装置。(1)若电解质溶液是稀硫酸,则发生氧化反应的是极(填“锌”或“铜”),铜极是（填“正极”或“负极”）,其电极反应方程式是。若有0.5mol电子流经导线，则产生的气体在标况下的体积是。(2)若电解质溶液是硫酸铜溶液,在导线中电子是由极流向极(填“锌”或“铜”),铜极上反应的电极反应方程式是,该电池总反应方程式是。13．（12分）在西汉成书的《淮南万毕术》里，有“曾青得铁则化为铜”的记载。曾青又有空青、白青、石胆、胆矾等名称，其实都是天然的硫酸铜。（1）写出“曾青得铁则化为铜”的离子方程式______________________。（2）若根据上述反应设计成原电池，请在方框中画出原电池的装置图，标出正、负极和电解质溶液，并写出电极反应式。负极反应__________；正极反应。（3）外电路中的电流是从

电极流向

电极（填电极材料名称）。溶液中阳离子向极定向移动（填“正极”或“负极”）。14．（10分）燃料电池是目前正在探索的一种新型电池，如氢氧燃料电池。（1）硫酸为电解质溶液时，正极电极反应为：____________________________。（2）KOH溶液为电解质溶液时，负极电极反应：，正极电极反应：，总反应方程式为：_______________________。（3）若有2gH2在负极放电反应，此时氢氧燃料电池转移的电子数为__________。课后反思爱因斯坦说过“兴趣是最好的老师”，在教与学的关系上，古人强调：“教必有趣、以趣促