高中化学-化学能与电能第一课时教学设计学情分析教材分析课后反思

“化学能与电能”的实验化和生活化的课堂教学设计一、教材分析本节教学内容选自人教版普通高中课程标准实验教科书必修《化学2》第二章《化学反应与能量》第二节《化学能与电能》中的“化学能转化为电能”片段。本节的内容是原电池，包括原电池装置的设计原理、设计意图、本质及构成条件。关于化学能与电能在必修模块和选修模块中均有安排，在必修模块中只要求举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，认识研制新型电池的重要性。从学科知识体系角度来看，节课内容是学生学习了化学必修1《氧化还原反应》与必修2的《化学能与热能》等内容之后而学习的，所以本节课是对氧化还原反应的本质再探究和延伸，同时也是对化学能与其他能量之间转化的补充，是建立电化学基本概念的基础；在化学选修1（化学与生活）中金属腐蚀与防护，以及选修化学的学生学好化学选修4（化学反应原理）中还将进一步对电化学知识进行深入讨论，所以本节课为后面知识的学习提供了理论基础。综上所述，在知识结构上原电池起到了承上启下的作用。从生活和社会角度来看，电能在现代社会生活中起着无可取代的作用，电池也广泛应用于社会生活的方方面面。了解电池工作的原理，掌握基本的电化学知识对生活生产都有非常重要的意义。二、学情分析学生在以前的学习中已经学习过了氧化还原反应，能量之间转换，电解质溶液，金属活泼性等化学知识及物理电学的相关知识，已为本节课的学习做好了一定知识储备；具备了一定的实验探究能力。学生已经掌握了氧化还原反应，知道氧化还原反应的本质是电子的转移，能够把氧化反应和还原反应分开讨论。物理中已经学过电子的定向移动形成电流，对氧化还原过程中电子的移动能够产生电流可以产生认同，但又对不借助于原电池装置的氧化还原反应没有电流产生存在疑惑。3、知道电解质溶液能够导电，溶液中的离子能够在电场的作用下定向移动，但这一概念建立在正负相吸的基础上，可能会对原电池内电路离子流向理解有困难。4、已经学习了化学能与热能的转化，能够以此为基础理解化学能与电能的转化，但对转化装置原电池以及实验现象不能很快接受，可能会认为原电池装置的引入改变了化学反应本身。三、教学目标【知识与技能】1.通过收集资料，了解火力发电的一般过程，举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。2.通过实验研究，了解原电池的概念、原理以及构成条件。【过程与方法】在探究原电池工作原理过程中，学会运用观察、实验等多种手段获取信息，并运用类比的方法对信息进行加工。【情感态度与价值观】通过生产生活中的实例，认识提高燃料的燃烧效率、开发高能清洁燃料的重要性，理解化学能转化为电能对现代化的意义。四、教学重点与难点四、教学重难点【教学重点】原电池的概念、原理以及构成条件【教学难点】原电池的本质五、教学设计思路及流程莲花蜡烛的燃烧以及唱歌引出课题复习化学能与热能的转化，建立能量可以相互转化概念。莲花蜡烛的燃烧以及唱歌引出课题分析比较常见发电方式利弊，引出原电池。↓能源、电能。↓原电池本质探析外电路电子、内电路离子转移路径。为什么原电池能直接将化学能转化为电能？原电池本质探析外电路电子、内电路离子转移路径。原电池的构成条件初步设计原电池。↓如何设计原电池？六、教学过程教学环节教师活动学生活动设计意图环节一复习并引入新课【课前复习】以莲花蜡烛的燃烧，回顾上节课学习的化学能转化为热能和光能，了解化学反应伴随能量变化是化学反应的基本特征之一，化学反应的能量可以转化为热能，也可转化为其他能量。并且通过思考蜡烛为什么会唱歌，引出电池及其原理。【思考回忆】化学反应的能量变化通常表现为热量的变化。思考电池的原理是什么？复习上节课的知识，建立能量之间可以相互转化的概念，并引出本节课的学习重点。环节二引出原电池电能是现代社会应用最广泛的二次能源，它在我们的生活中占据着不可取代的作用。【讨论】有哪些方式可以得到电能呢？火力发电的过程是怎样的呢？结合自己的生活经验能不能对火力发电做一评价？同学们汇报预习结果。【引导】没错，通过上面的分析我们得出这样的结论，火力发电能够将化学能转化为电能，但不能直接转化，这就不可避免的引起能量转化过程的损耗。同时，火力发电的过程也引发了一系列的环境问题。总的来说，从能量转化和环境保护的角度来说，火力发电并不是一个长久之计。但它为我们提供了一个思路，化学能可以转化为电能。化学能能不能直接转化为电能呢？请同学们带着这个问题阅读课本40页的知识。【讨论】火力发电风力发电水力发电机械能转化为电能…【分析讨论】会造成环境污染煤炭资源是有限的…【联系、思考】火力发电弊大于利【阅读】认真阅读课本内容，结合老师给出的问题思考。从能量转化率、转化途径及环境保护角度来看，研究化学能与电能直接转化十分必要。环节三原电池工作原理的探究【实验一】将铜片和锌片分别插入稀H2SO4溶液中，观察现象。【实验二】将铜片和锌片用导线连接，在导线中间接入一个电流表，平行插入盛有稀硫酸的烧杯中，观察现象。【提问】你认为实验1、2中能量转化关系是怎样的？有没有形成原电池？2.请写出实验1、2中的化学方程式,从氧化还原反应的角度分析哪种物质失去电子，哪种物质得电子？3.实验1和实验2中的铜片和锌片上现象有何不同？试分析原因(试从Zn是通过什么途径将电子转移给溶液中的H+的角度分析)？

4.试分析实验2中H+和SO42-离子在溶液中移动的方向？导线中电子电流的移动方向？[实验现象][实验结论]【引导回顾】【讨论】请大家小组之间交流总结出原电池的原理。【结果汇报】【总结】浓缩的口诀：正找正，负找负；负氧正还，电子不下水，离子不上岸。【实验】动手实验记录实验现象解释实验现象【思考交流】【记录】【结果汇报】【思考回顾】物理中学习过的电池的相关知识【思考交流】【结果汇报】【记录理解】口诀的含义从问题的产生到解决，感受科学探究的过程。通过实验思考讨论，层层深入的问答提炼出课本中关键的信息。有利于对氧化还原反应的深入理解，对原电池概念的初形成。联系生活和已学过的电学知识，形成新知识。类比学习，按照学生的认知顺序层层递进、深入理解原电池的工作原理。环节四如何设计原电池【讲解】若将莲花蜡烛的电池拿下来，你能不能根据原电池的原理设计一个原电池，重新让莲花唱歌？【讨论】【探究活动】构成原电池应有怎样的条件用品：铜片、锌片、铝片、碳棒、导线、检流计、稀硫酸溶液、无水乙醇、西红柿。负极材料正极材料溶液指针是否偏转有无形成原电池12345【总结】经过以上四个方面的讨论，我们可以得出如下结论：原电池的设计是建立在一个能够自发进行的氧化还原反应基础上，又有两个活泼性不同的电极来充当正负极，在导线和电解质溶液的连接中形成一个闭合的回路，就可以实现化学能到电能的直接转化。【讨论】根据现有的用品尝试设计原电池【记录】【实验验证】【分析】利用对比的方法分析没有形成原电池的装置原因在哪？思考原电池的构成条件？【实验汇报】联系生活，深化对原电池工作原理的理解。借鉴铜锌原电池考虑设计原电池应该满足哪些条件？学生实验，感受将氧化还原反应设计成原电池的过程，实验简单易做、现象明显可以有效地激发学生的学习兴趣。环节五当堂检测以学生许愿的形式，测试学生学习的效果。积极参加，思考小组交流。利用游戏的形式，充分调动学生的积极性，巩固学生所学的知识。环节六总结学生先总结，分享本节课的收获，教师点评。【回忆、思考】补充知识系统化，便于学生理解和记忆。环节七作业…………内化理论知识，加深印象板书设计第二节《化学能与电能》一、火力发电二、原电池原电池的工作原理2、原电池的构成条件学情分析学生在以前的学习中已经学习过了氧化还原反应，能量之间转换，电解质溶液，金属活泼性等化学知识及物理电学的相关知识，已为本节课的学习做好了一定知识储备；具备了一定的实验探究能力。学生已经掌握了氧化还原反应，知道氧化还原反应的本质是电子的转移，能够把氧化反应和还原反应分开讨论。物理中已经学过电子的定向移动形成电流，对氧化还原过程中电子的移动能够产生电流可以产生认同，但又对不借助于原电池装置的氧化还原反应没有电流产生存在疑惑。3、知道电解质溶液能够导电，溶液中的离子能够在电场的作用下定向移动，但这一概念建立在正负相吸的基础上，可能会对原电池内电路离子流向理解有困难。4、已经学习了化学能与热能的转化，能够以此为基础理解化学能与电能的转化，但对转化装置原电池以及实验现象不能很快接受，可能会认为原电池装置的引入改变了化学反应本身。效果分析1.从学生练习情况来看，基础达标的五道题答对率较高，说明学生对于基础知识、基本概念的掌握很好；2.大部分同学选择了能力提升题，其中1、2、3题答对率在70﹪左右，4题在50%左右，说明学生对于原电池原理的应用还需要再进行相应的练习进行巩固。3.超过一半的同学选择了拓展提高题，但答对率较低，说明学生对原电池的变式掌握较差，但考虑这是必修模块，选修中还要对原电池原理进行系统学习，目前只需了解即可。教材分析本节教学内容选自人教版普通高中课程标准实验教科书必修《化学2》第二章《化学反应与能量》第二节《化学能与电能》中的“化学能转化为电能”片段。本节的内容是原电池，包括原电池装置的设计原理、设计意图、本质及构成条件。关于化学能与电能在必修模块和选修模块中均有安排，在必修模块中只要求举例说明化学能与电能的转化关系及其应用，认识研制新型电池的重要性。从学科知识体系角度来看，节课内容是学生学习了化学必修1《氧化还原反应》与必修2的《化学能与热能》等内容之后而学习的，所以本节课是对氧化还原反应的本质再探究和延伸，同时也是对化学能与其他能量之间转化的补充，是建立电化学基本概念的基础；在化学选修1（化学与生活）中金属腐蚀与防护，以及选修化学的学生学好化学选修4（化学反应原理）中还将进一步对电化学知识进行深入讨论，所以本节课为后面知识的学习提供了理论基础。综上所述，在知识结构上原电池起到了承上启下的作用。从生活和社会角度来看，电能在现代社会生活中起着无可取代的作用，电池也广泛应用于社会生活的方方面面。了解电池工作的原理，掌握基本的电化学知识对生活生产都有非常重要的意义。|||||基础强化|||||1．下列有关燃煤发电的一系列能量转换的过程，正确的是()A．化学能→热能→机械能→电能B．热能→化学能→机械能→电能C．机械能→化学能→热能→电能D．热能→机械能→化学能→电能2．下列关于原电池的叙述中正确的是()A．原电池能将化学能转变为电能B．原电池负极发生的电极反应是还原反应C．原电池在工作时其正极不断产生电子并经外电路流向负极D．原电池的电极只能由两种不同的金属构成A．Zn＋Ag2O＋H2O=Zn(OH)2＋2AgB．Pb＋PbO2＋2H2SO4=2PbSO4＋2H2OC．Zn＋CuSO4=Cu＋ZnSO4D．C＋CO2=2CO4．对于原电池的电极名称，下列叙述有错误的是()A．发生氧化反应的为负极B．正极为电子流入的一极C．比较不活泼的金属为负极D．电流的方向由正极到负极5.在铜锌原电池中，以硫酸铜为电解质溶液，锌为________极，电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式是________，锌片上观察到的现象为________，铜为________极，电极上发生的是________反应(填“氧化”或“还原”)，电极反应式是________；铜片上观察到的现象是________，原电池反应的离子方程式。|||||能力提升|||||1．在盛有稀H2SO4的烧杯中放入用导线连接的锌片和铜片，下列叙述正确的是()A．正极附近的SOeq\o\al(2－,4)离子浓度逐渐增大B．正极有O2逸出C．电子通过导线由铜片流向锌片D．铜片上有H2逸出2.如图所示装置中，观察到电流计指针偏转，X棒变重，Y棒变轻，由此判断下表中所列X、Y、Z物质，其中可以成立的是()3．一位老人镶了两颗假牙，其中一颗是黄金的，另一颗是不锈钢的。自镶上假牙后，他时感头疼，心情烦燥，多次治疗未见好转。如果你是医生，下列方法不能治疗其疾病的是()A．将两颗假牙都做成黄金的B．将两颗假牙都做成不锈钢的C．将两颗假牙都做成特殊树脂的D．将金假牙改为铝质假牙4.把a、b、c、d四块金属片浸入稀硫酸中，用导线两两相连组成原电池。若a、b相连时，a为负极；c、d相连时，电流由d到c；a、c相连时，c极上产生大量气泡，b、d相连时，b上有大量气泡产生，则四种金属的活动性顺序由强到弱的为()

A．a＞b＞c＞dB．a＞c＞d＞b

C．c＞a＞b.＞dD．b＞d＞c＞a

5.现有如下两个反应(A)NaOH＋HCl=NaCl＋H2O(B)Cu＋2Ag＋=2Ag＋Cu2＋(1)根据两反应本质，判断能否设计成原电池________。(2)如果不能，说明其原因_______________________________。(3)如果可以，则写出正、负极材料，其电极反应式及反应类型(“氧化”或“还原”)，电解质溶液名称。负极：________，_______________________________，________。正极：________，______________________________，________。电解质溶液：_________________________________________。若导线上转移电子1mol，则正极质量增加________g。|||||拓展提高|||||微型纽扣电池在现代生活中有广泛应用，有一种银锌电池，其电极分别是Ag2O和Zn，电解质溶液为KOH溶液，电极反应为Zn＋2OH－－2e－=ZnO＋H2O，Ag2O＋H2O＋2e－=2Ag＋2OH－，总反应为Ag2O＋Zn=ZnO＋2Ag。根